Des chercheurs de l'Université de Liverpool ont créé un outil collaboratif d'intelligence artificielle qui réduit le temps et les efforts nécessaires pour découvrir de véritables nouveaux matériaux.

Rapporté dans le journal Communication Nature , le nouvel outil a déjà conduit à la découverte de quatre nouveaux matériaux, dont une nouvelle famille de matériaux à l'état solide qui conduisent le lithium. Ces électrolytes solides seront essentiels au développement de batteries à semi-conducteurs offrant une plus grande autonomie et une sécurité accrue pour les véhicules électriques. D'autres matériaux prometteurs sont en cours de développement.

L'outil associe l'intelligence artificielle aux connaissances humaines pour donner la priorité aux parties de l'espace chimique inexploré où de nouveaux matériaux fonctionnels sont les plus susceptibles d'être trouvés.

La découverte de nouveaux matériaux fonctionnels est un risque élevé, voyage complexe et souvent long car il existe un espace infini de matériaux possibles accessibles en combinant tous les éléments du tableau périodique, et on ne sait pas où existent de nouveaux matériaux.

Le nouvel outil d'IA a été développé par une équipe de chercheurs du département de chimie et de l'usine d'innovation des matériaux de l'Université de Liverpool, dirigé par le professeur Matt Rosseinsky, pour relever ce défi.

L'outil examine les relations entre les matériaux connus à une échelle irréalisable par l'homme. Ces relations sont utilisées pour identifier et classer numériquement des combinaisons d'éléments susceptibles de former de nouveaux matériaux. Les classements sont utilisés par les scientifiques pour guider l'exploration du grand espace chimique inconnu de manière ciblée, rendant l'enquête expérimentale beaucoup plus efficace. Ces scientifiques prennent les décisions finales, informé par la perspective différente offerte par l'IA.

L'auteur principal de l'article, le professeur Matt Rosseinsky, a déclaré :« À ce jour, une approche commune et puissante a été de concevoir de nouveaux matériaux par analogie étroite avec ceux existants, mais cela conduit souvent à des matériaux similaires à ceux que nous avons déjà.

« Nous avons donc besoin de nouveaux outils qui réduisent le temps et les efforts nécessaires pour découvrir de véritables nouveaux matériaux, comme celui développé ici qui combine l'intelligence artificielle et l'intelligence humaine pour tirer le meilleur des deux.

"Cette approche collaborative combine la capacité des ordinateurs à regarder les relations entre plusieurs centaines de milliers de matériaux connus, une échelle inaccessible pour l'homme, et les connaissances spécialisées et la pensée critique des chercheurs humains qui mènent à des avancées créatives.

"Cet outil est un exemple de l'une des nombreuses approches collaboratives d'intelligence artificielle susceptibles de profiter aux scientifiques à l'avenir."

La capacité de la société à résoudre les défis mondiaux tels que l'énergie et la durabilité est limitée par notre capacité à concevoir et fabriquer des matériaux avec des fonctions ciblées, tels que de meilleurs absorbeurs solaires fabriquant de meilleurs panneaux solaires ou des matériaux de batterie supérieurs fabriquant des voitures électriques à plus longue portée, ou remplacer les matériaux existants en utilisant des éléments moins toxiques ou rares.

Ces nouveaux matériaux créent un avantage sociétal en conduisant de nouvelles technologies pour relever les défis mondiaux, et ils révèlent également de nouveaux phénomènes scientifiques et une nouvelle compréhension. Tous les appareils électroniques portables modernes sont activés par les matériaux des batteries lithium-ion, qui ont été développés dans les années 1980, qui met l'accent sur la façon dont une seule classe de matériaux peut transformer notre mode de vie :la définition de voies accélérées vers de nouveaux matériaux ouvrira des possibilités technologiques actuellement inimaginables pour notre avenir.