استخراج فلزات از اکسیدها در دماهای بالا نه تنها برای تولید فلزاتی مانند فولاد، بلکه برای بازیافت نیز ضروری است. از آنجایی که فرآیندهای استخراج کنونی کربن بالایی دارند و مقادیر زیادی گازهای گلخانه ای منتشر می کنند، محققان در حال بررسی رویکردهای جدید برای توسعه فرآیندهای "سبزتر" هستند. انجام این کار به ویژه در آزمایشگاه چالش برانگیز است زیرا به راکتورهای گران قیمت نیاز دارد. ساختن و انجام شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای می‌تواند یک جایگزین باشد، اما در حال حاضر هیچ روش محاسباتی وجود ندارد که بتواند واکنش‌های اکسید را در دماهای بالا زمانی که داده‌های تجربی در دسترس نیست، به دقت پیش‌بینی کند.
یک تیم مهندسی کلمبیا می گوید یک تکنیک محاسباتی جدید ایجاد کرده است که با ترکیب مکانیک کوانتومی و یادگیری ماشین می تواند دمای کاهش اکسیدهای فلزات را به فلزات پایه آنها به طور دقیق پیش بینی کند. رویکرد آنها از نظر محاسباتی به اندازه محاسبات معمولی دمای صفر کارآمد است، و در آزمایش‌های آنها دقیق‌تر از شبیه‌سازی‌های محاسباتی تأثیرات دما با استفاده از روش‌های شیمی کوانتومی است. این مطالعه به رهبری الکساندر اوربان، استادیار مهندسی شیمی، امروز توسط منتشر شد ارتباطات طبیعی.
اوربان گفت: "کربن زدایی از صنایع شیمیایی بسیار مهم است اگر بخواهیم به سمت آینده ای پایدارتر حرکت کنیم، اما توسعه جایگزین برای فرآیندهای صنعتی مستقر بسیار پرهزینه و زمان بر است." «فرآیند طراحی از پایین به بالا که نیازی به ورودی تجربی اولیه ندارد، جایگزین جذابی خواهد بود، اما هنوز اجرا نشده است. این مطالعه جدید، تا آنجا که می دانیم، اولین بار است که یک رویکرد ترکیبی ترکیبی از محاسبات محاسباتی با هوش مصنوعی این برنامه را امتحان کرده است. و این اولین نمایشی است که محاسبات مبتنی بر مکانیک کوانتومی را می توان برای طراحی فرآیندهای با دمای بالا مورد استفاده قرار داد."
محققان می‌دانستند که در دماهای بسیار پایین، محاسبات مبتنی بر مکانیک کوانتومی می‌توانند به‌طور دقیق انرژی مورد نیاز واکنش‌های شیمیایی یا آزاد شدن آن را پیش‌بینی کنند. آنها این نظریه دمای صفر را با یک مدل یادگیری ماشین تکمیل کردند که وابستگی دما را از اندازه‌گیری‌های درجه حرارت بالا در دسترس عموم آموخت. آنها رویکرد خود را که بر استخراج فلز در دماهای بالا متمرکز است، برای پیش‌بینی تغییر «انرژی آزاد» با دما، چه بالا و چه پایین، طراحی کردند.
خوزه آ. گاریدو تورس، اولین نویسنده این مقاله، که یک محقق فوق دکتری در آزمایشگاه Urban بود و اکنون یک محقق است، می گوید: «انرژی آزاد یک مقدار کلیدی از ترمودینامیک است و سایر مقادیر وابسته به دما را می توان به طور کلی از آن استخراج کرد. محقق در پرینستون. . بنابراین ما انتظار داریم که رویکرد ما برای پیش‌بینی، به‌عنوان مثال، دمای ذوب و حلالیت‌ها برای طراحی فرآیندهای استخراج فلزات الکترولیتی تمیز که با برق تجدیدپذیر تغذیه می‌شوند، مفید باشد.
نیک بیربیلیس، معاون کالج مهندسی و علوم کامپیوتر دانشگاه ملی استرالیا و کارشناس طراحی مواد با تمرکز بر مقاومت در برابر خوردگی، که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: «آینده کمی نزدیک‌تر شده است. "بیشتر تلاش انسان و سرمایه غرق شده قرن گذشته در توسعه موادی بوده است که ما هر روز از آنها استفاده می کنیم - و برای قدرت، پرواز و سرگرمی خود به آنها تکیه می کنیم. توسعه مواد کند و پرهزینه است، و این ماشین را به یک مطالعه توسعه حیاتی برای طراحی مواد آینده تبدیل می کند. برای اینکه یادگیری ماشین و هوش مصنوعی به پتانسیل خود برسند، مدل ها باید از نظر مکانیکی مرتبط و قابل تفسیر باشند. این دقیقاً همان چیزی است که کار اوربان و گاریدو تورس نشان می دهد. علاوه بر این، این کار برای اولین بار یک رویکرد سیستم کل نگر را اتخاذ می کند و شبیه سازی های اتمی را از یک سر برنامه های مهندسی به سر دیگر مرتبط می کند - از طریق الگوریتم های پیشرفته.
این تیم اکنون در حال کار بر روی گسترش رویکرد به سایر خواص وابسته به دما مواد، مانند حلالیت، رسانایی و ذوب، است که برای طراحی فرآیندهای استخراج الکترولیتی فلزات غیر کربنی که با برق پاک تغذیه می‌شوند، مورد نیاز است.
این مطالعه با عنوان «افزایش مکانیک کوانتومی با کلوین صفر با یادگیری ماشینی برای پیش‌بینی واکنش‌های شیمیایی در دماهای بالا» است.
نقل قول: رویکرد محاسباتی جدید واکنش های شیمیایی را در دماهای بالا پیش بینی می کند (2021، 1 دسامبر)، استخراج شده در 1 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-approach-chemical-reactions-high-temperatures.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- رای دهندگان رأی گیری در کنتاکی نیویورک و ویرجینیا; جان بولتون کتاب است: 5 چیزهایی که می دانیم شنبه
- جوی شاه بلوط مذاکرات خوردن بیش از 90 پوند از سگ داغ در قرنطینه
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- Outside the Box: Do our social skills fade as we age? Seniors may not like the answer
- Coronavirus به روز رسانی: دو whammy از فصل طوفان و مورد افزایش تگزاس, هاوایی; هیچ استادیوم یانکی زمین برای مغلوب ساختن پیشی جستن
- شیاف ماریانا جذبی شاندرمن - فروشگاه اینترنتی کالا مال
- لئون رز تصمیمات او روند رو به بالا در نیکز کار
- مایکروسافت می گوید Infinite کسب مذاکرات در حال بازگشت پس از نادلا تهمت چت
- هارون قاضی Yoenis Cespedes میان بیس بال فانتزی پیش نویس هیئت مدیره risers
- نیک کردرو همسر آماندا Kloots هنوز "دعا برای یک معجزه' بازیابی می دهد به روز رسانی