Искусственный интеллект для поиска аморфного фторированного полимерного электретного материала с повышенной стабильностью заряда для сбора энергии

Электреты — перспективные диэлектрические материалы с захваченными зарядами, которые применяются, например, в устройствах для сбора энергии вибраций и акустических преобразователях. В этой работе потенциал ионизации предложен в качестве показателя для количественной оценки эффективности зарядки электретов на основе аморфных фторированных полимеров. С помощью этого показателя, высокопроизводительных вычислений и моделей графовых нейронных сетей были проверены 1 176 591 функциональная группа для циклических прозрачных оптических полимеров (CYTOP) и выявлены три перспективных электретных материала. Их синтезировали и изготовили плёнки толщиной 15 мкм. В течение более 1500 ч положительный и отрицательный поверхностные потенциалы плёнок сохранялись выше +3,1 кВ и ниже −3,1 кВ соответственно. Расчётный срок службы при 80 °C составляет 146 лет. Стабильность заряда этих электретов на основе CYTOP значительно выше, чем у ранее описанных материалов. Высокая эффективность биполярной электризации может существенно повысить выработку энергии вибрационными устройствами на основе электретов. Работа также демонстрирует, что глубокое обучение может стать новым подходом к ускорению поиска практически применимых материалов.