锂电电解液设计新工具:可微溶剂数值模型实现溶剂化结构理性设计
Venkatasubramanian Viswanathan团队在arXiv发表可微分溶剂数值模型框架,将Li+溶剂化壳层组成的预测转化为可优化问题,为局部高浓电解液(LHCE)等锂金属电池电解液体系提供从分子性质到溶剂化结构的定量设计路径。
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Venkatasubramanian Viswanathan团队在arXiv发表可微分溶剂数值模型框架,将Li+溶剂化壳层组成的预测转化为可优化问题,为局部高浓电解液(LHCE)等锂金属电池电解液体系提供从分子性质到溶剂化结构的定量设计路径。
研究人员开发出新一代粘合剂设计思路:粘性极强,但在特定触发条件下可按需降解——纸箱上的标签到回收时可以干净揭除,伤口上的医用胶带到愈合后可无创移除。这种'临时强粘附+受控解粘'能力有望破解回收流程中标签污染与医用敷料更换两大痛点。
佐治亚理工学院Rampi Ramprasad团队展示AI质子交换膜设计策略:虚拟正向合成生成数百万可合成聚合物,机器学习模型预测关键膜性质,筛选出1700余个无氟候选替代Nafion,为绿氢电解槽降本提供路径。
德国奥尔登堡大学Caterina Cocchi团队在arXiv发表第一性原理研究,系统评估MOF-5的金属节点替换(Zn→Mg、Cd)与有机链接官能化(NH2、OH、NO2)对储氢性能的影响。Cd中心与NO2基团组合表现最优,氢吸附能达-15.58 kJ/mol,显著优于原始MOF-5,为先进储氢吸附剂设计提供了框架。
arXiv新预印本(2608.16364)对近10亿GDB13分子进行电子-溶剂化描述符高通量筛选,发现高排名候选分子呈现"腈类主导"与"腈醚共存"两种机制,进而提炼出腈为中心、醚为辅助的基元层级。该层级嵌入生成模型后无需显式氟化奖励即可产出高分氟化结构,为锂电池电解质分子设计建立了可解释框架。
European Coatings报道:通过在聚合物链中精确布置碳酸酯官能团,研究者制成性能接近聚乙烯但可化学降解的类PE材料。该路线为解决聚烯烃难降解问题提供分子设计层面的方案,涂层与包装领域可降解材料选项有望扩充。
研究人员开发物理信息机器学习框架,结合分位数梯度提升与Born稳定性约束,预测难熔复杂成分合金(CCA)的八项力学性能(体模量、剪切模量、硬度、弹性常数等),使用393个DFT数据点训练,为约10^15种可能组合的实验探索提供筛选工具。
研究人员提出了一组机制依赖型描述符,能够预测钙钛矿氧化物在化学链和储氧应用中的氧气容量。该发现为清洁能源技术中钙钛矿材料的理性设计提供了理论框架,可加速高温空气分离和化学链燃烧催化材料的开发。
研究团队提出利用机器学习方法设计传统计算无法处理的金属有机框架(MOF)材料的通用框架。以光催化为案例研究,展示了ML方法在处理复杂多参数材料设计中的能力。该方法可推广到催化剂、吸附剂和储能材料的发现。论文7月29日提交arXiv。
芬兰化学品公司Kemira与英国AI初创公司CuspAI合作,利用生成式AI从约300万亿种可能的金属有机框架结构中筛选出5000余种PFAS去除材料设计方案,最终锁定约20个优先候选。该项目针对GenX、PFBS和PFOS三种目标分子,仅用6个月完成发现阶段,是首个将生成式AI端到端应用于PFAS修复材料设计的商业合作。当前PFAS修复主流技术为颗粒活性炭,此次AI驱动的新材料设计有望为下一代高选择性去除产品开辟路径。
研究团队为工程活材料(ELMs)领域建立了系统的本体论和编码方案,涵盖材料分类、工业应用和合成加工方法。通过对100个ELMs案例的系统应用验证了该框架的实用性。研究进一步探索了生成式AI对该本体论和编码方案的理解与使用能力,验证了AI可以正确编码ELMs并支持新型活材料的概念设计,为加速科学和技术发现提供了通用语言。