物理科技生物学-PHYICA

用人工智能为世界提供饮用水

化学 2022-08-16 00:02:06

作者:卡耐基梅隆大学机械工程系Kayla Valentine 研究人员探索了在脱盐过程中使用人工智能试剂进行水净化的新的、有效的可能性

学分:卡内基梅隆大学工程学院 通过多方努力,为我们的社会提供新鲜饮用水是一项持续存在的挑战

尽管水覆盖了地球表面的71%,超过2

世界上有50亿人每月至少缺少一次淡水

对阿米尔·巴拉蒂·法里马尼和他的团队来说,解决这个问题意味着完善脱盐过程,去除对人体不利的盐或离子

卡内基梅隆大学机械工程助理教授巴拉蒂·法里马尼解释说:“这些离子非常微小,如果你想去除它们,你需要要么将水煮沸、蒸发、冷凝,要么推动水通过充满非常微小孔隙的膜。”

当前的脱盐和分离过程非常耗费能量和时间

为了解决这个问题,巴拉蒂·法里马尼和他的团队研究了使用人工智能代理在一周内设计一种改进的方法,这可能需要几十年的时间

“理想情况下,”他解释道,“最好的膜应该有一个原子厚,比如石墨烯,一个单层的薄片

" 然而,纳米孔的几何形状对其性能有显著影响,并且需要很长时间来配置最佳的纳米孔膜

人工智能试剂将决定哪些原子应该从石墨烯薄膜中依次移除,从而为脱盐过程创造最有效的孔隙几何形状

“我们发现的最令人兴奋的事情是,孔的几何形状是分形的,这表明为了改善分离和脱盐,与孔的面积相比,需要更多的周长

" 该团队的研究成果发表在《2D材料与应用》杂志上

他们的技术将对海水淡化公司、分离技术和化学工程工厂等产生重大影响

Barati Farimani认为,这项研究也将是纳米技术的一个游戏规则改变者,纳米技术在这个过程中参与度很高,“目前的优化需要很长时间,而且非常昂贵

人工智能代理将给出如何设计膜以获得最佳结果的指导,节省了几天的实验时间

" 最终,这项技术可以用于水中其他重要的去除过程,例如去除水中的其他有害颗粒,如病毒和细菌

基本的人工智能代理将允许其用户确定脱盐和分离的最佳膜,将其应用扩展到多个学科

每个人都可以访问这些代码,并且可以在网上找到

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