Prediction and Interpretability of Melting Points of Ionic Liquids Using Graph Neural Networks

可解释性 离子液体 图形 计算机科学 人工神经网络 代表(政治) 均方误差 相关系数 生物系统 机器学习 数学 化学 理论计算机科学 统计 有机化学 生物 催化作用 政治 政治学 法学
作者
Haijun Feng,Lanlan Qin,Bingxuan Zhang,Jian Zhou
出处
期刊:ACS omega [American Chemical Society]
卷期号:9 (14): 16016-16025
标识
DOI:10.1021/acsomega.3c09543
摘要

Ionic liquids (ILs) have wide and promising applications in fields such as chemical engineering, energy, and the environment. However, the melting points (MPs) of ILs are one of the most crucial properties affecting their applications. The MPs of ILs are affected by various factors, and tuning these in a laboratory is time-consuming and costly. Therefore, an accurate and efficient method is required to predict the desired MPs in the design of novel targeted ILs. In this study, three descriptor-based machine learning (DBML) models and eight graph neural network (GNN) models were proposed to predict the MPs of ILs. Fingerprints and molecular graphs were used to represent molecules for the DBML and GNNs, respectively. The GNN models demonstrated performance superior to that of the DBML models. Among all of the examined models, the graph convolutional model exhibited the best performance with high accuracy (root-mean-squared error = 37.06, mean absolute error = 28.79, and correlation coefficient = 0.76). Benefiting from molecular graph representation, we built a GNN-based interpretable model to reveal the atomistic contribution to the MPs of ILs using a data-driven procedure. According to our interpretable model, amino groups, S+, N+, and P+ would increase the MPs of ILs, while the negatively charged halogen atoms, S–, and N– would decrease the MPs of ILs. The results of this study provide new insight into the rapid screening and synthesis of targeted ILs with appropriate MPs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
xing完成签到,获得积分10
1秒前
好大一个赣宝关注了科研通微信公众号
2秒前
追梦小帅完成签到,获得积分10
2秒前
勤奋的乐荷完成签到,获得积分10
2秒前
谈谈663完成签到,获得积分20
3秒前
领导范儿应助格拉希尔采纳,获得10
3秒前
夏林完成签到,获得积分20
3秒前
Elsa发布了新的文献求助10
3秒前
张倩完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
小白小王完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
无医完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
闾丘博发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI2S应助羽言采纳,获得10
6秒前
7秒前
感动清炎完成签到,获得积分10
7秒前
师宁完成签到,获得积分10
7秒前
莫娜完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
虚幻的冰真完成签到,获得积分10
8秒前
高贵白风完成签到,获得积分10
8秒前
强健的绮琴完成签到,获得积分10
8秒前
Wanyeweiyu发布了新的文献求助10
9秒前
Gan完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
科研通AI2S应助晴晨采纳,获得10
10秒前
10秒前
oasissmz完成签到,获得积分10
11秒前
田様应助蜉蝣采纳,获得10
11秒前
冷酷紫南完成签到,获得积分10
11秒前
王小兵完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
杨白秋完成签到,获得积分10
11秒前
喽喽完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
13秒前
我是谁发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Evolution 3rd edition 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3172033
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2822748
关于积分的说明 7942297
捐赠科研通 2483834
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1323186
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633893
版权声明 602647