p Um grupo de cientistas da Skoltech usou métodos de aprendizado de máquina (ML) para prever materiais superduros com base em sua estrutura de cristal. p A pesquisa foi publicada no Journal of Applied Physics .

p Os materiais superduros atraíram recentemente um crescente interesse de pesquisa devido às suas implicações potenciais para as indústrias que vão desde a produção de petróleo até a manufatura de alta tecnologia. Um material superduro tem duas características cruciais, dureza e resistência à fratura, que representam sua resistência à deformação e propagação de trincas, respectivamente.

p Materiais com propriedades que atenderiam aos requisitos específicos da indústria podem ser encontrados computacionalmente usando métodos avançados de ciência de materiais computacionais apoiados por um bom modelo teórico para calcular as propriedades desejadas para materiais superduros.

p Efim Mazhnik, um Ph.D. estudante do Centro de Ciência e Tecnologia de Energia Skoltech (Laboratório de Descoberta de Materiais Computacionais), orientado por Skoltech e professor do MIPT Artem R. Oganov, conseguiu construir tal modelo usando redes neurais convolucionais (CNN) em gráficos, um método de ML que permite prever as propriedades de um material a partir de sua estrutura cristalina. Usando um conjunto de materiais com propriedades conhecidas, você pode ensinar a CNN a calcular essas propriedades para estruturas anteriormente desconhecidas.

p "Diante da falta de dados experimentais sobre dureza e tenacidade à fratura para treinar adequadamente os modelos, nos voltamos para dados mais abundantes sobre módulos elásticos e previmos seus valores para obter as propriedades procuradas usando o modelo físico que criamos anteriormente, "diz Efim Mazhnik.

p "Neste estudo, aplicamos métodos de ML para calcular a dureza e tenacidade à fratura para mais de 120, 000 estruturas cristalinas, ambos conhecidos e hipotéticos, a maioria dos quais nunca foi explorada em termos dessas propriedades. Embora nosso modelo confirme que o diamante é o material mais duro conhecido, sugere a existência de várias dezenas de outros materiais potencialmente muito duros ou superduros, "diz Artem Oganov.