Прорыв в материаловедении: ИИ предсказал, как создавать полигидриды — ключ к энергии без потерь

Ученые сделали шаг к созданию сверхпроводников, работающих при комнатной температуре. Используя машинное обучение, они смоделировали сложные химические реакции под экстремальным давлением, чтобы понять, как синтезируются перспективные материалы — полигидриды. Это открытие может кардинально изменить будущее энергетики, медицины и квантовых технологий.

Сверхпроводники, способные работать при комнатной температуре, — это мечта физиков и инженеров. Такие материалы могли бы полностью устранить потери при передаче электроэнергии, повысить эффективность МРТ, упростить создание мощных магнитов и ускорить развитие квантовых компьютеров. Однако путь к их созданию лежит через малоизученные процессы на грани давления, температуры и химии.

Одним из наиболее перспективных направлений стали полигидриды — соединения с высоким содержанием водорода, синтезируемые при экстремальном давлении. Но механизмы их образования долгое время оставались загадкой, поскольку в условиях высоких давлений и температур отслеживать химические реакции крайне сложно.

Группа исследователей предложила решение: применить машинное обучение для моделирования молекулярной динамики — поведения атомов и молекул в твёрдом состоянии при сжатии. Их подход позволил смоделировать взаимодействие между фазами (например, твердыми и водородными), вовлекая тысячи атомов одновременно — задача, неподъёмная для традиционных вычислительных методов.

Результаты исследования показали:

1. давление ускоряет реакции синтеза полигидридов, снижая энергетические барьеры;
2. реакция протекает через неочевидные, многоступенчатые механизмы, которые ранее было невозможно предсказать;
3. выделены общие принципы химии высокого давления, применимые не только к гидридам, но и к другим материалам.

Это означает, что с помощью ИИ теперь возможно прогнозировать и планировать новые реакции в лаборатории, избегая метода "научного тыка". Это открывает дорогу к рациональному дизайну материалов, способных работать в экстремальных условиях — от сверхпроводников до компонентов ракетной техники.