董教授,思嘉是使用机器学习发现分子和材料的奥秘。在最近的一份出版物化学科学,董博士和同事开发了一种新的计算策略,可以用来了解复合材料的行为当他们暴露于阳光。

这种研究在科学仪器fields-understanding从光合作用到光伏电池(又名太阳能电池板的构建块)依靠计算模拟。

”理论和计算是必不可少的理解件轻松事交互,解释实验结果,并提供关键的见解在设计材料。我们不仅希望能够模拟件轻松事相互作用,也考虑在模拟条件与实验条件,如在有限温度下。都是很容易的,”董博士详细。在她的博士后工作阿贡国家实验室(退火),董教授共事会加利芝加哥大学的博士和退火和助理科学家马可Govoni退火来简化量子力学方程的解来描述光吸收固体,液体分子,和各种其他接口。

“目前人们没有一个可行的方法来模拟一切正好,”董先生说,“所以什么理论和计算化学领域是使物理方程近似,这样分子和材料我们关心的属性可以模拟在合理的时间内以合理的准确性。”

涉及机器学习是侗族的方式提高效率的仿真过程。在这个工作,固液界面(比如electrode-liquid界面中发现电池),使用原来的方法计算需要240在几天来解决方程计算的核心。这种新颖的方法,只需要一个计算核心和几个小时,加速200倍。

从这里,董和她的新东北实验室利用机器学习技术来提高水温计算方法进行其他角落的化学和材料研究。“我们通常从一个应用程序,该应用程序是有趣的和重要的,然后我们试着找出计算方法或工具可以帮助我们解决这个问题,”董先生说。

尽管如此成功和潜在的广泛应用,盾已经确定挑战理论和计算化学和材料科学的研究。首先,也是最重要的是沟通,或缺乏。

“现在科学需要多学科的努力,”董先生说。“那你让别人理解你的语言或你发明一种新的语言,每个人都能理解。每个领域都有自己的身体的知识不能在几分钟或小时。”

虽然计算量子化学似乎是一个艰巨的,董表示,很多人放弃之前就给自己一个机会。这个领域以外的许多研究人员创建一个心理阻隔在他们没有学到的东西,从而阻止自己学习它。

“有时它只是一个心理心态阻止人们加入技术领域,而不是他们的能力,”董先生说。她已经开始着手解决这个问题提出了一个5000级计算课程旨在帮助学生找到方法,这些方法适用于他们自己的利益和实验。学生们会学习计算化学的基础,包括基于物理和数据驱动方法,并将这些概念应用到项目提案来自现实世界的研究问题。本课程将帮助建立一个社区的研究人员能有效沟通和彼此的工作。

尽管如此,思嘉盾博士的理论和计算化学实验室将继续开发高性能的设计策略,以更好地理解化学世界的松散的拼图。

“我的同事们都非常支持我的过程中建立自己的实验室,”董先生说。董教授是乐意与积极和勤奋工作的本科生,研究生,博士后学者开发更先进的计算方法。