AI hjälper till att minska plastföroreningar med ny 4× hårdare polymer

Med hjälp av en AI-modell har ett forskarlag kommit fram till ett nytt sätt att härda plast. Teamet - som består av forskare från MIT och Duke University - använde en maskininlärningsmodell för att upptäcka en tillsats som, när den används med en polymer, gör att den blir mycket mer motståndskraftig mot rivning.

Upptäckten publicerades i ACS Central Science den 1 augusti. Grunden till denna upptäckt ligger i en kontraintuitiv upptäckt som finns i en studie som publicerats tidigare - att införliva svaga länkar i en polymers kemiska struktur kan göra materialet starkare totalt sett. Detta beror på att en spricka som sprider sig tvingas bryta många fler av dessa svaga bindningar istället för att slita sig genom ett enhetligt material, och därmed avleda mer energi. Forskarna hade dock en stor utmaning att övervinna - att välja ut den perfekta "svaga länken" bland tusentals potentiella kandidater.

För att lösa detta problem använde sig forskarna av en maskininlärningsmodell. De tränade modellen på beräkningsdata från cirka 400 järnhaltiga föreningar som kallas ferrocener. Den resulterande modellen kunde på kort tid förutsäga egenskaperna hos tusentals andra ferrocener och välja ut de bästa kandidaterna.

Forskarna syntetiserade sedan en plast med hjälp av ett av AI:s toppval, vilket resulterade i en polymer som var fyra gånger hårdare än polymerer som tillverkats med en vanlig tvärbindare.

Om man gör material tåligare innebär det att deras livslängd blir längre. De kommer att kunna användas under en längre tid, vilket kan minska plastproduktionen på lång sikt. - Ilia Kevlishvili, studiens huvudförfattare.