Probablemente ya use Chatggt para solicitar una receta, resolver la pregunta, preparar una clase o comprender el complicado tema. Pero el poder de la IA generativa va mucho mƔs lejos.
En laboratorios, centros de tecnologĆa e industrias en todo el mundo, solemos enfrentar algunos de los mayores desafĆos del planeta: crea mĆ”s eficientemente energĆa, reduce las emisiones de transporte y los materiales de diseƱo con menos impacto ambiental. IA nos ayuda a imaginar posibles soluciones que las personas no pueden llegar a sĆ mismas.
En mi campo de especialidad, la inteligencia artificial ofrece una forma conceptual de materiales, construiremos un futuro que pueda ser sostenible.
Materiales en condiciones extremas
Uno de los grandes desafĆos de la transiciĆ³n energĆ©tica es encontrar materiales que puedan soportar condiciones extremas. Vemos esto, por ejemplo, en la concentraciĆ³n de energĆa solar, alternativas interesantes de las fuentes renovables y mantiene el calor en la separaciĆ³n de la sal para crear electricidad incluso cuando no hay sol.
Concentrados ConcentraciĆ³n de torres de energĆa solar. Es una de las plantas tĆ©rmicas mĆ”s grandes del mundo, ubicada en Mouda (California, Estados Unidos) Vikimedia Commons, CC
Hoy en dĆa, las sales de nitrato se utilizan hasta 560 ° C, pero se investigan los cloruros fundidos, capaces de trabajar a 780 ° C y almacenar mĆ”s energĆa. El problema es que a esa temperatura se vuelve muy corrosivo, y los metales convencionales no resisten largos perĆodos.
Algo similar aparece en el sector de la Fuerza AƩrea. El plano de la turbina funciona a temperaturas muy altas: cuanto mayor sea la temperatura, mayor eficiencia, mayor combustible utilizado y menos espectƔculos se generan.
Pero excede los 1,000 ° C requiere materiales no deformados en condiciones extremas. En ambos casos, sales urbanas y corrosivas, necesitamos metales que aĆŗn no existan en el mercado.
Aleaciones de alta entropĆa
AquĆ estĆ”n las aleaciones de alta entropĆa, el tipo de material desde 2004. Metalurgia revolucionada.
A diferencia de las aleaciones tradicionales, formadas alrededor del elemento principal, como el hierro o el nĆquel, combinan cinco o mĆ”s elementos en proporciones similares. Este cambio abre un espacio de diseƱo casi infinito que cubre una gran cantidad de combinaciones posibles durante la tabla periĆ³dica, lo que resulta en una variedad de propiedades, como altas temperaturas o un excelente comportamiento anticorrosiĆ³n y un excelente comportamiento contra la corrosiĆ³n y la oxidaciĆ³n.
La IA permite evaluar rĆ”pidamente millones de composiciones, identificar el tiempo mĆ”s respetuoso y la reducciĆ³n del tiempo requerido para moverse de la hipĆ³tesis en el material real. Lo que anteriormente estaba en el laberinto sin rango ahora viaja por Compass.
Por ejemplo, si lo que estamos buscando en plantas tĆ©rmicas es la aleaciĆ³n capaz de resistir los cloruros derretidos a 780 ° C, o para mantener su resistencia mecĆ”nica por encima de 1,000 ° C en las turbinas de la aeronave, y puede mostrar opciones de opciones e indica los candidatos mĆ”s favorables.
Dependencia de la baterĆa china
TambiĆ©n en el campo de las baterĆas, la urgencia de la innovaciĆ³n en los materiales se vuelve obvia, y la IAS trabaja en ello.
El aumento de la electrificaciĆ³n de transporte y las tecnologĆas de despliegue para el almacenamiento de energĆa dependen en gran medida de materiales crĆticos como litio, cobalto, nĆquel o grafito, litio en baterĆas.
Sin embargo, estos elementos no solo estĆ”n representados solo por desafĆos ambientales y tecnolĆ³gicos, sino tambiĆ©n geopolĆticos.
La cadena de suministro estĆ” fuertemente concentrada, y China controla una buena parte del procesamiento total y refinando muchos de estos materiales estratĆ©gicos, asĆ como una influencia creciente en la extracciĆ³n de cobalto en Ćfrica central. Esta adicciĆ³n limita la autonomĆa tecnolĆ³gica de la regiĆ³n, como Europa y les exhibe tensiones comerciales o restricciones de exportaciĆ³n, como ya sucediĆ³ con otros metales clave como Gallium o German.
El desarrollo de nuevas composiciones que reducen o eliminan la necesidad de estos elementos se ha convertido en una prioridad cientĆfica e industrial.
Los nuevos materiales son esenciales para electrodos o electrolitos sĆ³lidos, abundantes, reciclados y con menos impacto ambiental, para garantizar baterĆas mĆ”s sostenibles, disponibles y resistentes al contexto internacional swing.
Solo contigo
La inteligencia artificial, que se aplica al diseƱo del material, se abre prometiendo la forma de identificar alternativas con propiedades funcionales similares, pero producida a partir de elementos mƔs seguros, mƔs locales y sostenibles.
El desafĆo, sin embargo, es investigar esa combinaciĆ³n del ocĆ©ano. Con las pruebas tradicionales de prueba y error, serĆa lento y costoso.
Comida de inteligencia artificial
El diseƱo con inteligencia artificial no significa presionar el botĆ³n y obtener la respuesta perfecta. Todo depende de los datos disponibles. Generar informaciĆ³n confiable a travĆ©s de experimentos, bases de datos de estandarizaciĆ³n y compartir resultados entre los centros de investigaciĆ³n de hoy es una prioridad. Sin esta base, y los modelos no pueden aprender ni crear predicciones sĆ³lidas.
Cuando los datos experimentales no estĆ”n disponibles, otra herramienta bĆ”sica es una simulaciĆ³n por computadora. Los modelos fĆsicos y quĆmicos permiten que el pronĆ³stico se comporte el material bajo ciertas condiciones y creĆ³ datos sintĆ©ticos que alimentan y algoritmos. De esta manera, el progreso no solo depende de lo que ya se ha probado en el laboratorio, sino tambiĆ©n de lo que se puede predecir con la ayuda de la fĆsica.
Descubrimientos guiados por diseƱo
Este enfoque se ajusta a lo que se llama detecciĆ³n de diseƱo o diseƱo de descubrimiento.
A diferencia del material lĆ³gico tradicional directivo, en el que se basa en el material existente, las propiedades del comienzo del diseƱador que necesitamos (por ejemplo, resistencia a la corrosiĆ³n a 780 ° C en el caso de paneles solares) para buscarlas mĆ”s adelante.
En lugar de descubrir lo que el material puede hacer, diseƱe directamente el que tenemos que hacer. Y la inteligencia artificial es una herramienta que permite que sea posible.
La IA es un aliado estratƩgico si queremos que el mundo tenga lugar.
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