研究重点

通过基于机器学习的计算振动光谱揭示α-Al₂O₃(0001)-水界面的微观结构
固液界面对许多物理和化学过程都至关重要,和频光谱(SFG)作为一类特殊的界面敏感光谱学手段,已经用于对固液界面的广泛研究。要在特定光谱信号和独特的界面水结构之间建立明确的相关性,需要使用分子动力学(MD)模拟进行理论计算。这些模拟通常需要相对较长的轨迹(几纳秒),才能通过偶极矩-极化率时间相关函数实现可靠的SFG光谱计算。然而,对长轨迹的要求限制了成本高昂的技术如从头算分子动力学(AIMD)模拟的使用。在这项工作中提出了一种利用机器学习(ML)加速方法计算固液界面振动光谱(红外、拉曼、SFG 光谱)的途径。采用偶极矩-极化率关联函数(μ-α)和表面敏感速度-速度关联函数(ssVVCF)方法来计算 SFG 光谱。结果表明使用 ML 方法成功加速了 AIMD 模拟和 SFG 光谱计算。这一工作为借助 ML 方法以更低的计算成本更快地计算复杂固液界面的 SFG 光谱提供了机会,从而揭示电化学研究中至关重要的界面双电层提供了可能性。
2024-09-24

基于机器学习分子动力学加速水系有机液流电池电解液氧化还原电位和酸度常数计算
由于日益严重的能源问题和环境问题,可实现大规模电力储存的液流电池(redox flow battery,RFB)受到了广泛的研究,其电力存储的方式为:通过电化学反应氧化或还原电解液中的活性物种,从而将电能转化为化学能,并将电解液转移到电池外部的储存箱中。然而有机电解液的设计目前还处于初级阶段,电解液的稳定性、循环能力和能量密度远未达到应用的标准。
2024-05-21

机器学习分子动力学模拟揭示表面预熔调控催化活性新机制
由于纳米催化剂优越的催化活性和对贵金属的高效利用,其在现代化学工业生产中受到了广泛的关注。这些催化剂的表面结构会受到反应条件的显著影响,在真实实验条件下表现出动态行为。这种表面结构的动态特性对传统的催化剂构效关系研究带来了新挑战。
2024-04-24
The Cheng Group
程俊课题组汇聚材料、化学、计算机等多学科人才,持续推动人工智能与计算方法的深度融合,从基础研究、技术创新和产业应用三个方向,开展跨尺度、多模态的前沿研究。在基础研究方向,聚焦电化学界面动态机制、催化剂动态演化规律、氧化物表界面调控等基础科学问题,通过自主研发的理论模型与高效计算方法,为电化学领域的前沿技术提供理论支持。在技术创新层面,结合大语言模型、知识图谱与人工智能技术,构建覆盖化学知识挖掘、材料智能设计、谱学数据解析的AI工具链。面向储能、谱学表征、芯片制造等重大应用场景,团队开发电解液智能筛选系统、电子电镀工艺优化平台和多模态表征联用的人工智能模型,推动材料研发从微观机理到宏观性能的全流程智能化转型。




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