يساهم " الاصطناع الكيميائي " بتسريع البحث والتطوير الصناعي

يساهم " الاصطناع الكيميائي " بتسريع البحث والتطوير الصناعي

 

تصميم : علي ثاير النعيمي

 

 

 

تاريخ: 4 يونيو 2020

مصدر: جامعة ولاية كارولاينا الشمالية

ملخص:

طور الباحثون تقنية تسمى "الاصطناع الكيميائي" ، والتي تحتوي على ذكاء اصطناعي ونظام آلي للتحكم بالتفاعلات الكيميائية والذي يساهم بتسريع البحث والتطوير وتصنيع المواد المرغوب بها تجاريًا.

 

 

طور باحثون من جامعة ولاية كارولينا الشمالية وجامعة بافالو تقنية تسمى " الاصطناع الكيميائي Artificial chemist " ، والتي تتضمن الذكاء الاصطناعي (AI) ونظامًا آليًا لإجراء التفاعلات الكيميائية لتسريع البحث والتطوير وتصنيع المواد المرغوب بها تجاريًا.

 

في تجارب لإثبات المفهوم ، أظهر الباحثون أن الاصطناع الكيميائي يمكنه تحديد وإنتاج أفضل النقاط الكمية الممكنة لأي لون في 15 دقيقة أو أقل.

النقاط الكمية :هي بلورات نانوية شبه موصلة غروانية ، تُستخدم في تطبيقات مثل شاشات  LED

 

ومع ذلك ، يقول الباحثون أن الاصطناع الكيميائي يمكنه تحديد أفضل المواد التي لها خصائص قابلة للقياس والتي تلائم التفاعل - وليس فقط النقاط الكمية.

 

يقول Milad Abolhasani ، المؤلف وأستاذ مساعد في الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية في NC State: "إن الاصطناع الكيميائي هو نظام مستقل حقًا يمكنه التنقل بذكاء خلال الكون الكيميائي". "في الوقت الحالي ، تم تصميم الاصطناع الكيميائي للمواد المعالجة بمحلول - مما يعني أنه يعمل مع المواد التي يمكن تصنيعها باستخدام المواد الكيميائية السائلة. وتشمل المواد المعالجة بالمحلول مواد عالية القيمة مثل النقاط الكمومية ، والجسيمات النانوية المعدنية / أكسيد المعادن ، والمعادن العضوية (MOFs) ،.

 

"يشبه الاصطناع الكيميائي سيارة ذاتية القيادة ، ولكن للسيارة ذاتية القيادة عدد محدود من الطرق للاختيار من بينها للوصول إلى وجهتها المحددة مسبقًا. مع الاصطناع الكيميائي ، يمكنك معرفة اسهل المركبات والطرق المناسبة للتفاعل ، وهي الخصائص التي تريد أن تحتوي عليها المادة النهائية.

 

"النتيجة النهائية هي تكنولوجيا تطوير مواد مستقلة تمامًا لا تساعدك فقط في العثور على المواد المثالية التي تتم معالجتها بالمحلول بشكل أسرع من أي تقنيات مستخدمة حاليًا ، ولكنها تفعل ذلك باستخدام كميات صغيرة من السلائف الكيميائية. وهذا يقلل بشكل كبير من النفايات ويجعل عملية تطوير المواد أقل تكلفة بكثير. "

 

يمتلك الاصطناع الكيميائي "جسمًا" لإجراء التجارب واستشعار النتائج التجريبية ، و "دماغ" لتسجيل تلك البيانات واستخدامها لتحديد ما ستكون عليه التجربة التالية.

قام مجسم الاصطناع الكيميائي بدمج Nanocrystal  الآلي ومنصات تجميع التدفق NanoRobo التي تم تطويرها في مختبر Abolhasani. وتم اثبات ان الاصطناع الكيميائي يمكنه إجراء 500 تجربة تجميع للنقاط الكمية يوميًا ، على الرغم من أن Abolhasani يقدر أنه يمكن الوصول إلى 1000 تجربة.

 

دماغ الاصطناع الكيميائي هو برنامج للذكاء الاصطناعي يميز المواد التي يتم تصنيعها بواسطة الجهاز ويستخدم تلك البيانات لاتخاذ قرارات مستقلة حول المجموعة التالية من الظروف التجريبية. يبني قراراته على ما يحدد أنه سيحركه بكفاءة نحو أفضل تركيبة مادية مع الخصائص ومقاييس الأداء المطلوبة.

 

يقول Abolhasani: "أعتقد أن البحث والتطوير في المواد المستقلة التي يمكّن للاصطناع الكيميائي أن يعيد تشكيل مستقبل تطوير وتصنيع المواد". "أبحث الآن عن شركاء لمساعدتنا في نقل التقنية من المختبر إلى القطاع الصناعي".

 

 

 

المصادر

• Materials provided by North Carolina State University. Note: Content may be edited for style and length.
• Robert W. Epps, Michael S. Bowen, Amanda A. Volk, Kameel Abdel‐Latif, Suyong Han, Kristofer G. Reyes, Aram Amassian, Milad Abolhasani. Artificial Chemist: An Autonomous Quantum Dot Synthesis Bot. Advanced Materials, 2020; 2001626 DOI: 10.1002/adma.202001626