Trong một bước tiến đáng chú ý, các nhà nghiên cứu đã áp dụng một mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) để phát hiện ra các phân tử có khả năng làm cho nhựa trở nên bền hơn gấp bốn lần. Phát hiện này có khả năng tạo ra những vật liệu có độ bền cao, từ đó góp phần giảm thiểu tình trạng rác thải nhựa.
Nhờ vào sự hỗ trợ của một mô hình AI, một nhóm các nhà khoa học, trong đó có các nhà nghiên cứu đến từ MIT và Đại học Duke, đã tìm ra một phương pháp mới để gia tăng độ cứng cho nhựa. Họ đã tận dụng khả năng của mô hình học máy để tìm kiếm một loại chất phụ gia có thể làm cho polyme trở nên chống rách hiệu quả hơn.
Phát hiện này được công bố trên tạp chí ACS Central Science vào ngày 1 tháng 8. Nền tảng cho khám phá này bắt nguồn từ một phát hiện gây bất ngờ trong một nghiên cứu trước đó: việc bổ sung “mắt xích yếu” vào cấu trúc hóa học của polyme có thể giúp tăng cường độ bền tổng thể của vật liệu. Nguyên nhân là do khi một vết nứt xuất hiện, nó sẽ cần phải phá vỡ nhiều liên kết yếu hơn thay vì xé toạc một vật liệu đồng nhất, từ đó giúp tiêu tán năng lượng một cách hiệu quả hơn. Tuy nhiên, thách thức lớn mà các nhà nghiên cứu phải đối mặt là làm sao để tìm ra “mắt xích yếu” tối ưu trong số hàng nghìn ứng cử viên tiềm năng.
Để khắc phục vấn đề này, họ đã ứng dụng một mô hình học máy. Mô hình này được huấn luyện dựa trên dữ liệu tính toán từ khoảng 400 hợp chất chứa sắt được gọi là ferrocenes. Sau đó, mô hình có khả năng dự đoán tính chất của hàng nghìn ferrocenes khác chỉ trong thời gian ngắn, qua đó lựa chọn ra các ứng cử viên tốt nhất.
Sau khi tìm ra lựa chọn tối ưu từ AI, các nhà nghiên cứu đã tổng hợp một loại nhựa mới, tạo ra một polyme bền hơn gấp bốn lần so với những polyme thông thường được làm từ các chất liên kết chéo tiêu chuẩn.
Ilia Kevlishvili, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Nếu bạn có thể làm cho vật liệu trở nên bền hơn, điều đó có nghĩa là tuổi thọ của chúng sẽ dài hơn. Chúng có thể được sử dụng trong thời gian dài hơn, từ đó giúp giảm bớt sản xuất nhựa trong tương lai“.
