Credit : bjdlzx-Getty Images
يتناول المقال كيف يقوم العلماء باستخدام تقنيات الحوسبة المتقدمة، بما في ذلك الذكاء الاصطناعي التوليدي (AI) وتعلم الآلة والمحاكاة، لتحويل عملية البحث عن مواد فعّالة لامتصاص الكربون. يُعتبر امتصاص الكربون تكنولوجيا حاسمة في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من محطات الطاقة والمنشآت الصناعية الأخرى. ظهرت الهياكل المعدنية العضوية (MOFs) كمرشحات ممتازة بسبب طبيعتها المسامية التي تتيح لها امتصاص ثنائي أكسيد الكربون بشكل انتقائي.
كانت الطرق التقليدية لتصميم MOFs مرهقة وتتطلب وقتًا طويلاً، اعتمادًا بشكل كبير على التوليف التجريبي والنمذجة الحوسبية. ومع ذلك، جعلت التكوينات الكثيرة المحتملة لـ MOFs التفتيش الشامل تحديًا. للتغلب على هذا العقب، يقوم الباحثون باستكشاف نهج مبتكر يستغل فعالية الذكاء الاصطناعي والمحاكاة الحوسبية.
تتضمن إحدى التقنيات الرئيسية استخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي لتوليف بسرعة مجموعة واسعة من مرشحات MOF الجديدة. من خلال تحليل فضاء تصميم MOF باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي التوليدي، يمكن للباحثين تجميع بنية هائلة من المرشحات المحتملة، كل منها بتكوينات وخصائص فريدة. يسرع هذا النهج بشكل كبير عملية استكشاف مرشحات MOF ويتيح للباحثين تحديد المرشحات الواعدة للتحقيق اللاحق.
بالإضافة إلى الذكاء الاصطناعي التوليدي، يستخدم الفريق البحثي خوارزميات تعلم الآلة وطرق فحص عالي الكفاءة لتقييم أداء مرشحات MOF. تتيح هذه التقنيات للباحثين تقييم الاستقرار والخصائص الكيميائية وقدرة امتصاص الكربون للMOFs بطريقة منهجية وفعّالة.
لتحقق من النتائج، يستخدم الباحثون محاكاة الديناميات الجزيئية لتحاكي سلوك MOFs تحت ظروف مختلفة. من خلال دمج النمذجة الحوسبية مع التحقق التجريبي، يمكن للباحثين الحصول على رؤى قيمة حول أداء MOFs وتحديد المواد التي تظهر قدرة فعّالة في امتصاص الكربون.
علاوة على ذلك، يعزز التعاون بين العلماء من مؤسسات مختلفة الطابع البيني للبحث، مما ييسر دمج الخبرات والآراء المتنوعة. يتيح هذا التعاون مواجهة التحديات المعقدة في علم المواد وتقديم حلاً مبتكرًا لامتصاص الكربون.
بشكل عام، يسلط المقال الضوء على الإمكانات الحاسمة للنهج القائم على الذكاء الاصطناعي في تسريع اكتشاف المواد الفعّالة لامتصاص الكربون. من خلال استخدام تقنيات الحوسبة المتقدمة، يهدف الباحثون إلى تطوير MOFs لا تكون فقط فعّالة في امتصاص ثنائي أكسيد الكربون ولكن أيضًا فعّالة من حيث التكلفة وقابلة للتوسيع، وذلك في طريق الابتكارات الكبيرة في تكنولوجيا امتصاص الكربون.
المصدر