以高吞吐量模拟为先验控制热阶段的竞争和杂交
Daniel Schwalbe-Koda1, Soonhyoung Kwon2, Cecilia Paris3
1Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA.
Science (New York, N.Y.)
|September 16, 2021
概括
这项研究引入了一种计算方法来控制石合成,优化相位选择性和组成. 这种方法使用理论描述器来指导结构指导剂的设计,以有效地生产热带石.
科学领域:
- 材料科学
- 催化剂
- 计算化学
背景情况:
- 石是重要的工业材料, 但它们的合成涉及复杂的阶段竞争.
- 目前控制热合成的方法是经验和劳动密集型的.
研究的目的:
- 开发一种第一原则的计算方法,用于控制热合成中的相选择性.
- 使用理论描述符合理化和预测框架竞争.
- 为了使纯相和杂交化石的合成具有控制的组成.
主要方法:
- 高通量原子模拟的石分子相互作用 (超过586,000个模拟).
- 采集有关石合成的文献和数据.
- 为模板分子开发结合指标和理论描述符 (能量,几何,静电).
- 石的实验合成和表征.
主要成果:
- 一个计算框架准确地复制了关于石合成的文献发现.
- 确定了控制相选择性的有机结构指导剂的关键描述因素.
- 证明了对合成可访问性窗户和配送的控制.
- 通过单一的双选择性模板成功合成了一种交叉生长的石.
结论:
- 一个计算-首先的策略提供了先验控制热岩合成和结构组成.
- 理论描述器可以有效地指导合成过程和结构指导剂的设计.
- 这种方法显著降低了石合成的实证性和劳动密集性.
