DUCKY பாலிமர்கள் கச்சா எண்ணெயைச் செயலாக்குவதில் ஒரு குவாக் எடுக்கின்றன

ஜோர்ஜியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜி (ஜார்ஜியா டெக்) ஆராய்ச்சியாளர்களால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு புதிய வகையான பாலிமர் சவ்வு, சுத்திகரிப்பு நிலையங்கள் கச்சா எண்ணெயை எவ்வாறு செயலாக்குகின்றன, மேலும் பயனுள்ள பொருட்களைப் பிரித்தெடுக்கும் போது தேவைப்படும் ஆற்றல் மற்றும் தண்ணீரை வியத்தகு முறையில் குறைக்கின்றன.

DUCKY பாலிமர்கள் என அழைக்கப்படுபவை நேச்சர் மெட்டீரியல்ஸில் உள்ள ஒரு தாளில் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளன. ஜார்ஜியா தொழில்நுட்ப வேதியியலாளர்கள், இரசாயன பொறியாளர்கள் மற்றும் பொருள் விஞ்ஞானிகளின் குழுவிற்கு அவை ஆரம்பம். இந்த வகையான பாலிமர் சவ்வுகளின் செயல்திறனைக் கணிக்க அவர்கள் செயற்கை நுண்ணறிவு (AI) கருவிகளையும் உருவாக்கியுள்ளனர், இது புதியவற்றின் வளர்ச்சியை விரைவுபடுத்தும்.

தாக்கங்கள் அப்பட்டமானவை: கச்சா எண்ணெய் கூறுகளின் ஆரம்பப் பிரிப்பு, உலகம் முழுவதும் பயன்படுத்தப்படும் சுமார் 1% ஆற்றலுக்கு காரணமாகும். மேலும் என்னவென்றால், ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கும் சவ்வு பிரிப்பு தொழில்நுட்பம் உயிரி எரிபொருள்கள் மற்றும் மக்கும் பிளாஸ்டிக்குகள் முதல் கூழ் மற்றும் காகித பொருட்கள் வரை பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டிருக்கலாம்.

“நாங்கள் வெவ்வேறு மூலக்கூறுகள் அல்லது பாலிமர்களுடன் பயன்படுத்தக்கூடிய கருத்துகளை இங்கே நிறுவுகிறோம், ஆனால் கச்சா எண்ணெயில் அவற்றைப் பயன்படுத்துகிறோம், ஏனெனில் அது இப்போது மிகவும் சவாலான இலக்காக உள்ளது,” என்று எம்.ஜி. ஃபின், வேதியியல் மற்றும் உயிர்வேதியியல் பள்ளியில் பேராசிரியர்.

கச்சா எண்ணெய் அதன் மூல நிலையில் ஆயிரக்கணக்கான சேர்மங்களை உள்ளடக்கியது, அவை பயனுள்ள பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய பதப்படுத்தப்பட்டு சுத்திகரிக்கப்பட வேண்டும் – எரிவாயு மற்றும் பிற எரிபொருள்கள், அத்துடன் பிளாஸ்டிக், ஜவுளி, உணவு சேர்க்கைகள், மருத்துவ பொருட்கள் மற்றும் பல. மதிப்புமிக்க பொருட்களைப் பிழிவது டஜன் கணக்கான படிகளை உள்ளடக்கியது, ஆனால் அது வடிகட்டுதல், நீர் மற்றும் ஆற்றல்-தீவிர செயல்முறையுடன் தொடங்குகிறது.

அதற்குப் பதிலாக அந்த வேலையைச் செய்ய சவ்வுகளை உருவாக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் முயற்சித்து வருகின்றனர், விரும்பத்தக்க மூலக்கூறுகளை வடிகட்டுகிறார்கள் மற்றும் அனைத்து கொதிநிலை மற்றும் குளிர்ச்சியையும் தவிர்த்துவிட்டனர்.

“கச்சா எண்ணெய் என்பது வாழ்க்கையின் கிட்டத்தட்ட அனைத்து அம்சங்களுக்கும் ஒரு மிக முக்கியமான மூலப்பொருளாகும், மேலும் இது எவ்வாறு செயலாக்கப்படுகிறது என்பதைப் பற்றி பெரும்பாலான மக்கள் சிந்திப்பதில்லை” என்று ஸ்கூல் ஆஃப் கெமிக்கல் அண்ட் பயோமோலிகுலர் இன்ஜினியரிங் பேராசிரியரான ரியான் லைவ்லி கூறினார். “இந்த வடிகட்டுதல் அமைப்புகள் பாரிய நீர் நுகர்வோர், மற்றும் சவ்வுகள் வெறுமனே இல்லை. அவர்கள் வெப்பம் அல்லது எரிப்பு பயன்படுத்துவதில்லை. மின்சாரத்தை தான் பயன்படுத்துகிறார்கள். நீங்கள் விரும்பினால், காற்றாலை விசையாழியில் இருந்து அதை இயக்கலாம். இது ஒரு பிரிவினை செய்வதற்கான அடிப்படையில் வேறுபட்ட வழி.”

குழுவின் புதிய சவ்வு சூத்திரத்தை மிகவும் சக்திவாய்ந்ததாக மாற்றுவது பாலிமர்களின் புதிய குடும்பமாகும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஸ்பைரோசைக்ளிக் மோனோமர்கள் எனப்படும் கட்டுமானத் தொகுதிகளைப் பயன்படுத்தினர், அவை 90° திருப்பங்கள் கொண்ட சங்கிலிகளில் ஒன்றுகூடி, எளிதில் சுருக்காத மற்றும் விரும்பத்தக்க மூலக்கூறுகளைத் தேர்ந்தெடுத்து பிணைக்கும் மற்றும் அனுமதிக்கும் துளைகளைக் கொண்ட கின்கி பொருளை உருவாக்குகின்றன. பாலிமர்கள் திடமானவை அல்ல, அதாவது அவை பெரிய அளவில் செய்ய எளிதானவை. அவை நன்கு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நெகிழ்வுத்தன்மை அல்லது இயக்கம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன, இது சரியான வடிகட்டுதல் கட்டமைப்பின் துளைகள் காலப்போக்கில் வந்து செல்ல அனுமதிக்கிறது.

DUCKY பாலிமர்கள் ஒரு இரசாயன எதிர்வினை மூலம் உருவாக்கப்படுகின்றன, இது தொழில்துறை நோக்கங்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும் அளவில் உற்பத்தி செய்ய எளிதானது. இது க்ளிக் கெமிஸ்ட்ரி எனப்படும் நோபல் பரிசு பெற்ற வினைகளின் குடும்பத்தைச் சேர்ந்தது, அதுவே பாலிமர்களுக்கு அவற்றின் பெயரைக் கொடுக்கிறது. இந்த எதிர்வினை செப்பு-வினையூக்கிய அசைட்-ஆல்கைன் சைக்ளோடிஷன் என்று அழைக்கப்படுகிறது – சுருக்கமாக CuAAC மற்றும் உச்சரிக்கப்படும் ‘குவாக்’. இவ்வாறு: டக்கி பாலிமர்கள்.

தனித்தனியாக, பாலிமர் சவ்வுகளின் மூன்று முக்கிய பண்புகள் புதியவை அல்ல; இது அவர்களின் தனித்துவமான கலவையாகும், இது அவர்களை ஒரு புதுமையாகவும் பயனுள்ளதாகவும் ஆக்குகிறது, ஃபின் கூறினார்.

ஆய்வுக் குழுவில் எக்ஸான்மொபில் விஞ்ஞானிகளும் அடங்குவர், அவர்கள் சவ்வுகள் எவ்வளவு பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதைக் கண்டுபிடித்தனர். நிறுவனத்தின் விஞ்ஞானிகள் கச்சா எண்ணெய் கூறுகளின் கச்சாவை எடுத்து – வடிகட்டுதல் செயல்முறைக்குப் பிறகு கீழே எஞ்சியிருக்கும் கசடு – அதை சவ்வுகளில் ஒன்றின் வழியாக தள்ளியது. செயல்முறை இன்னும் மதிப்புமிக்க பொருட்களை பிரித்தெடுத்தது.

“இது உண்மையில் கச்சா எண்ணெய்களை பதப்படுத்தும் பலருக்கு வணிக வழக்கு” என்று லைவ்லி கூறினார். “அவர்கள் புதிதாக என்ன செய்ய முடியும் என்பதை அறிய விரும்புகிறார்கள். வடிகட்டுதல் நெடுவரிசையால் செய்ய முடியாத புதிய ஒன்றை சவ்வு உருவாக்க முடியுமா? நிச்சயமாக, ஆற்றல், கார்பன் மற்றும் நீர் தடயங்களைக் குறைப்பதே எங்கள் ரகசிய உந்துதல், ஆனால் அதே நேரத்தில் புதிய தயாரிப்புகளை உருவாக்க அவர்களுக்கு உதவ முடிந்தால், அது ஒரு வெற்றி-வெற்றி.

அத்தகைய விளைவுகளைக் கணிப்பது அணியின் AI மாதிரிகள் செயல்பாட்டுக்கு வருவதற்கான ஒரு வழியாகும். நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ், லைவ்லி அண்ட் ஃபின், ஜார்ஜியா டெக்கில் உள்ள ராம்பி ராம்பிரசாத்தின் ஆய்வக ஆராய்ச்சியாளர்களுடன் இணைந்து, சிக்கலான பிரிப்புகளில் பாலிமர் சவ்வுகளின் செயல்திறனைக் கணிக்க இயந்திர கற்றல் வழிமுறைகள் மற்றும் வெகுஜன-போக்குவரத்து உருவகப்படுத்துதல்களைப் பயன்படுத்தி விவரித்தார்.

“இந்த முழு பைப்லைனும், ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வளர்ச்சி என்று நான் நினைக்கிறேன், மேலும் இது உண்மையான பொருட்கள் வடிவமைப்பிற்கான முதல் படியாகும்” என்று பொருள் அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் பள்ளியின் பேராசிரியர் ராம்பிரசாத் கூறினார். “நாங்கள் இதை ஒரு ‘முன்னோக்கி சிக்கல்’ என்று அழைக்கிறோம், அதாவது உங்களிடம் ஒரு பொருள் மற்றும் கலவை உள்ளது – என்ன வெளிவருகிறது? இது ஒரு கணிப்பு பிரச்சனை. நாங்கள் இறுதியில் செய்ய விரும்புவது, ஒரு குறிப்பிட்ட இலக்கு ஊடுருவல் செயல்திறனை அடையும் புதிய பாலிமர்களை வடிவமைப்பதாகும்.

கச்சா எண்ணெய் போன்ற சிக்கலான கலவைகள் நூற்றுக்கணக்கான அல்லது ஆயிரக்கணக்கான கூறுகளைக் கொண்டிருக்கலாம், எனவே ஒவ்வொரு சேர்மத்தையும் கணித அடிப்படையில் துல்லியமாக விவரிக்கிறது, அது எவ்வாறு சவ்வுடன் தொடர்பு கொள்கிறது மற்றும் விளைவை விரிவுபடுத்துவது ‘அற்பமானது அல்ல’ என்று ராம்பிரசாத் கூறினார்.

மகத்தான தரவுத்தொகுப்பை உருவாக்க பாலிமர்கள் மூலம் கரைப்பான் பரவல் குறித்த அனைத்து சோதனை இலக்கியங்களையும் இணைத்து அல்காரிதங்களைப் பயிற்றுவிப்பதும் அடங்கும். ஆனால், சுத்திகரிப்புக்கு மறுவடிவமைக்க சவ்வுகளின் திறனைப் போலவே, முன்மொழியப்பட்ட பாலிமர் சவ்வு எவ்வாறு செயல்படும் என்பதை முன்கூட்டியே அறிந்துகொள்வது, இப்போது அடிப்படையில் சோதனை மற்றும் பிழையாக இருக்கும் பொருட்கள்-வடிவமைப்பு செயல்முறையை துரிதப்படுத்தும்.

“இயல்புநிலை அணுகுமுறை பொருளை உருவாக்கி அதைச் சோதிப்பதாகும், அதற்கு நேரம் எடுக்கும்” என்று ராம்பிரசாத் கூறினார். “இந்த தரவு உந்துதல் அல்லது இயந்திர கற்றல் அடிப்படையிலான அணுகுமுறை கடந்த கால அறிவை மிகவும் திறமையான முறையில் பயன்படுத்துகிறது. இது ஒரு டிஜிட்டல் பார்ட்னர்: சரியான கணிப்புக்கு உங்களுக்கு உத்தரவாதம் இல்லை, ஏனெனில் நீங்கள் பயிற்சியளிக்கப் பயன்படுத்தும் தரவின் மூலம் மாடல் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது. ஆனால் அது கொஞ்சம் கொஞ்சமாக விரிவுபடுத்தலாம் மற்றும் அது உங்களை புதிய திசைகளுக்கு அழைத்துச் செல்லலாம். பரந்த இரசாயன இடைவெளிகளில் தேடுவதன் மூலம் ஆரம்பத் திரையிடலை நீங்கள் செய்யலாம் மற்றும் ‘போ, நோ-கோ’ முடிவுகளை முன் எடுக்கலாம்.

அவர் பணிபுரியும் சிக்கலான பிரிப்புகளைச் சமாளிக்க இயந்திர கற்றல் கருவிகளின் திறனைப் பற்றி நீண்ட காலமாக சந்தேகம் கொண்டவர் என்று லைவ்லி கூறினார். “நான் எப்போதும் சொன்னேன், ‘பாலிமர் சவ்வுகள் மூலம் போக்குவரத்தின் சிக்கலை உங்களால் கணிக்க முடியும் என்று நான் நினைக்கவில்லை. அமைப்புகள் மிகப் பெரியவை; இயற்பியல் மிகவும் சிக்கலானது. செய்ய முடியாது.’’

ஆனால் பின்னர் அவர் ராம்பிரசாத்தை சந்தித்தார்: “ஒரு நாசக்காரனாக இருப்பதை விட, நானும் ராம்பியும் இரண்டு இளங்கலை மாணவர்களுடன் அதை குத்தி, இந்த பெரிய தரவுத்தளத்தை உருவாக்கி, குத்தினோம். உண்மையில், நீங்கள் அதை செய்ய முடியும்.

AI கருவிகளை உருவாக்குவது, அல்காரிதம்களின் கணிப்புகளை டக்கி பாலிமர் சவ்வுகள் உட்பட உண்மையான முடிவுகளுடன் ஒப்பிடுவதை உள்ளடக்கியது. AI மாதிரிகள் கணிப்புகள் உண்மையான அளவீடுகளில் 6% முதல் 7% வரை இருப்பதாக சோதனைகள் காட்டுகின்றன.

“இது ஆச்சரியமாக இருக்கிறது,” ஃபின் கூறினார். “மூலக்கூறுகள் என்ன செய்யப் போகின்றன என்பதைக் கணிப்பதில் எனது வாழ்க்கை செலவழிக்கப்பட்டது. இயந்திர கற்றல் அணுகுமுறை மற்றும் ராம்பி அதை செயல்படுத்துவது முற்றிலும் புரட்சிகரமானது.

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *