AI加速材料合成:伯克利实验室利用AI算法大幅提升效率

伯克利实验室的研究人员利用AI算法AutoBot,显著提高了高质量薄膜的合成效率。AutoBot通过分析多种表征技术的数据,快速学习合成参数与薄膜质量之间的关系。研究发现,在5%到25%的相对湿度下,可以合成高质量薄膜,且无需严格的环境控制。该研究为商业化生产奠定了重要基础,体现了AI在材料科学领域的巨大潜力。
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伯克利实验室的研究人员利用AI算法AutoBot,显著提高了高质量薄膜的合成效率。AutoBot通过分析多种表征技术的数据,快速学习合成参数与薄膜质量之间的关系。研究发现,在5%到25%的相对湿度下,可以合成高质量薄膜,且无需严格的环境控制。该研究为商业化生产奠定了重要基础,体现了AI在材料科学领域的巨大潜力。
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来自劳伦斯伯克利国家实验室、加州大学欧文分校和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员利用基因工程酵母菌,成功地将人尿转化为有价值的羟基磷灰石。这种材料广泛应用于外科手术和牙科修复,而这项技术不仅提供了一种经济高效的羟基磷灰石生产途径,还能降低废水处理成本,并具有生产肥料的潜力。研究人员利用改造后的酵母菌,从尿液中提取矿物质,并将其转化为羟基磷灰石。这项技术被称为“尿液循环”,有望解决环境问题,并提供一种可持续的资源利用方式。
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科学家研发出一种邮票大小的人工光合作用装置,利用铜等无机材料,在阳光照射下将CO2转化为C2分子。该装置由光阳极和光阴极组成,前者发生有机氧化反应,后者产生C2产物。C2分子是多种工业产品的原料,例如塑料和飞机燃料。这项突破为更持久、稳定的人工光合作用系统设计提供了新的可能,未来研究将致力于提高效率和扩大规模。
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伯克利实验室的研究人员发现,即使在极低的温度下,莫尔超晶格中一种名为声子的准粒子也能使层间激子运动。这颠覆了传统认知,因为在如此低的温度下,粒子运动应该停止。这项发现不仅加深了对材料科学基础知识的理解,也为提高量子技术的稳定性(例如利用激子作为量子比特)提供了新的途径。研究人员利用分子铸造厂的纳米结构成像和操纵设备实现了这一突破,通过观测层间激子的运动,间接证实了声子的存在,为量子信息科学的发展带来了新的希望。
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美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究团队成功合成了首个含有重元素 berkelium 的有机金属分子“berkelocene”。这突破了长期以来对铀后元素化学性质的认知。由于 berkelium 的高放射性和空气敏感性,该合成极具挑战性,研究人员利用专门的设备和仅 0.3 毫克的 berkelium-249 样本完成了这项工作。这一发现为理解 berkelium 及其他锕系元素的化学行为提供了新的视角,也为未来相关领域的研究打开了新的大门。
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暗能量光谱仪(DESI)项目发布了其首批数据集(DR1),包含海量宇宙学数据,为全球科学家研究暗能量等宇宙奥秘提供了宝贵资源。该数据集及其详尽的文档将使即使没有大型望远镜的科研人员也能进行前沿研究。伯克利实验室的科学家Anthony Kremin表示,该数据集的应用潜力巨大,期待科研人员以此为基础进行创新研究。DR1论文已公开发表,相关视频也已发布在DESI YouTube频道。
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美国有数十万口油气井未被正式记录或归属,这些无主井可能泄漏甲烷等化学物质,污染环境。劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员利用人工智能技术,梳理了45年来加州和俄克拉荷马州的地质勘探局地图,发现了许多未被记录的油气井。研究人员正在使用无人机、激光成像和传感器等现代工具来定位这些油井并测量甲烷排放量。CATALOG项目旨在改进寻找、探测和测量甲烷排放的方法,并优先堵塞风险最高的油井,以减少环境污染和温室气体排放。
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国际深层地下中微子实验(DUNE)取得重大进展,科学家利用位于费米国家加速器实验室的DUNE原型粒子探测器,首次探测到中微子。 这项技术的核心是LArPix,这是一种创新的端到端像素化传感器和电子系统,能够对真实三维的中微子事件进行成像,由劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家和工程师团队构思、设计和建造,并于今年早些时候安装在费米实验室。 DUNE目前正在建设中,建成后将是世界上最全面的中微子实验。 它将使科学家能够探索中微子研究的新领域,并可能解决宇宙中一些最大的物理谜团,包括寻找物质的起源,以及更多地了解超新星和黑洞的形成。
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MAJORANA项目旨在通过观测无中微子双β衰变现象,来证明中微子是否是其自身的反粒子。该项目位于地下约1英里深处,利用40公斤纯锗晶体探测器,尝试捕捉锗-76原子核发生的极其罕见的双β衰变事件。如果观测到无中微子双β衰变,将意味着轻子数守恒定律被打破,需要重新审视粒子物理标准模型。
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劳伦斯伯克利国家实验室的科学家们发现了一种全新的氮固定细胞器。名为“洛基”的新细胞器是科学家发现的第一种能将大气氮气转化为可用形式的细胞器。这一发现可能对解决全球饥饿和气候变化等重大挑战产生重大影响。
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