Süperhidritler, geleneksel hidritlerden önemli ölçüde daha fazla hidrojen depolayabilen ve maglev trenlerinde kullanılan hidrojen depolama ve süper iletken malzemeler gibi uygulamalar için son derece umut verici bir seçenek sunabilen malzemelerdir. Bununla birlikte, sentezleri, onlarca gigapaskal (GPA) sırasında son derece yüksek basınçlar gerektirir.
Bunu başarmaya yardımcı olmak için, araştırmacılar bir makine öğrenme modeli kullanarak süperhidritlerin yüksek basınçlı sentez reaksiyonunu başarıyla yeniden ürettiler. Malzeme bilimindeki bu dönüştürücü gelişme, süperhidritlerin kesin kontrolünün yolunu açar ve bilinmeyen kimyasal reaksiyon yollarını tahmin etmek için makine öğreniminin kullanılmasının öncü bir örneği olarak hizmet eder.
Bulgular şurada yayınlandı Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri 29 Mayıs 2025’te.
“Bu reaksiyonların ne kadar titiz olduğuna dair bir örnek vermek için, kalsiyum süperhidritin sentezi (CAH61: 6 oranında hidrojen içeren, ilk yapısal tahminden elde edilmesi on yıl sürdü, “diye açıklıyor Profesör Shin-Ichi Orimo, Gelişmiş Malzeme Araştırmaları Enstitüsü’nden (WPI-AIMR).
Termal analiz gibi geleneksel teknikler yüksek basınç altında sınırlı olduğundan, reaksiyon süreçlerinin anlaşılamaması süperhidritlerin geliştirilmesinde büyük bir darboğaz olmuştur. Sentezlerini yönlendirmek için teorik bir çerçeve sağlamak sadece temel araştırmalarda önemli bir zorluk değil, aynı zamanda karbon nötr bir toplumun gerçekleştirilmesine yönelik kritik bir adımdır.
Bu çalışmada, Tokyo Üniversitesi Mühendislik Enstitüsü’nden Yardımcı Doçent Ryuhei Sato liderliğindeki bir ekip, Tohoku Üniversitesi’ndeki WPI-Aimr’den Profesör Orimo ve Profesör Hao Li ile işbirliği içinde Cambridge Üniversitesi’nden Profesör Chris Pickard, bir makine öğrenme potansiyeli (ilk hidrojen için hidrojen için hidrojen oluşturdu (önce hidrojen).
Bu modeli kullanan simülasyonlar, kalsiyum hidrit yüzeyinin (CAH2) yüksek sıcaklık ve basınç altında hidrojen moleküllerini emmek için erir ve sonunda toplu kalsiyum süperhidrime katılır (CAH4).
Bu çalışma ile açıklanan reaksiyon yolu-basınç ve moleküler etkileşimden kaynaklanan yüzey erimesi, ardından hidrojen emilimi ve katılaşma-yüksek basınçlı hidrojen kimyasında ortak bir mekanizma temsil eder. Yüksek basınçlı fizikokimyasal süreçler hakkındaki anlayışımızı derinleştirir ve reaksiyon koşullarının belirlenmesinde kolayca hesaplanabilir malzeme özelliklerinin (erime noktaları gibi) rolünü vurgular. Bu içgörüler, geliştirilmelerini çok daha kolay hale getiren süperhidrit sentez stratejilerine katkıda bulunabilir.
Profesör Orimo, “Çalışma, daha önce bilinmeyen kimyasal reaksiyon yollarını tahmin etme ve malzeme bilimi alanını daha da ilerletme yeteneğini göstererek makine öğrenimi için yeni bir sınır oluşturuyor” diyor.
