“Kimia Buatan” Melakukan Reaksi Kimia

Kecerdasan Buatan (AI) sedang membuat jalan masuk ke setiap bidang termasuk Kimia. Dalam inovasi terbaru, peneliti dari Universitas North Carolina State dan Universitas Buffalo telah mengembangkan teknologi baru yang disebut “Kimia Buatan”. Teknologi ini menggunakan kecerdasan buatan dan sistem otomatis untuk melakukan reaksi kimia, yang kemudian mempercepat penelitian, pengembangan, dan manufaktur bahan komersial.

Makalah yang berjudul “Kimia Buatan: Bot Sintesis Quantum Dot Otonom” diterbitkan di Advanced Materials.

Eksperimen Konsep Bukti

Peneliti menunjukkan dalam eksperimen konsep bukti bahwa alat ini dapat mengidentifikasi dan menghasilkan quantum dot terbaik untuk warna apa pun. Ini dapat melakukan hal ini dalam waktu 15 menit atau kurang. Quantum dot digunakan dalam aplikasi seperti layar LED dan merupakan nanokristal semikonduktor koloid.

Menurut peneliti, Kimia Buatan juga dapat mengidentifikasi bahan terbaik untuk berbagai sifat yang dapat diukur, bukan hanya quantum dot.

Milad Abolhasani adalah asisten profesor teknik kimia dan biomolekuler di NC State dan penulis koresponden makalah tersebut.

“Kimia Buatan adalah sistem yang benar-benar otonom yang dapat berkeliling di alam kimia dengan cerdas,” kata Abolhasan. “Saat ini, Kimia Buatan dirancang untuk bahan yang diproses larutan – artinya bekerja untuk bahan yang dapat dibuat menggunakan prekursor kimia cair. Bahan yang diproses larutan termasuk bahan berharga seperti quantum dot, nanopartikel logam/logam oksida, kerangka organik logam (MOF), dan sebagainya.

“Kimia Buatan mirip dengan mobil self-driving, tetapi mobil self-driving setidaknya memiliki jumlah rute yang terbatas untuk dipilih untuk mencapai tujuan yang telah dipilih sebelumnya. Dengan Kimia Buatan, Anda memberinya set parameter yang diinginkan, yang merupakan sifat yang ingin dimiliki bahan akhir. Kimia Buatan harus menemukan semua yang lain, seperti apa prekursor kimia yang akan digunakan dan apa rute sintetik yang akan diambil, sambil meminimalkan konsumsi prekursor kimia tersebut.

“Hasil akhirnya adalah teknologi pengembangan bahan yang sepenuhnya otonom yang tidak hanya membantu Anda menemukan bahan yang diproses larutan ideal lebih cepat daripada teknik yang saat ini digunakan, tetapi juga melakukannya dengan menggunakan jumlah prekursor kimia yang sangat kecil. Hal itu secara signifikan mengurangi limbah dan membuat proses pengembangan bahan menjadi jauh lebih murah.”

“Tubuh” dan “Otak”

Kimia Buatan dapat melakukan eksperimen dan merasakan hasil eksperimen, serta merekam data dan menentukan eksperimen berikutnya.

“Tubuh” Kimia Buatan mengintegrasikan dan mengotomatisasi dua platform sintesis aliran khusus dalam pengujian konsepnya: Nanocrystal Factory dan NanoRobo. Sementara teknologi ini dapat menjalankan 500 eksperimen sintesis quantum dot setiap hari, Abolhasani percaya bahwa jumlah itu bisa mencapai 1.000.

“Otak” Kimia Buatan adalah program AI yang dapat mengkarakterisasi bahan yang disintesis oleh tubuh. Data tersebut kemudian digunakan untuk membuat keputusan otonom tentang kondisi eksperimen untuk eksperimen berikutnya. Keputusan tersebut berkisar pada apa jalur yang paling efisien untuk mencapai komposisi bahan terbaik.

Kimia Buatan meningkatkan kemampuannya untuk mengidentifikasi bahan yang tepat seiring waktu dengan menyimpan data yang dihasilkan dari setiap permintaan yang diterimanya.

Ketika datang ke AI yang memutuskan apa eksperimen berikutnya, peneliti menguji sembilan kebijakan yang berbeda. Melalui serangkaian permintaan, Kimia Buatan diminta untuk mengidentifikasi bahan quantum dot terbaik untuk tiga parameter output yang berbeda.

Hasilnya menunjukkan bahwa itu dapat mengidentifikasi quantum dot terbaik dalam waktu satu setengah jam. Namun, waktu itu dikurangi menjadi 10 hingga 15 menit setelah memiliki pengetahuan sebelumnya.

“Saya percaya bahwa penelitian dan pengembangan bahan otonom yang diaktifkan oleh Kimia Buatan dapat membentuk kembali masa depan pengembangan dan manufaktur bahan,” kata Abolhasani. “Saya sekarang mencari mitra untuk membantu kami mentransfer teknik dari laboratorium ke sektor industri.”