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高温静电储能迎重要进展:科学家用AI辅助开发新型耐热聚合物,为解决电动汽车和航电领域储能需求提供新方案

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2025-01-02 13:57
    

主要观点总结

本文报道了美国斯克利普斯研究所卡尔·巴里·夏普莱斯教授团队与劳伦斯伯克利国家实验室刘毅高级研究员团队等合作,利用机器学习辅助聚合物结构优化设计,成功开发出能够承受极端温度与电场的高性能介电聚合物材料的研究。新型高性能耐热聚硫酸酯材料不仅能够在高温下保持稳定的性能,而且有助推动高温电容器技术和设备的小型化发展。该研究解决了介电聚合物热性能与电性能的平衡难题,是历时三年的系列研究成果。

关键观点总结

关键观点1: 研究团队介绍及合作

研究由斯克利普斯研究所卡尔·巴里·夏普莱斯教授团队主导,与劳伦斯伯克利国家实验室刘毅高级研究员团队、美国威斯康星大学麦迪逊分校李颖教授课题组等合作完成。

关键观点2: 新型高性能耐热聚硫酸酯材料的开发

研究团队利用机器学习辅助聚合物结构优化设计,成功开发出能够承受极端温度与电场的高性能介电聚合物材料,新型材料为耐硫酸酯材料,具有出色的热稳定性和高储能密度。

关键观点3: 机器学习的应用

研究团队利用机器学习预测材料特性,显著缩短了实验验证的时间,并快速地筛选出了目前最具潜力的聚硫酸酯材料。这是机器学习在材料科学领域的一项重要应用。

关键观点4: 研究的挑战与突破

该研究面临了聚合物化学结构-储能特性的相关性解析、材料合成等技术难点。研究团队通过合作与创新,成功解决了这些难题,并实现了高性能聚硫酸酯的成功开发。

关键观点5: 研究的未来展望

研究团队计划继续推动材料的设计和性能改进,并希望与相关企业和创业者共同探讨,以推动技术的工业化进程。此外,聚硫酸酯只是硫氟交换化学的产物之一,其在材料的设计上还有很大潜力。


文章预览

美国斯克利普斯研究所卡尔·巴里·夏普莱斯( Karl Barry Sharpless )教授因其在不对称有机合成和点击化学领域的卓越贡献,曾分别于 2001 年和 2022 年获得诺贝尔化学奖。 2014 年,夏普莱斯团队第一次推出新一代点击化学——硫氟交换化学(SuFEx)。此反应具有副反应少和反应性可控的特点,并且每个硫酸酯键产率接近定量,是聚合反应的理想选择。 近期,美国劳伦斯伯克利国家实验室刘毅高级研究员团队与夏普莱斯教授课题组、美国威斯康星大学麦迪逊分校李颖教授课题组合作, 在高效点击化学的基础上, 通过机器学习辅助聚合物结构优化设计,成功开发出能够承受极端温度与电场的高性能介电聚合物材料。 在以往的多数研究中,研究者们往往基于经验与化学直觉进行聚合物材料结构设计,并通过大量实验进行试错与验证。 该方法将机器学习与 ………………………………

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