在科研界的一项重大进展中,中国科学技术大学的李微雪教授及其团队成功在多相催化领域迈出了历史性的一步,其研究成果近期在《科学》杂志上发表,引起了广泛关注。
这项研究的核心在于揭示了负载型金属催化剂中“金属-载体相互作用”的奥秘,这是长期以来困扰学术界近半个世纪的难题。李微雪教授带领的团队,经过长达8年的不懈努力,通过收集和分析涵盖25种金属与27种氧化物的实验数据,最终利用人工智能技术取得了突破性进展。
研究过程中,团队采用了一种创新的可解释性AI算法,构建了一个包含300亿个表达式的候选空间。这一方法不仅帮助团队“复原”了缺失的实验数据,还成功量化了“金属-氧相互作用”和“金属-金属相互作用”这两个关键物理量,从而揭示了金属-载体相互作用的本质。
这一发现不仅为理解金属-载体相互作用提供了新的视角,更重要的是,团队提出了“强金属-金属作用”的原理性判据,这一理论有效解释了在该类体系中观察到的包覆现象。这一理论成果对于高效负载型催化剂的理性设计具有深远的指导意义。
李微雪教授团队的这一研究得到了清华大学教授、中国科学院院士李亚栋的高度评价。李亚栋院士认为,这一研究成果将对未来催化剂的设计与开发产生重要影响。
目前,已有实验课题组基于这一理论成功合成了新的催化材料体系,并且新催化反应的研究工作也在紧锣密鼓地进行中。这一系列的进展无疑将进一步推动多相催化领域的发展。
通过分子动力学的分析,团队进一步揭示了氧化物包裹金属催化剂的过程,以及金属-金属相互作用如何决定包覆界面的结构与动力学。这一系列的研究成果,不仅为学术界提供了新的理论支撑,更为工业界催化剂的设计与优化提供了宝贵的实践指导。