Ученые открывают путь к магнитам будущего с помощью искусственного интеллекта
ИИ создаёт магниты будущего — без дефицитных элементов для зелёной энергетики и электромобилей.
Исследователи из Национальной лаборатории Эймса совершили важный прорыв в материаловедении, создав модель машинного обучения для проектирования новых постоянных магнитов. Ключевая особенность этих материалов — отсутствие так называемых «критических элементов», что может решить проблему зависимости от дефицитного сырья.
Современные технологии, от электромобилей и ветрогенераторов до систем хранения данных, остро нуждаются в мощных и эффективных магнитах. Однако их производство сегодня зависит от редкоземельных элементов (неодима, диспрозия) и кобальта. Эти материалы не только дороги, но и их добыча сопряжена с геополитическими и экологическими рисками, что стимулирует поиск альтернатив.
Новая модель ИИ, разработанная учеными, способна прогнозировать ключевой параметр магнита — температуру Кюри, то есть точку, выше которой материал теряет свои магнитные свойства. Это сложная научная задача, и её решение является критически важным первым шагом для ускоренного открытия перспективных соединений.
«Следующий супермагнит должен не только обладать выдающимися характеристиками, но и состоять из распространенных и доступных материалов», — подчеркивает один из авторов работы, ученый Андрей Паласюк. Именно он предложил проверить модель на сплавах на основе церия, циркония и железа — элементов, запасы которых на Земле велики.
Модель была «обучена» на обширной базе данных, включающей как экспериментальные результаты, так и теоретические расчеты. Алгоритм выявил сложные взаимосвязи между атомной структурой материала и его магнитными свойствами, что позволило ему с высокой точностью предсказать температуру Кюри для новых, ранее не изученных комбинаций элементов. Последующий синтез и испытания предложенных сплавов в лаборатории успешно подтвердили прогнозы ИИ.
Это достижение открывает путь к созданию нового поколения экологически устойчивых и экономически выгодных магнитных материалов, что крайне важно для дальнейшего развития «зеленой» энергетики и высоких технологий.
Таким образом, использование ИИ для проектирования магнитных материалов без критических элементов знаменует собой ключевой шаг к созданию устойчивых технологий будущего.
