中國粉體網(wǎng)10月30日訊   美國科學(xué)家使用遺傳算法逆向設(shè)計(jì)出一種架構(gòu),，并用這種架構(gòu)來設(shè)計(jì)新型納米材料,。這是科學(xué)家們首次證明,，可用逆向設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)自組裝的納米結(jié)構(gòu)。另外,，該研究也證明了機(jī)器學(xué)習(xí)和“大數(shù)據(jù)”方法在設(shè)計(jì)納米材料方面的潛力,。最新研究發(fā)表在10月28日出版的美國《國家科學(xué)院院刊》上。

　　該研究團(tuán)隊(duì)使用以前研發(fā)出的一種遺傳算法,，設(shè)計(jì)出嫁接了DNA的粒子,，這種粒子能自組裝成他們想要的晶體結(jié)構(gòu)。這是一種逆向研究過程,。傳統(tǒng)研究中,，嫁接了單鏈DNA的膠狀粒子可以自組裝，隨后,，科學(xué)家們會(huì)對(duì)得到的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查,，然后再進(jìn)行改進(jìn)，直到得到自己想要的結(jié)構(gòu),。

　　該研究的合作者森納特·庫爾瑪表示：“盡管傳統(tǒng)方法有助于我們事后理解是什么因素在管控這一自組裝過程,，但并不能讓我們提前設(shè)計(jì)出我們需要的結(jié)構(gòu)。最新研究解決了這個(gè)設(shè)計(jì)問題,，而且,，提出了一種革命性的優(yōu)化方法，其不僅能提前再現(xiàn)細(xì)節(jié),，而且也能解釋以前未被觀察到的結(jié)構(gòu),。”

　　該研究的領(lǐng)導(dǎo)者,、哥倫比亞大學(xué)化學(xué)工程學(xué)教授文卡特·文卡塔蘇布拉曼尼安表示：“我們的設(shè)計(jì)架構(gòu)將有助于加速新材料的制造過程,。從某種意義上來說，我們正在通過讓其同計(jì)算方法完美地匹配,，從而改變新材料的制造過程,。”

　　該研究團(tuán)隊(duì)正在使用“大數(shù)據(jù)”概念和新技術(shù)來發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)新式納米材料，這是美國“材料基因組計(jì)劃”的一個(gè)優(yōu)先領(lǐng)域,�,！安牧匣�因組計(jì)劃”的目的是研發(fā)出新方法來革新材料的設(shè)計(jì)，從而改進(jìn)與日常生活息息相關(guān)的產(chǎn)品,，這些產(chǎn)品涵蓋的范圍非常廣,，從藥物到殺蟲劑或除草劑等農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)再到燃料附加物、涂料和油漆,，甚至洗發(fā)精這樣的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品等,。

　　哥倫比亞大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與工程研究所所長凱思琳·麥吉翁表示：“這一逆向設(shè)計(jì)方法證明了機(jī)器學(xué)習(xí)和算法工程方法在解決材料科學(xué)領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)方面極具潛力�,！�

　　文卡塔蘇布拉曼尼安表示,，他們計(jì)劃對(duì)這一方法繼續(xù)探索，改進(jìn)其模型并引入更多的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),。