Новый пластик станет в четыре раза прочнее благодаря искусственному интеллекту

Ученые разработали новый метод, который позволяет создавать более прочные пластиковые материалы с помощью искусственного интеллекта (ИИ). Это открытие может существенно сократить количество пластиковых отходов за счет увеличения срока службы изделий.

Команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) и Университета Дьюка использовала модель машинного обучения, чтобы найти добавку, которая делает пластик в сочетании с определенным полимером значительно более устойчивым к разрывам. Результаты исследования были опубликованы 1 августа в научном журнале ACS Central Science.

Ключ к открытию лежит в парадоксальной идее, обнаруженной в предыдущих исследованиях: добавление в химическую структуру полимера так называемых «слабых связей» может сделать материал прочнее. Такие связи заставляют трещины, возникающие в материале, преодолевать множество препятствий, что поглощает больше энергии и ограничивает повреждения. Однако найти идеальную «слабую связь» среди тысяч возможных молекул было сложной задачей.

Для решения этой проблемы ученые применили ИИ. Они обучили модель на данных о примерно 400 соединениях, содержащих железо (ферроценовые соединения). После обучения модель смогла быстро проанализировать тысячи других ферроценовых молекул и выбрать наиболее подходящие. На основе одного из предложенных ИИ кандидатов исследователи создали пластик, который оказался в четыре раза прочнее, чем материалы с традиционными добавками.

«Более прочные материалы служат дольше, что может снизить объем производства пластика в долгосрочной перспективе», — отметил Илия Кевлишвили, ведущий автор исследования.

Это открытие открывает новые перспективы для создания долговечных пластиковых изделий, что может помочь в борьбе с глобальной проблемой пластикового загрязнения.