Explore High Thermal Conductivity Amorphous Polymers using Reinforcement Learning

热导率 材料科学 聚合物 无定形固体 强化学习 电导率 杠杆(统计) 热的 复合材料 计算机科学 机器学习 热力学 物理 化学 有机化学 物理化学
作者
Ruimin Ma,Hanfeng Zhang,Tengfei Luo
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2021-6jftj-v2
摘要

Developing amorphous polymers with desirable thermal conductivity has significant implications, as they are ubiquitous in applications where thermal transport is critical. Conventional Edisonian approaches are slow and without guarantee of success in material development. In this work, using a reinforcement learning scheme, we design polymers with thermal conductivity above 0.4 W/m- K. We leverage a machine learning model trained against 469 thermal conductivity data calculated from high-throughput molecular dynamics (MD) simulations as the surrogate for thermal conductivity prediction, and we use a recurrent neural network trained with around one million virtual polymer structures as a polymer generator. For all newly generated polymers with thermal conductivity > 0.400 W/m-K, we have evaluated their synthesizability by calculating the synthesis accessibility score and validated the thermal conductivity of selected polymers using MD simulations. The best thermally conductive polymer designed has a MD-calculated thermal conductivity of 0.693 W/m-K, which is also estimated to be easily synthesizable. Our demonstrated inverse design scheme based on reinforcement learning may advance polymer development with target properties, and the scheme can also be generalized to other materials development tasks for different applications.

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
领导范儿应助LLCHEN采纳,获得10
刚刚
sdjakdj发布了新的文献求助10
1秒前
feng发布了新的文献求助10
2秒前
tt发布了新的文献求助10
2秒前
123发布了新的文献求助10
2秒前
一顿能吃五大海碗完成签到,获得积分10
2秒前
iiiii完成签到,获得积分10
3秒前
研友_VZG7GZ应助lemon采纳,获得20
3秒前
4秒前
4秒前
拾英发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Jaydon完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
无敌美少女完成签到,获得积分10
5秒前
Nexus应助chengshu666采纳,获得10
5秒前
调皮又蓝完成签到,获得积分10
5秒前
巧克力江江包完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
爱学习的捣蛋鬼应助目眩采纳,获得10
7秒前
酷波er应助JuJuB0nd采纳,获得10
8秒前
MJS发布了新的文献求助10
8秒前
世良完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
晴空万里发布了新的文献求助10
9秒前
脑洞疼应助潇洒依白采纳,获得10
9秒前
10秒前
chen发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
独闯江湖应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
脑洞疼应助LuoSire采纳,获得10
13秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6541178
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8332028
关于积分的说明 17855371
捐赠科研通 5647278
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2936507
邀请新用户注册赠送积分活动 1912638
关于科研通互助平台的介绍 1773743