Катализаторы — основа современной промышленности: они участвуют в производстве более 80% товаров, от лекарств до пластмасс. Особенно важны переходные металлы, такие как железо или никель. Они хорошо проводят реакции, но при этом их сложно точно моделировать из-за сложной электронной структуры. Здесь-то и появляются новые технологии.
Для понимания работы катализаторов нужны не только «статичные картинки» реакций, но и динамические модели — как молекулы движутся и взаимодействуют при разных температурах и давлениях. Так, группа профессора Лауры Гальярди из Университета Чикаго разработала новый метод, который объединяет квантовую химию и машинное обучение.
Он получил название WASP (Weighted Active Space Protocol). Эта технология сочетает точность сложных квантовых расчётов с быстротой ИИ-моделей, позволяя в разы ускорить симуляции: то, что раньше занимало месяцы, теперь выполняется за минуты.
Ключевым шагом стало решение старой проблемы — как назначать «уникальные подписи» для каждой геометрии молекулы. Аспирант Анируддха Сил предложил алгоритм, который создаёт новые волновые функции как смесь уже известных.
Метод уже показал эффективность для тепловых реакций, например в процессе Габера-Боша, где железо катализирует получение аммиака.
Источник: www.ferra.ru