La progettazione di materiali avanzati è un processo complesso, con molte potenziali combinazioni per posizionare con precisione gli atomi all'interno di una struttura. Ma ora, gli scienziati hanno sviluppato un nuovo strumento che aiuta a determinare i posizionamenti ideali - grazie a un algoritmo che identifica le mosse migliori per vincere i giochi per computer, secondo uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Scienza e tecnologia dei materiali avanzati .

Scienziati che progettano materiali avanzati, che hanno applicazioni in microchip di silicio o fibre ottiche, Per esempio, spesso faticano a determinare come posizionare gli atomi all'interno di una struttura cristallina per ottenere una funzione mirata. Per migliorare questo processo, ricercatori in Giappone hanno sviluppato un nuovo metodo chiamato Materials Design utilizzando Tree Search (MDTS). Identifica le migliori posizioni atomiche utilizzando un algoritmo chiamato ricerca albero Monte Carlo, che è stato impiegato con successo dai giochi per computer per determinare le mosse che portano i migliori risultati possibili.

Il team ha utilizzato il proprio metodo per identificare il modo migliore per progettare strutture in lega di silicio-germanio, che hanno una capacità minima o massima di condurre il calore. I materiali con una "conduttanza termica" minima possono recuperare il calore di scarto dai processi industriali per utilizzarli come fonte di energia. I materiali con la massima conduttanza termica possono allontanare il calore dalle unità di elaborazione del computer.

La lega ha un certo numero di spazi atomici che possono essere riempiti con silicio o germanio. L'algoritmo MDTS passa attraverso un processo di apprendimento iterativo che calcola quale di tutte le possibili posizioni è la migliore per posizionare silicio o germanio al fine di ottenere il grado di conduttanza termica desiderato.

Il team ha confrontato il proprio metodo con un altro algoritmo comunemente usato per questo scopo e ha scoperto che MDTS era comparabile o migliore in termini di tempo di calcolo totale. Il loro metodo ha anche una capacità "sostanziale" di apprendere dai dati.

"MDTS è uno strumento pratico che gli scienziati dei materiali possono facilmente impiegare nei propri problemi e ha il potenziale per diventare una scelta standard, " concludono i ricercatori.