Könnten unsere Smartphones und Elektroautos eines Tages ohne Seltene Erden auskommen, die in großem Umfang für den Bau von Batterien und Elektromotoren verwendet werden?
Ein Team der University of New Hampshire liefert eine ermutigende Antwort, indem es künstliche Intelligenz nutzt, um eine breite Palette bisher wenig erforschter magnetischer Materialien zu untersuchen.
Um dies zu erreichen, trainierten die Forscher ein KI-System darauf, Jahrzehnte wissenschaftlicher Literatur zu lesen und zu interpretieren. Das Werkzeug ist in der Lage, experimentelle Details zu extrahieren, um festzustellen, ob ein Material magnetische Eigenschaften besitzt und welche Temperatur es aushalten kann. Alle diese Informationen werden dann in einer offenen Datenbank namens Northeast Materials Database strukturiert.
Diese Strategie ermöglicht es, schnell vielversprechende Kandidaten zu identifizieren, ohne dass systematische Labortests erforderlich sind.
Derzeit basieren die effizientesten Permanentmagnete überwiegend auf Seltenen Erden. Diese Elemente werden hauptsächlich importiert, was zu Problemen aufgrund ihres Preises und ihrer Verfügbarkeit führt. Obwohl viele magnetische Verbindungen bekannt sind, hat es bislang keine geschafft, Seltene-Erden-Magnete in Verbraucheranwendungen zu ersetzen.
Die Datenbank enthält bereits mehr als 67.000 magnetische Materialien, von denen 25 neuartige Verbindungen ihre Eigenschaften bei hohen Temperaturen behalten. Laut Suman Itani, Doktorand in Physik und Hauptautor der Studie, könnte diese beschleunigte Identifizierung von Materialien dazu beitragen, die Abhängigkeit von Seltenen Erden zu verringern, die Kosten für Elektrofahrzeuge zu senken und die industrielle Basis zu stärken.
Professor Jiadong Zang, Mitautor der Arbeit, gibt an, dass diese Methode eine der größten Herausforderungen in der Materialwissenschaft angeht: nachhaltige Alternativen zu Permanentmagneten zu finden. Das Team ist vom Potenzial seiner Datenbank und KI-Technologien überzeugt, um dieses Ziel erreichbar zu machen.
Quelle: Nature Communications