Ученые из Сколтеха и МФТИ совместно с иностранными специалистами предложили более точную методику предсказаний свойств магнитных материалов, которые помогают в лечении рака. Исследование разработчиков опубликовано в Computational Materials Science.
Магнитные материалы играют ключевую роль во множестве технологических направлений, включая спинтронику, передовые медицинские устройства и сенсоры. Они позволяют создавать такие устройства, как магнитные туннельные переходы и спиновые транзисторы, что ведет к разработке ускоренных и эффективных электронных компонентов.
Магниторезистивные сенсоры используются в машиностроении, а датчики Холла — для измерения магнитных полей. Ученые подчеркивают, что исследование и управление свойствами магнитных материалов крайне важно для дальнейшего развития технологий.
Изучать магнитные материалы можно экспериментально как на макро-, так и на микроуровне. Однако существуют определенные ограничения, мешающие точно определить их свойства. Например, крайне важно обеспечить чистоту образцов, поскольку даже небольшое количество примесей может существенно повлиять на точность предсказания магнитных свойств.
Среди подобных сложностей отметили требовательность к высокой точности калибровки экспериментального оборудования и строгого контроля температурных условий. Наконец, как подготовка образцов, так и сама техника для экспериментов могут оказаться весьма дорогостоящими.
Чтобы преодолеть ограничения, ученые решили создать машинно-обучаемые межатомные потенциалы — модели искусственного интеллекта, которые учатся по результатам точных, но медленных расчетов. Изобретатели параметризовали систему не только по энергии, силам и напряжениям, но и по магнитным силам. Для обучения ИИ использовались данные около 2 600 различных конфигураций атомов в сплаве железо-алюминий (Fe-Al) с разными соотношениями компонентов.
Новый способ позволяет моделировать большие системы и длительные процессы. В медицинских приборах магнитные материалы используются в аппаратах магнитно-резонансной томографии (МРТ). Они также служат для адресной доставки лекарств с помощью наночастиц и при лечении онкологии с применением гипертермии.
Ранее в Наука Mail сообщили, что российские и иностранные ученые разработали стекло для высокоточных линз.
