Nat. Commun.:金納米粒子熔化的數據驅動模擬和表征 2023年10月15日 下午1:00 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 17 納米粒子(NP)熱穩定性的模擬和分析是其在技術設備中應用的基礎,需要快速準確的力場以及有效的表征方法。然而,必須克服兩個長期存在的挑戰來改進對納米顆粒熱穩定性的數值預測,第一個涉及定義相變機制的無偏差特征的困難,第二個挑戰與準確和快速的粒子間電位的發展有關。 圖1. 六類局部原子環境的特征 在此,意大利國際高等研究院Claudio Zeni等人基于從DFT計算收集的數據為金納米粒子開發了高效、可轉移和可解釋的機器學習力場(ML-FF)。作者表征了尺寸為1-6 nm的金(Au)NPs的熔化機制,使用分子動力學預測的熔化溫度與實驗數據非常吻合。 這些模擬在映射的高斯過程框架下使用ML-FF,實現了對傳統原子建模方法中在精度和成本之間權衡的超越,展示了可以使用小型訓練數據集來訓練準確、高效和大小可轉移的FF。 圖2. 不同尺寸Au NPs的熔化溫度 為了闡明熔化機制,作者隨后開發了一種通用的無監督聚類方法來區分內層和表面層,并在原子水平上表征相變。所提出的聚類算法證明熔化轉變始于外層,然后擴散到內部區域。在其核心熔化之前,NP 外部區域局部液體環境的增加與文獻中的表面熔化情況相似。 預測的趨勢與實驗觀察非常一致,熔化從最外層開始,溫度比NP熔化低幾百K。作者驗證了這種熔化機制的發生與用于模擬原子間相互作用的FF無關,但不同的FF可以預測不同的表面和NP熔化溫度。作者期望這種開發的數據驅動的模擬和表征方法將刺激和有益于其他旨在解決納米級相變復雜性的研究。 圖3. Au 6266 NP中液體環境的分布 Data-driven simulation and characterisation of gold nanoparticle melting, Nature Communications 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-26199-7 原創文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/15/98c40616a2/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 女博士被白“送”了篇一作SCI,檢索后發現竟是篇抄襲論文… 2023年11月17日 錢學森在美國的地位有多么高貴?答案:高到讓你以為是在胡扯 2023年10月24日 丁夢寧/李彥光Nature子刊:揭示氫吸附動力學在電催化CO2還原中的作用 2022年11月28日 南大金鐘教授團隊,一天兩篇Nano Letters! 2023年11月20日 ACS Energy Lett.:無機涂層能否用作水系超濃電解液的穩定SEI? 2023年10月29日 【Science Bulletin】潘鋒&汪林望:運用大數據和人工智能加速新材料研發 2023年11月17日