Fritz Haber İnstitutunun tədqiqatçıları atom və molekulyar proseslər haqqında anlayışımızı gücləndirən Avtomatik Proses Tədqiqatçısını (APE) inkişaf etdiriblər. Simulyasiyaları dinamik şəkildə təkmilləşdirməklə, APE katalizatorun davranışına dair yeni anlayışlar təklif edərək palladium (Pd) səthlərinin oksidləşməsində gözlənilməz mürəkkəblikləri aşkar etdi. Tədqiqat Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

Kinetik Monte Karlo (kMC) simulyasiyaları atom və molekulyar proseslərin uzunmüddətli təkamülünü öyrənmək üçün vacibdir. Onlar material səthlərindəki reaksiyaların enerji istehsalında və çirklənməyə nəzarətdə reaksiyaları sürətləndirən səmərəli katalizatorların inkişafı üçün çox vacib olduğu səth katalizləri kimi sahələrdə geniş istifadə olunur . Ənənəvi kMC simulyasiyaları əvvəlcədən təyin edilmiş girişlərə əsaslanır ki, bu da onların mürəkkəb atom hərəkətlərini tutmaq qabiliyyətini məhdudlaşdıra bilər. Avtomatik Proses Tədqiqatçısının (APE) gəldiyi yer budur.

Fritz Haber İnstitutunun Nəzəriyyə Departamenti tərəfindən hazırlanmış APE, sistemin cari vəziyyətinə əsaslanan proseslərin siyahısını dinamik şəkildə yeniləyərək ənənəvi kMC simulyasiyalarında qərəzləri aradan qaldırır. Bu yanaşma yeni strukturların kəşfiyyatını təşviq edir, struktur kəşfiyyatında müxtəlifliyi və səmərəliliyi təşviq edir. APE fərqli atom mühitlərini müəyyən etmək üçün qeyri-səlis maşın öyrənmə təsnifatından istifadə edərək prosesin kəşfiyyatını kMC simulyasiyalarından ayırır. Bu, potensial atom hərəkətlərini daha geniş şəkildə araşdırmağa imkan verir.

APE-ni maşınla öyrənilmiş atomlararası potensiallarla (MLIPs) inteqrasiya edərək, tədqiqatçılar onu çirklənməyə nəzarətdə əsas sistem olan palladium səthlərinin erkən oksidləşməsinə tətbiq etdilər. Emissiyaları azaltmaq üçün avtomobillər üçün katalitik çeviricilərdə istifadə edilən əsas material olan palladium səthinin erkən oksidləşməsinə tətbiq edildikdə, APE ənənəvi kMC simulyasiyalarının imkanlarını xeyli üstələyən 3000-ə yaxın prosesi aşkar etdi. Bu tapıntılar katalizdəki molekulyar proseslərə bənzər zaman miqyasında baş verən mürəkkəb atom hərəkətlərini və yenidən strukturlaşma proseslərini ortaya qoyur .

APE metodologiyası oksidləşmə zamanı Pd səthinin yenidən qurulmasının ətraflı başa düşülməsini təmin edir, əvvəllər görünməmiş mürəkkəblikləri aşkar edir. Bu tədqiqat nanostruktur təkamülü və onun səth katalizindəki rolu haqqında biliklərimizi artırır. Katalizatorların səmərəliliyini artırmaqla, bu anlayışlar enerji istehsalına və ətraf mühitin mühafizəsinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərmək , daha təmiz texnologiyalara və daha davamlı sənaye proseslərinə töhfə vermək potensialına malikdir.

Ətraflı məlumat: King Chun Lai və digərləri, Maşın Öyrənməsi ilə Yardımlı Keçid Vəziyyəti Axtarışları vasitəsilə Avtomatik Proseslərin Tədqiqi, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.096201

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Max Planck Cəmiyyəti tərəfindən təmin edilmişdir