Nanoparçacıkların sıvı ortamdaki hareketlerinin gizemini ay aydınlatmak için yapay zeka kullanıldı.
Dünyamızın en küçük yapı taşları olan nanopartiküller, görünmez kuvvetler ve rastgele çevresel dalgalanmalar tarafından şekillendirilen öngörülemeyen yollarda sürekli hareket halindedir, zıplar, kayar ve sürüklenirler.
Hareketlerini daha iyi anlamak, daha iyi ilaçlar, malzemeler ve sensörler geliştirmenin anahtarıdır. Ancak bunları atom ölçeğinde gözlemlemek ve yorumlamak, bilim insanlarına büyük zorluklar çıkarmıştır.
Georgia Tech Kimya ve Biyomoleküler Mühendislik Okulu'ndaki (ChBE) araştırmacılar, bu hareketleri yöneten temel fiziğini aydınlatan bir yapay zeka (AI) modeli geliştirdiler.
Nature Communications'da yayınlanan ekibin araştırması, bilim insanlarının yalnızca analiz etmelerini değil, aynı zamanda binlerce deneysel kayda dayanarak gerçek deneylerden ayırt edilemeyen gerçekçi nanoparçacık hareket yörüngeleri üretmelerini de sağlıyor.
Yeni Pencere
Geleneksel mikroskoplar, hatta son derece güçlü olanlar bile, sıvılardaki hareket eden nanopartikülleri gözlemlemekte zorlanır. Brown hareketi gibi geleneksel fizik tabanlı modeller ise, viskoelastik sıvılar, enerji bariyerleri veya yüzey etkileşimleri gibi faktörlerden etkilenebilen öngörülemeyen nanopartikül hareketlerinin karmaşıklığını tam olarak açıklayamaz.
Bu engelleri aşmak için araştırmacılar, sıvı faz transmisyon elektron mikroskobu (LPTEM) ile yakalanan nanopartiküllerin hareketini analiz edip simüle edebilen bir model (LEONARDO) geliştirdiler. Bu model, bilim insanlarının çıplak gözle görülemeyen nanoskaladaki etkileşimleri daha iyi anlamalarına olanak tanıyor. Geleneksel görüntülemenin aksine, LPTEM, parçacıkları bir mikroakışkan odacık içinde doğal olarak hareket ederken gözlemleyerek nanometre ve milisaniyelere kadar hareketi yakalayabilir.
LEONARDO'yu eğitmek ve test etmek için araştırmacılar, suda yayılan altın nanoçubuklardan oluşan bir model sistemi kullandılar. Farklı parçacık boyutları, kare hızları ve elektron ışını ayarları da dahil olmak üzere çeşitli deneysel koşullar altında 38.000'den fazla kısa yörünge değerlendirildi.
KAYNAK
https://phys.org/news/2025-07-ai-tool-deciphers-mysteries-nanoparticle.html
Yorumlar
Yorum Gönder