由碳納米管制成的薄膜在先進(jìn)光電子、能源和醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，但由于其制造過程受到嚴(yán)密的監(jiān)督和嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化要求，不太可能很快普及。

納米管的多相制造工藝極其難以管理，這是開發(fā)其巨大潛力的一個主要障礙。研究人員建議使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)來分析實驗數(shù)據(jù)，并預(yù)測單壁碳納米管合成的效率。

在發(fā)表在《Carbon》期刊上的研究中，科學(xué)家指出，機器學(xué)習(xí)方法，特別是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在實驗參數(shù)上的訓(xùn)練，如溫度、氣體壓力和流速，可以幫助監(jiān)控碳納米管薄膜的性能。人類文明的發(fā)展、材料制造和應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步在信息技術(shù)時代緊密相連，材料和計算算法及其應(yīng)用塑造著我們的日常生活。這同樣適用于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它已經(jīng)發(fā)展成為處理多參數(shù)任務(wù)不可或缺的工具。

這些任務(wù)的范圍從對象識別到醫(yī)學(xué)診斷等很多領(lǐng)域，在過去的25年里，由于納米管生長過程的復(fù)雜性，基于碳納米管的電子學(xué)發(fā)展幾乎沒有取得任何進(jìn)展。相信，新方法將有助于創(chuàng)建一個有效的碳納米管生產(chǎn)框架，并為它們的實際應(yīng)用開辟新天地。研究提出利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并基于布杜阿爾反應(yīng)預(yù)測氣溶膠CVD合成單壁碳納米管的性能。

利用五個關(guān)鍵輸入?yún)?shù)（CO、CO2和二茂鐵的壓力、停留時間和生長溫度）來控制制備納米管薄膜的性能（產(chǎn)率、直徑分布的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差以及缺陷）。預(yù)測誤差與實驗誤差基本一致，該方法對合成具有定制特性的納米碳具有重要意義。

博科園｜研究/來自：斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)學(xué)院

參考期刊《Carbon》

DOI: 10.1016/j.carbon.2019.07.013

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