PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Science Advances· 2026Q1

AIMNet2-rxn: Milyonlarca yolluk ölçekte genelleştirilmiş reaksiyon modellemesi için makine öğrenmesi potansiyeli

AIMNet2-rxn: A machine-learned potential for generalized reaction modeling on a millions-of-pathways scale

Dylan M. Anstine, Qiyuan Zhao, R.I. Zubatyuk, Shuhao Zhang ve diğerleri

Kısa özet

Yeni bir genel makine öğrenmesi potansiyeli olan AIMNet2-rxn, kapalı kabuklu C, H, N, O reaksiyonlarını 1-2 kcal/mol doğruluğuyla doğru bir şekilde modeller ve reaksiyon yolu aramalarını kuantum mekaniğinden milyonlarca kat daha hızlı hale getirir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • AIMNet2-rxn, kapalı kabuklu C, H, N, O reaksiyonlarını modellemek için genel bir makine öğrenmesi potansiyelidir.
  • Yeniden eğitme olmaksızın reaksiyon koordinatları boyunca 1-2 kcal/mol doğruluk sağlar.
  • AIMNet2-rxn, referans kuantum mekaniksel yöntemlerden yaklaşık 10^6 kat daha hızlıdır.
  • Yığınlanmış nudged elastic band prosedürü, milyonlarca reaksiyon ölçeğinde minimum enerji yolu aramalarına olanak tanır.
  • Model, yaklaşık 4,7 milyon aralık-ayrılmış yoğunluk fonksiyonel teori hesaplaması üzerinde eğitilmiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Mechanistic modeling of chemical transformations offers a compelling basis for understanding reactivity and allows for prediction of reaction outcomes before attempting experiments. Despite progress in machine-learned interatomic potentials (MLIPs), we demonstrate that available models lack the accuracy for diverse reaction modeling. With this motivation, we developed a general MLIP for mechanistic modeling of closed-shell carbon, hydrogen, nitrogen, and oxygen reactions, AIMNet2-rxn, using a dataset of ∼4.7 × 10 6 range-separated density functional theory calculations. AIMNet2-rxn enables reaction modeling ∼10 6 faster than the reference quantum mechanical (QM) methods while substantially outperforming graph-based ML, reaffirming the value using three-dimensional chemical information for training. On a test suite of well-known reaction mechanisms—such as amide formation, proton transfers, and pericyclics—AIMNet2-rxn yields 1 to 2 kilocalories per mole accuracy across reaction coordinates without retraining or system-specific fine-tuning. To exploit graphics processing unit parallelism and AIMNet2-rxn efficiency, we introduce a batched nudged elastic band procedure that readily achieves minimum energy pathway search on a millions-of-reactions scale. To demonstrate complex reaction characterization, the thermodynamics of an 11-step pathway producing hydroxymethylfurfural, the experimentally observed major product of glucose pyrolysis, is evaluated. Overall, the accuracy and efficiency afforded by AIMNet2-rxn create opportunities in high-throughput reaction discovery and deep reaction network analysis that would be infeasible with QM methods.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Science Advances, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Malzeme Kimyası

Materials ChemistryMaterials Science