Learning a reactive potential for silica-water through uncertainty attribution

硅酸盐 反应性(心理学) 稳健性(进化) 分子动力学 纳米孔 水溶液 化学物理 催化作用 相(物质) 材料科学 化学 化学工程 计算化学 纳米技术 物理化学 有机化学 病理 工程类 基因 医学 替代医学 生物化学
作者
Swagata Roy,Johannes P. Dürholt,Thomas S. Asche,Federico Zipoli,Rafael Gómez‐Bombarelli
出处
期刊:Cornell University - arXiv 被引量:4
标识
DOI:10.48550/arxiv.2307.01705
摘要

The reactivity of silicates in an aqueous solution is relevant to various chemistries ranging from silicate minerals in geology, to the C-S-H phase in cement, nanoporous zeolite catalysts, or highly porous precipitated silica. While simulations of chemical reactions can provide insight at the molecular level, balancing accuracy and scale in reactive simulations in the condensed phase is a challenge. Here, we demonstrate how a machine-learning reactive interatomic potential can accurately capture silicate-water reactivity. The model was trained on a new dataset comprising 400,000 energies and forces of molecular clusters at the $\omega$-B97XD def2-TVZP level. To ensure the robustness of the model, we introduce a new and general active learning strategy based on the attribution of the model uncertainty, that automatically isolates uncertain regions of bulk simulations to be calculated as small-sized clusters. Our trained potential is found to reproduce static and dynamic properties of liquid water and solid crystalline silicates, despite having been trained exclusively on cluster data. Furthermore, we utilize enhanced sampling simulations to recover the self-ionization reactivity of water accurately, and the acidity of silicate oligomers, and lastly study the silicate dimerization reaction in a water solution at neutral conditions and find that the reaction occurs through a flanking mechanism.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
NexusExplorer应助YH_Z采纳,获得10
1秒前
1秒前
豆芽发布了新的文献求助20
2秒前
该饮茶了完成签到,获得积分10
3秒前
风清扬发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
王鑫毅发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
newnew完成签到,获得积分10
4秒前
CipherSage应助微笑的冰枫采纳,获得10
4秒前
善学以致用应助小宇采纳,获得10
5秒前
5秒前
星期日发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Yu完成签到 ,获得积分10
5秒前
baoziya完成签到,获得积分10
5秒前
苹果怀曼发布了新的文献求助10
6秒前
equinox发布了新的文献求助10
8秒前
isasi完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
wu发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
9秒前
Mary完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
wanci应助阳光的盼烟采纳,获得10
10秒前
cg发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
37666发布了新的文献求助10
12秒前
Sano完成签到 ,获得积分10
12秒前
清风霁月发布了新的文献求助10
12秒前
hikari完成签到,获得积分10
12秒前
STU_任泽远完成签到,获得积分10
12秒前
虎啊虎啊发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
笑点低机器猫完成签到,获得积分10
14秒前
Daisy发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6017981
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7604491
关于积分的说明 16157898
捐赠科研通 5165641
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764960
邀请新用户注册赠送积分活动 1746441
关于科研通互助平台的介绍 1635250