Ученые из Массачусетского технологического института и Университета Дьюка нашли способ сделать пластик в четыре раза прочнее. Для ускорения поиска особых молекул — механофоров, которые изменяются при механическом воздействии и способны укреплять полимеры, они применили искусственный интеллект.
В обычных пластиковых изделиях слабые участки становятся точками разрушения. Команда показала, что введение в материал специальных «сшивающих агентов» заставляет трещины идти более сложным путем, что позволяет выдерживать значительно большие нагрузки. ИИ помог найти подходящих кандидатов среди ферроценов — соединений с атомом железа, зажатым между двумя углеродными кольцами.
Исследователи начали с базы данных 5 тысяч уже синтезированных ферроценов. После компьютерного моделирования 400 из них и обучения нейросети алгоритм за считанные часы оценил прочностные свойства еще 11,5 тыс. соединений — процесс, который обычно занимает недели.
Эксперименты показали, что полимер с m-TMS-Fc выдерживает почти в четыре раза большую нагрузку, чем аналог с обычным ферроценом. Такие материалы служат дольше и требуют меньше замен, что может существенно снизить объемы пластиковых отходов.
Теперь команда намерена искать механофоры, которые не только повышают прочность, но и меняют цвет, становятся катализаторами или реагируют на нагрузку другими способами. Это станет основой для создания «умных» материалов — от датчиков напряжения до систем целевой доставки лекарств.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые узнали, сколько микропластика вдыхает человек.
