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金屬有機(jī)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(diǎn)，在吸附、催化、傳感器等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。當(dāng)其用于氣體分離和催化時(shí)，擴(kuò)散速率往往對(duì)工藝的整體速率有顯著影響，因此確定MOFs內(nèi)分子擴(kuò)散速率具有重要意義。目前已有大量MOFs被設(shè)計(jì)、合成和預(yù)測(cè)，實(shí)驗(yàn)測(cè)量所有MOFs的擴(kuò)散速率具有相當(dāng)大的難度。雖然分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)的某些不足，但其仍需較大的算力和時(shí)間。作為替代方案，機(jī)器學(xué)習(xí)具有更高效、更準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。

團(tuán)隊(duì)利用分子模擬結(jié)果與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，建立了一個(gè)可快速準(zhǔn)確預(yù)測(cè)分子在多孔晶體材料中的擴(kuò)散性能的機(jī)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(kuò)散性能之間的構(gòu)-效關(guān)系；同時(shí)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(jì)算分子在多孔晶體材料中的擴(kuò)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(shí)現(xiàn)分子擴(kuò)散系數(shù)的快速計(jì)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(jì)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