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金屬有機框架(MOFs)由于具有高比表面積、高孔隙率、可調(diào)節(jié)孔徑、化學(xué)多樣性等優(yōu)點，在吸附、催化、傳感器等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。當其用于氣體分離和催化時，擴散速率往往對工藝的整體速率有顯著影響，因此確定MOFs內(nèi)分子擴散速率具有重要意義。目前已有大量MOFs被設(shè)計、合成和預(yù)測，實驗測量所有MOFs的擴散速率具有相當大的難度。雖然分子動力學(xué)模擬技術(shù)可以彌補實驗的某些不足，但其仍需較大的算力和時間。作為替代方案，機器學(xué)習(xí)具有更高效、更準確的優(yōu)勢。

團隊利用分子模擬結(jié)果與機器學(xué)習(xí)相結(jié)合，建立了一個可快速準確預(yù)測分子在多孔晶體材料中的擴散性能的機器學(xué)習(xí)模型，并結(jié)合Shapley Additive Explanations技術(shù)挖掘了MOFs特征、待分離氣體特征與擴散性能之間的構(gòu)-效關(guān)系；同時基于訓(xùn)練后的 LGBM模型開發(fā)了一款軟件，以協(xié)助工作者計算分子在多孔晶體材料中的擴散性。（訪問鏈接：https://github.com/guoshuya1234/Pred_D_software.git）該工作為探索MOFs的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系和實現(xiàn)分子擴散系數(shù)的快速計算提供了新的方向。

該研究工作獲得了國家自然科學(xué)基金、廣東省青年拔尖人才計劃、廣東省自然科學(xué)基金和中國博士后科學(xué)基金的支持。

原文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202301461