Cách tiếp cận mới có thể sản xuất nhựa theo các đặc tính cụ thể

Các nhà nghiên cứu Trường Kỹ thuật Phân tử Pritzker (PME) thuộc ĐH Chicago (Mỹ) đã tìm ra hướng đi trong việc thiết kế polyme theo đặc tính bằng cách kết hợp mô hình hóa và máy học.

Bằng cách tính toán xây dựng gần 2.000 polyme giả định, họ tạo ra một cơ sở dữ liệu đủ lớn để đào tạo một mạng nơ-ron- một loại máy học- để hiểu những đặc tính polyme nào phát sinh từ các chuỗi phân tử khác nhau.

Juan de Pablo, GS. Kỹ thuật phân tử- trưởng nhóm nghiên cứu- cho biết: “Chúng tôi cho thấy rằng vấn đề có thể giải quyết được. Hiện chúng tôi đã lập nền tảng và đã chứng minh rằng chúng tôi thực sự có thể tiến lên trong việc sử dụng khuôn khổ này để thiết kế các polyme với các đặc tính cụ thể”.

Các nhà nghiên cứu trước tiên nhận dạng các chuỗi polyme khác nhau để tìm hiểu các đặc tính và dự đoán hành vi của các chuỗi phân tử hoàn toàn mới. Điều đó có nghĩa là các nhà thực nghiệm giờ đây có thể thực hiện theo một chiến lược tương tự và tạo cơ sở dữ liệu để tạo mạng máy học dự đoán các đặc tính của polyme trên cơ sở dữ liệu thực nghiệm.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu sử dụng thông tin được học bởi mạng nơ-ron để thực sự thiết kế các phân tử mới. Họ đã chứng minh khả năng xác định một thuộc tính mong muốn từ một phân tử polyme và sử dụng máy học để tạo ra một tập hợp các trình tự dẫn đến các đặc tính đó. 

Các công ty không chỉ có thể thiết kế các sản phẩm thân thiện với môi trường hơn, họ còn có thể thiết kế các polyme làm chính xác những gì họ muốn.

HẢI HUỲNH

(Nguồn: Journal Science Advances)