به گزارش ثریا - پراکسید هیدروژن یکی از پرکاربردترین مواد شیمیایی در زندگی روزمره و صنعت به شمار میرود؛ از ضدعفونیکنندهها و استریلسازی پزشکی گرفته تا پاکسازیهای زیستمحیطی و فرایندهای متنوع تولیدی. با این حال، بخش عمده پراکسید هیدروژن جهان همچنان از طریق فرایندهای صنعتی بزرگمقیاس و انرژیبر تولید میشود؛ روشهایی که هزینه بالا و ردپای زیستمحیطی قابلتوجهی دارند. همین موضوع سبب شده است پژوهشگران در سراسر جهان به دنبال راهکارهای پاکتر و کممصرفتر برای تولید این ماده حیاتی باشند.
در همین راستا، گروهی از پژوهشگران به یک دستاورد مهم علمی دست یافتهاند و یک چارچوب محاسباتی جدید ارائه کردهاند که میتواند کاتالیستهای کارآمد برای تولید پراکسید هیدروژن بهطور مستقیم از آب و برق را شناسایی کند. این پژوهش که در نشریه معتبر شیمیAngewandte Chemie International Edition منتشر شده، بر واکنش الکتروشیمیایی اکسایش دوالکترونی آب تمرکز دارد؛ واکنشی که امکان تولید موضعی، پاک و بالقوه پایدار پراکسید هیدروژن را فراهم میکند.
طراحی کاتالیست برای این واکنش، چالشی پیچیده بوده است. به گفته هائو لی، نویسنده اصلی این پژوهش، تنوع بالای کاتالیستها یکی از موانع اصلی به شمار میرود. کاتالیستها میتوانند در قالب آلیاژهای فلزی، اکسیدهای فلزی یا حتی مواد تکاتمی ظاهر شوند و هر یک ساختار اتمی متفاوتی دارند. همین تفاوتها باعث شده است مقایسه عملکرد آنها یا پیشبینی کاراییشان با یک روش واحد، دشوار و زمانبر باشد.
برای غلبه بر این مشکل، تیم تحقیقاتی روشی نوین برای توصیف جایگاههای فعال کاتالیستی در مقیاس اتمی ارائه کرده است. این روش که «تابع تقارن اتممحور وزندهیشده» نام دارد، آرایش هندسی اتمها و هویت شیمیایی آنها را در قالبی یکپارچه ثبت میکند. پژوهشگران این توصیفگرها را با مدلهای یادگیری ماشین و مدلسازی واکنشها ترکیب کردند تا بتوانند عملکرد مواد مختلف را با دقت بالا پیشبینی کنند.
نتایج بهدستآمده نشان داد که این چارچوب قادر است خواص کلیدی واکنش را در طیف گستردهای از انواع کاتالیستها پیشبینی کند. جالب آنکه این پیشبینیها تطابق نزدیکی با محاسبات دقیق کوانتومی و دادههای تجربی منتشرشده پیشین داشت؛ موضوعی که اعتبار و کارایی این روش را در میان مواد گوناگون تأیید میکند.
در گام بعد، پژوهشگران با استفاده از این مدل، غربالگری سریعی از کاتالیستهای بالقوه انجام دادند و در نهایت، اکسید لیتیوم اسکاندیوم با فرمول شیمیایی LiScO₂ را بهعنوان گزینهای بسیار امیدوارکننده شناسایی کردند. آزمایشهای عملی نشان داد که این ماده میتواند پراکسید هیدروژن را با بازدهی حدود ۹۰ درصد تولید کند و در عین حال، پایداری خود را برای نزدیک به یک هفته کارکرد مداوم حفظ کند.
هائو لی در توضیح اهمیت این دستاورد میگوید: این چارچوب به ما اجازه میدهد اطلاعات مقیاس اتمی را مستقیم به عملکرد قابلاندازهگیری پیوند بزنیم. چنین رویکردی، آزمونوخطا در توسعه کاتالیستها را بهطور چشمگیری کاهش میدهد و فرایند جستوجو را نظاممندتر میکند.
این چارچوب اکنون در «پلتفرم دیجیتال کاتالیست» پیادهسازی شده است؛ پایگاهی که بهعنوان بزرگترین بانک داده تجربی و محاسباتی کاتالیستها شناخته میشود و توسط آزمایشگاه هائو لی توسعه یافته است. کاربران این پلتفرم میتوانند بهصورت کارآمد، خواص واکنشها را پیشبینی کنند. از آنجا که این روش، کلاسهای مختلف مواد را بهصورت یکسان تحلیل میکند، قابلیت توسعه به فراتر از تولید پراکسید هیدروژن را نیز دارد.
به نقل از ستاد نانو، پژوهشگران امیدوارند این رویکرد مبتنی بر هوش مصنوعی، زمینهساز طراحی کاتالیستهای نوین برای سایر واکنشهای مهم الکتروشیمیایی شود و در نهایت، به تولید پاکتر مواد شیمیایی و توسعه فناوریهای انرژی پایدار در آینده کمک کند.
منبع : هوش مصنوعی
تابآوری کودکان در جنگ را با داستان افزایش دهیم
برگزاری بزرگداشت ابوریحان بیرونی از سوی فلاسفه و اساتید
از نگاه امیرالمومنین(ع) راه مهار طمع انسان به قدرت و ثروت چگونه است؟
برگزاری آزمونهای تافل و GRE رسماً در ایران متوقف شد
اعلام جزئیات مرحله شفاهی آزمونهای دانشنامه تخصصی و فوق تخصصی پزشکی
ایران پرچمدار المپیاد فناوری نانو در سطح جهانی
محکومیت اقدام غیرقانونی آمریکا علیه متقاضیان آزمونهای بینالمللی
ارزش از کدنویسی به فهم مسئله منتقل میشود
ثبت نام آزمون پذیرش پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵ آغاز شد/ اعلام جزئیات آزمون
واکنش وزیر علوم به تحریمهای علمی آمریکا
مهلت انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ تمدید شد
ویژه برنامههای هفته وحدت در تجمعات شبانه
افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور
برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب
دانشجویان خارجی جشنواره هنر و رسانه عهد همزیستی را برگزار میکنند
وقف بر پایه ایثار، نوعدوستی و دوراندیشی استوار است
آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد
شرکت های فناوری خواستار افزایش دفاع سایبری در مقابل حملات هوش مصنوعی
نوار نانویی ۳ داروی مسکن را در کمتر از ۲ ثانیه آزاد میکند
قدرتمندترین موشک اروپا به پرواز درآمد
تاکید علمای مسلمان بر عملی کردن وحدت و ایستادگی در مقابل دشمن مشترک
نزاع حجاب، از ابتدا نزاع بر سر قدرت زن بود
البرز زیر بار کمبود مدرسه؛ مهاجرت چالش بزرگ مدارس البرز
توانمند سازی و گذار از الفبا رویکرد جدید سواد آموزی استان سمنان
جزئیات بورسیه تحصیلی صنعت و مشاغل در پذیرش کارشناسی ارشد ۱۴۰۵
غرامت ۱۸ میلیارد دلاری متا برای فرار از شکایت ایالتهای آمریکا
واکنش دانشگاه صنعتی خواجه نصیر به کناره گیری رئیس آن
نفوذ هکرهای چینی به ناسا و سنای آمریکا ردیابی شد
موبایلهای آینده چگونه تغییر میکنند؟
از خیالپردازی سرامیک تاشاعرانگی کاغذ در ماه هنر؛ تکثرِ بودن در پایتخت
محمد اصفهانی در دومین شب از «روایت رحمت» روی صحنه میرود
در طبیعت چه خبر است؟ یک مجموعه خواندنی برای کودکان
پرچم ایران روایتی از خون، باور، ایستادگی و تمنای رسیدن
تاکید بر نقش هنرستانها در مقابله با چالشهای جنگ اقتصادی
کاظمی: دشمن تلاش میکند تا دولتها را از صف مردم جدا کند
امین و مهدیه احمدزاده؛ خواهر و برادر شهید مینابی
پذیرش برگزیدگان المپیادهای جغرافیا و علوم زمین بدون کنکور ابلاغ شد
نتایج آزمون صلاحیت گروه پرستاری سال ۱۴۰۵ اعلام شد
جزئیات آزمون مرحله انفرادی هجدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی
دفترچه انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ منتشر شد
آغاز انتخاب رشته داوطلبان مجاز آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ از امروز
سینمای زیرزمینی ایران بررسی شد؛ از بحران بازنمایی تا اقتصاد نامرئی
روایت دبیر انجمن سرود کانون پرورش فکری از برگزاری یک جشنواره ملی
«حبیبی یا نبی»؛ نغمهای برای پیامبر رحمت
ریدلی اسکات با «ستاره های سگی» بدترین فیلمش را ساخت
«کوری» از پروندههای قضایی تا ممیزی؛ این سریال مروج مشروبات الکلی است؟
رازهایی که در یک کشو پنهان است؛ چه کسی دستخط قاتل را تقلید کرد؟
برای پویایی صنف باید صدای جوانها را جدی گرفت؛ سکوت معنا دارد
نسخه ویژه نابینایان «روزی روزگاری» منتشر میشود
وقتی مستند، حافظه میراث ملی را بیدار میکند
ایرانیخوانی نمایشنامه «تاجماه» برگزار شد
«رویای نیمه شب» و ضرورت ساخت آثار تلویزیونی با موضوع مهدویت
وقف رقیب اقتصاد کشور نیست
بیستمین آزمون سراسری قرآن پس از وقفه ای طولانی برگزار میشود
دانشمندی که هنوز رازهایش کشف نشده است؛ کیمیای رازی در تاریخ علم
تجلیل از ۴۵ چهره شاخص در اولین دوره جایزه جهانی دیپلماسی فرهنگی
تاسیس ۱۳ مؤسسه جدید فرهنگی قرآن و عترت
برگزاری آزمون بخش معارفی چهل و نهمین دوره مسابقات سراسری قرآن اوقاف
شرقشناسی بدون ایرانشناسی، امکان یا امتناع؟
متن نوبتدهی آرایشگاه برای عید؛ نمونههایی برای جذب مخاطب
دانشگاهها با ورزش تابآوری دانشجویان را تقویت کنند
راهنمای ثبتنام پذیرفتهشدگان دکتری دانشگاه علامه طباطبائی اعلام شد
پایان رویای «تنگه ترامپ» و غروب توهمات طاغوت روزگار در اعماق خلیج فارس
بهنام تشکر کارآگاه علوی جدید شد
برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی
تجربههای جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب
تلقی رایج از موسسات خیریه غلط است؛ انتشار نخستین گزارش زیست بوم خیریه
برگزاری جشنهای میلاد پیامبر مهربانیها با محوریت خونخواهی رهبر شهید
رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم
آیا بین «امر تاریخی» و «امر ایمانی» می توان تمایزی مفهومی ایجاد کرد؟
ابنشهرآشوب روایات را دستکاری میکرد؟
تشخیص زودهنگام سرطان سینه با طراحی یک نانوزیستحسگر در دانشگاه تهران
استکبار جهانی به زبالهدان تاریخ میپیوندد؛ خونخواهی رهبر شهید حق ماست
حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس
جدیدترین تصویر از آیت الله سیستانی
صعود دانشجوی دانشگاه آزاد به بام ایران با یاد دانشمند شهید دکتر طهرانچی +عکس
آغاز کلاسهای نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور
حمله هکرهای ایرانی یک واحد تولید برق را در انگلیس تعطیل کرد
شکایت آمریکا از تیک تاک با ۴۰۰ میلیون دلار تسویه شد
واکنش قالیباف به جنگ اقتصادی ترامپ و داردستهاش+عکس
ثبت نام آزمون پذیرش پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵ آغاز شد/ اعلام جزئیات آزمون
محکومیت اقدام غیرقانونی آمریکا علیه متقاضیان آزمونهای بینالمللی
واکنش وزیر علوم به تحریمهای علمی آمریکا
مهلت انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ تمدید شد
اعلام جزئیات مرحله شفاهی آزمونهای دانشنامه تخصصی و فوق تخصصی پزشکی
برگزاری آزمونهای تافل و GRE رسماً در ایران متوقف شد
ارزش از کدنویسی به فهم مسئله منتقل میشود
ایران پرچمدار المپیاد فناوری نانو در سطح جهانی
برگزاری بزرگداشت ابوریحان بیرونی از سوی فلاسفه و اساتید
از نگاه امیرالمومنین(ع) راه مهار طمع انسان به قدرت و ثروت چگونه است؟
از خیالپردازی سرامیک تاشاعرانگی کاغذ در ماه هنر؛ تکثرِ بودن در پایتخت
تابآوری کودکان در جنگ را با داستان افزایش دهیم
جزئیات بورسیه تحصیلی صنعت و مشاغل در پذیرش کارشناسی ارشد ۱۴۰۵
آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد
در طبیعت چه خبر است؟ یک مجموعه خواندنی برای کودکان
محمد اصفهانی در دومین شب از «روایت رحمت» روی صحنه میرود
تاکید علمای مسلمان بر عملی کردن وحدت و ایستادگی در مقابل دشمن مشترک
البرز زیر بار کمبود مدرسه؛ مهاجرت چالش بزرگ مدارس البرز
نوار نانویی ۳ داروی مسکن را در کمتر از ۲ ثانیه آزاد میکند
توانمند سازی و گذار از الفبا رویکرد جدید سواد آموزی استان سمنان
برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب
تاکید بر نقش هنرستانها در مقابله با چالشهای جنگ اقتصادی
واکنش دانشگاه صنعتی خواجه نصیر به کناره گیری رئیس آن
وقف بر پایه ایثار، نوعدوستی و دوراندیشی استوار است
افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور
ویژه برنامههای هفته وحدت در تجمعات شبانه
نفوذ هکرهای چینی به ناسا و سنای آمریکا ردیابی شد
پرچم ایران روایتی از خون، باور، ایستادگی و تمنای رسیدن
قدرتمندترین موشک اروپا به پرواز درآمد
شرکت های فناوری خواستار افزایش دفاع سایبری در مقابل حملات هوش مصنوعی
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.