Обчислювальна хімія — сучасний спосіб отримання потрібних хімічних сполук від IBM



Корпорація IBM вирішила використовувати свої ресурси не тільки для створення хмарних сервісів і пов'язаних з ними продуктів. Днями стало відомо про те, що фахівці компанії змогли розробити сучасний спосіб отримання потрібних людині хімічних сполук, назвавши його «обчислювальної хімією». В ідеалі вчені хочуть домогтися можливості отримати хімічна сполука, властивості якого задаються заздалегідь. Зараз ведеться активна робота в цьому напрямку, а новий метод вже допоміг створити полімер нового типу — він міцніше, ніж кістка людини, самовосстанавливается, плюс його можна без проблем переробляти.

Технологія з'явилася в результаті комбінування елементів матеріалознавства і можливостей когнітивної системи IBM. Так і була розроблена «обчислювальна хімія», що дозволяє прискорити розробку нових матеріалів з одночасним моделюванням реакцій, що приводять до створення з'єднання з наперед заданими властивостями.

«Незважаючи на те, що сучасна промислова хімія досягла успіху в створенні високоефективних сполук, процес проектування і розробки таких матеріалів все ж не є досконалим», — говорить Джеймс Хедрік, представник команди IBM Research. «Тепер ми можемо передбачити, як молекули будуть реагувати з тим або іншим речовиною, і створювати нові полімери з моделюванням вихідних властивостей», — продовжує вчений.

Зазвичай нові сполуки розробляються методом проб і помилок. Вчені, створюючи що-небудь, потім перевіряють властивості нового матеріалу в лабораторії. Результати тестів використовуються для нового етапу розробки. І таких циклів може бути досить багато. У разі ж «обчислювальної хімії» значно скорочується число циклів розробки, економиться час вчених, ресурси і фінансові кошти.

При цьому «обчислювальна хімія» може допомогти не тільки розробляти полімери, але і прискорити прогрес у такій важливій сфері, як напівпровідникова промисловість. Тут також очікується прискорення виробничих процесів і скорочення витрат. Що стосується нових полімерів, то тут можна чекати появи більш дешевих і міцних матеріалів, які можна повністю переробляти в разі необхідності. Навіть існуючі полімери можна покращувати, удосконалюючи їх структуру. В результаті полімер стає на 50% більш міцним і легким — в усякому разі, саме це говорять вчені.

Обмеження
У полімерів багато обмежень у плані сфери використання. Дуже багато матеріалів такого типу несумісні з високими/низькими температурами, іншими речовинами і т. п.

Крім того, у багатьох випадках полімери не піддаються переробці. Їх не можна піддавати дії високої температури та деяким іншим процесам. В результаті багато з них закінчують свій шлях на звалищах токсичних відходів.

Відкриття IBM, як вже говорилося вище, дозволяє задавати бажані властивості матеріалу. І як приклад, може бути встановлена сумісність з процесом переробки.

Настроюється процес
Полімери (принаймні більшість) створюються в реакціях конденсації, де молекули з'єднуються в довгі ланцюжки. При цьому йдуть малі молекули побічних продуктів, наприклад, води або спирту.



Процес створення полімеру дуже гнучкий, і його можна настроювати, додаючи або прибираючи чинники на зразок високої/низької температури, тиску, вологості і т. п. В результаті фахівці домагаються отримання полімерів з різними властивостями.

Самовідновлення
Ймовірно, одна з найбільш бажаних якостей полімеру — це його здатність до самовідновлення. При фізичному пошкодженні полімеру зв'язку між молекулами починають поступово відновлюватися, і ушкодження «загоюється».

Полімери такого роду можуть використовуватися в якості наповнювачів/клейових матеріалів. За словами фахівців, можна створювати як тверді полімери, так і полімери у вигляді гелів.

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.