Отчет о научных исследованиях по теме: "Фундаментальные основы и новые технологии ускоренной разработки перспективных функциональных материалов на основе суперкомпьютерного моделирования, потокового синтеза и диагностики под управлением искусственного интеллекта"

В рамках реализации проекта в подотчетный период объектами исследования являлись супермагнитные наночастицы на основе оксидов железа, композитные материалы на основе перовскитов, функционализированные металл-органические координационные полимеры, магнитные наночастицы для гипертермии, биметаллические катализаторы Cu-Ga для реакции гидрогенизации CO2-CH3OH, катализаторы на основе наночастиц Pt, а также композитные керамики и мультифероики с усовершенствованными свойствами. Целью продолжения НИР в рамках проекта являлась разработка новых методов функциональных материалов и мультиспектальная характеризация их свойств с целью установления взаимосвязи структурных параметров синтезируемых материалов и их таргетных свойств, что в рамках обозначенных задач проекта позволит осуществить переход к экспресс разработке новых функциональных материалов, а также конструированию аппаратно-программных комплексов, включая различные ячейки и микро-реакторы позволяющие реализовывать синтез в проточном режиме и осуществлять экспресс-диагностику в рамках так называемых in situ/operando методик, в том числе с применением технологий на основе машинного обучения. Работы, реализованные в подотчетный период соответствуют ряду пунктов технического задания настоящего проекта, в частности: (1) разработка управляемых искусственным интеллектом ячеек для потокового синтеза наночастиц благородных металлов с заданными формой и размером (2) разработка стенда для оптимизация параметров гетерогенной каталитической реакции при реалистичных технологических условиях на основе спектральной диагностики в режиме “on-the-fly”; (3) разработка методики динамической оптимизации параметров гетерогенных каталитических реакций с использованием машинного обучения с подкреплением; (4) разработка модельных реакционно-способных Reax-FF потенциалов и ML-обученных потенциалов для гетерогенных каталитических реакций и оценка их эффективности для наночастиц благородных металлов; (5) будет разработана управляемая компьютером ячейка неразрушающей operando нанодиагностики параметров локальной атомной и электронной структуры материалов на основе спектров рентгеновского поглощения; (6) разработка управляемой компьютером ячейки для неразрушающей operando нанодиагностики параметров атомной структуры материалов на основе измерений рентгеновской дифракции; (7) разработка управляемой компьютером неразрушающей ячейки operando диагностики параметров локальной атомной и электронной структуры материалов электрохимических аккумуляторов; (8) разработаны технологии проточного синтеза материалов для биомедицинских применений, в т.ч. для тераностики в онкологии и адресной доставки лекарств; (9) разработка методик синтеза нанопористых материалов для реализации технологии ремедиации почв и ликвидации последствий техногенных катастроф