Инновационная технология полимерных мембран и инструменты ИИ трансформируют переработку сырой нефти
- Исследователи из Технологического института Джорджии разработали полимеры DUCKY, способные трансформировать переработку сырой нефти, экономя энергию и воду при извлечении ценных материалов.
- Эти полимеры могут применяться в различных сферах, включая биотопливо и биоразлагаемые пластики, обеспечивая экологические преимущества для различных отраслей.
- Инструменты искусственного интеллекта Технологического института Джорджии прогнозируют характеристики полимеров, ускоряя разработку новых материалов и предлагая экологически чистые решения для нефтепереработки.
Команда исследователей из Georgia Tech представила прорывное достижение в области полимерных мембран. Названные «DUCKY polymers», эти инновации могут революционизировать переработку сырой нефти, обеспечивая значительное снижение энергопотребления и расхода воды при одновременном увеличении извлечения ценных материалов. Кроме того, исследователи разработали инструменты искусственного интеллекта (ИИ), которые прогнозируют эффективность этих полимеров, ускоряя разработку подобных прорывов.
DUCKY Polymers: прорыв в переработке сырой нефти
Сложность сырой нефти, состоящей из тысяч различных соединений, представляет собой значительную проблему для эффективной переработки. Традиционные методы основаны на энергоемких процессах дистилляции, которые требуют большого количества воды и вносят значительный вклад в глобальное энергопотребление.
Полимеры DUCKY представляют собой перспективное решение. Эти полимеры обладают уникальной молекулярной структурой, возможной благодаря спироциклическим мономерам, которые образуют цепи с множеством поворотов на 90 градусов. Эта уникальная структура создает поры внутри полимеров, которые избирательно связывают и облегчают прохождение желаемых молекул.
В отличие от жестких аналогов, эти полимеры легче производить в промышленных масштабах и они обладают контролируемой гибкостью, позволяющей порам адаптироваться со временем. Процесс создания полимера включает реакцию, катализируемую медью, известную как медь-катализируемая азид-алкиновая циклоприсоединение (CuAAC), что и дало повод для игривого названия «DUCKY».
Энергетические и экологические преимущества
Последствия использования полимеров DUCKY выходят за рамки их уникальной структуры. Первоначальное разделение компонентов сырой нефти потребляет примерно 1% всего мирового энергопотребления, что является значительной цифрой, учитывая жизненно важную роль сырой нефти в производстве топлива, пластмасс, текстиля, пищевых добавок, медицинских продуктов и многого другого.
Инновационная технология мембранного разделения может революционизировать отрасль, значительно снизив энергопотребление и расход воды. В отличие от традиционных методов дистилляции, мембранное разделение полагается исключительно на электричество, что открывает возможность использования устойчивых источников энергии, таких как ветряные турбины. Это означает фундаментальный отход от текущих методов разделения.
Разнообразные применения в различных отраслях
Полимеры DUCKY потенциально могут служить множеству применений помимо переработки сырой нефти. Их универсальность открывает двери для различных отраслей, включая производство биотоплива, биоразлагаемых пластмасс и даже целлюлозно-бумажной продукции.
Эти мембраны могут стимулировать инновации в нескольких секторах, решая вопросы устойчивости и способствуя разработке экологически чистых продуктов.
Проектирование материалов на основе ИИ
В дополнение к инновационным полимерам DUCKY исследовательская команда Georgia Tech разработала инструменты искусственного интеллекта, способные прогнозировать эффективность полимерных мембран. Этот подход на основе ИИ является ключом к ускорению разработки новых мембранных технологий.
Сложность смесей сырой нефти, которые часто состоят из сотен или тысяч компонентов, давно представляла проблему для материаловедов. Предсказать, как предлагаемая полимерная мембрана будет взаимодействовать с этими сложными смесями, является сложной задачей.
Тем не менее, модели ИИ, созданные командой Georgia Tech, используют огромные наборы данных и алгоритмы машинного обучения для точных прогнозов. Эти модели дают представление о транспортных свойствах полимеров, позволяя принимать обоснованные решения об их дизайне и применении.
В сотрудничестве с ExxonMobil исследователи Georgia Tech протестировали эффективность своих полимеров DUCKY, перерабатывая самый сложный компонент сырой нефти — осадок, остающийся на дне после дистилляции. Результаты были исключительными: мембраны извлекли даже больше ценных материалов из этого сложного остатка. Это открытие открывает новые возможности для процессов рафинирования и разработки продуктов в нефтяной промышленности.
Будущее проектирования материалов
Сочетание полимеров DUCKY и инструментов ИИ представляет собой значительный прогресс в материаловедении. Интеграция машинного обучения и симуляций массопереноса позволяет исследователям исследовать обширные химические пространства материалов и прогнозировать их поведение. Это заменяет традиционный подход проб и ошибок принятием решений на основе данных.
Этот прорыв означает первый шаг к проектированию новых полимеров, адаптированных под конкретные цели проницаемости. Используя мощь ИИ, исследователи могут эффективно отбирать и выбирать материалы, соответствующие желаемым критериям, одновременно снижая энерго-, углеродный и водный следы.
Не просто читайте новости о криптовалютах. Понимайте их. Подпишитесь на нашу рассылку. Это бесплатно.
Отказ от ответственности. Предоставленная информация не является торговой рекомендацией. Cryptopolitan.com Мы не несем ответственности за любые инвестиции, сделанные на основе информации, представленной на этой странице. Мы настоятельно рекомендуем проводить независимое исследование и/или проконсультироваться с квалифицированным специалистом перед принятием любых инвестиционных решений.
Бренда Канана
Бренда имеет более 4 лет опыта, специализируясь на криптовалютах, искусственном интеллекте и новых технологиях. Она работала в Zycrypto, Blockchain Reporter, The Coin Republic, а теперь делает Cryptopolitan своим домом. Степень по социологии, полученная в Техническом университете Момбасы, помогает ей оставаться в курсе настроений своих читателей.
