Благодаря новаторскому сочетанию машинного обучения и атомно-силовой микроскопии исследователи из Китая раскрыли молекулярную структуру поверхности «предварительно растаявшего» льда, разгадав давнюю загадку, связанную с жидкоподобным слоем, образующимся на ледяных поверхностях. Как подробно описано в исследовании, опубликованном в журнале Physical Review X, этот подход также может быть более широко применен для выявления особенностей поверхности, которые слишком сложны для разрешения с помощью существующих методов микроскопии. Общие сведения о предплавлении и его значении Хотя лед имеет четко определенную температуру плавления, на его поверхности может образовываться тонкий, похожий на жидкость слой даже при температурах значительно ниже нуля. Этот эффект, известный как «предварительное плавление», впервые был отмечен более 170 лет назад Майклом Фарадеем в ходе его тщательных наблюдений за таянием льда. С тех пор этот эффект широко исследовался на предмет его влияния на такие свойства, как трение, химическая реактивность и химия атмосферы, и был использован в самых разных областях, от криоконсервации до фигурного катания. Однако, «несмотря на эту долгую историю, микроскопическая структура предварительно расплавленного слоя остается плохо изученной», — говорит Цзяни Хун из Пекинского университета, один из соавторов исследования. «Это во многом связано с тем, что экспериментальный доступ к неупорядоченным межфазным структурам и их динамике на атомном уровне чрезвычайно затруднен». Достижения в области обработки изображений и машинного обучения В своей предыдущей работе команда Хонга под руководством Лимэй Сюй из Пекинского университета добилась значительных успехов в разработке метода изучения структуры поверхности льда на начальной стадии предплавления. Их подход включал атомно-силовую микроскопию (АСМ): метод, который собирает информацию путем перемещения крошечного механического зонда по поверхности образца. Сканируя зонд на контролируемом расстоянии над поверхностью, прибор преобразует мельчайшие изменения силы, действующей на кончик зонда, в электрический сигнал, что позволяет исследователям составлять карты топологических поверхностных ландшафтов вплоть до атомного масштаба. Однако при наблюдении за тонкими особенностями, проявляющимися в процессе предварительного плавления, даже такого уровня разрешения недостаточно. Поскольку АСМ по своей природе чувствительна к поверхности, она не может полностью восстановить трехмерные атомные структуры неупорядоченных поверхностей только на основе поверхностного контраста. В своем последнем исследовании команда Сюй решила эту задачу, объединив данную методику с системой машинного обучения , специально обученной для обнаружения этих особенностей. Для обучения алгоритма они использовали моделирование молекулярной динамики , дополненное реалистичным экспериментальным шумом. Благодаря такому подходу им наконец удалось реконструировать особенности поверхности на молекулярном уровне, которые невозможно было выявить с помощью АСМ или предсказать только на основе моделирования. «Эти экспериментально полученные структуры могут служить реалистичными отправными точками для моделирования, позволяя нам исследовать динамику межфазных границ и фазовые переходы, которые ранее были недоступны», — объясняет Хонг. Открытие аморфного поверхностного слоя В диапазоне температур от –152 °C до –93 °C новые модели впервые показали, что на поверхности льда образуется «аморфный» слой , в котором лед еще находится в твердом состоянии, но молекулы воды в нем не имеют упорядоченной кристаллической структуры, характерной для обычного кристаллического льда. «Этот слой демонстрирует сильное топологическое нарушение порядка, сохраняя при этом динамику, характерную для твердого тела, и постепенно превращается в квазижидкий слой по мере повышения температуры», — объясняет Хонг. Исследователи уверены, что их открытие переосмысливает микроскопическую картину льда до его растопления и открывает совершенно новый взгляд на то, как растет и развивается его кристаллическая поверхность при температурах значительно ниже нуля. Однако, помимо решения этой давней загадки, они также надеются, что их новая методика может быть более широко применена для фиксации трудноуловимых особенностей поверхности. «Система АСМ, основанная на машинном обучении, предоставляет мощный инструмент на атомном уровне для исследования неупорядоченных интерфейсов, фазовых переходов и дефектов материалов, имеющий широкий потенциал применения в каталитических интерфейсах, функциональных материалах и биологических системах», — говорит Хонг....
Сообщает android-robot.com
Новость из рубрики: Технологии, Наука
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- Соцсеть «ВКонтакте» запустила групповые видеозвонки...
- Компания Apple зарегистрировала 9 новых моделей iPhone...
- В первой половине 2025 года Контактный центр Azercell принял более 2,5 миллиона обращений...
- Почему стоит выбрать интернет-магазин косметики Romanovamakeup?...
- Можно ли использовать домашний адрес как юридический?...
- Официальный визит президента ОАЭ Мухаммеда Аль Нахайяна в Россию завершен...
23:56, 23 Дек Антарктическая донная вода у мыса Дарнли может ослабнуть из-за таяния льда — Earth В глубинах Южного океана формируется водная масса, от которой зависит циркуляция всего Мирового океана. Один из ключевых участков этого процесса — мыс Дарнли в Восточной Антарктиде, где зимой рождается антарктическая донная вода. Компьютерное модели...
04:56, 21 Фев Машинное обучение помогает решить центральную проблему квантовой химии Применяя новые методы машинного обучения к исследованиям в области квантовой химии, ученые Гейдельбергского университета добились значительных успехов в вычислительной химии. Они совершили крупный прорыв в решении многолетней дилеммы квантовой химии...
17:13, 19 Янв Правильный выбор днища колодца — это важный этап строительства, который нельзя игнорировать При строительстве инженерных сооружений, связанных с водоснабжением, канализацией или дренажными системами, особое внимание уделяется каждому конструктивному элементу. Колодцы используются в частном и промышленном строительстве, на коммунальных сетя...
01:56, 15 Фев Машинное обучение раскрывает скрытые аспекты надежного хранения информации В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters , исследователи использовали машинное обучение для обнаружения нескольких новых классов двумерных запоминающих устройств — систем, способных надежно хранить информацию, несмотря ...
22:56, 07 Авг Платформа может сделать машинное обучение более прозрачным и доступным То, что начиналось как докторский проект, превратилось в веб-сайт, ежегодно посещаемый 120 000 уникальных посетителей. С помощью платформы OpenML исследователь Ян ван Рейн вносит вклад в развитие открытой науки, стремясь сделать машинное обучение бо...
20:56, 25 Дек Машинное обучение помогает роботам четко видеть в полной темноте с помощью инфракрасного излучения От зон стихийных бедствий до подземных туннелей — роботов все чаще отправляют туда, куда людям небезопасно. Но во многих из этих мест отсутствует естественное или искусственное освещение, что затрудняет эффективную работу роботизированных систем, ко...
13:56, 20 Сен Обучение модели DeepSeek R1 обошлось в сотни раз дешевле, чем обучение базовых моделей OpenAI: названа точная сумма Китайский разработчик DeepSeek заявил, что потратил 294 000 долларов на обучение своей модели R1, что значительно меньше показателей, озвученных американскими конкурентами. В начале года DeepSeek произвела фурор со своей новой моделью, с тех пор ком...
13:56, 01 Окт Павел Дуров ответил на тюремную загадку про два стула В новом интервью Лексу Фридману Павел Дуров поделился своим взглядом на известную тюремную загадку про два стула (с "пиками точёными" и фаллосами). По мнению 40-летнего предпринимателя, правильный ответ не в том, чтобы выбрать один из двух одинаково...
05:56, 06 Мар Российские биологи разгадали структуру белка при болезнях Альцгеймера В пресс-службе Института цитологии РАН (ИНЦ РАН) сообщили, что ученые впервые описали строение так называемых «коротких олигомеров» актина. Это особые структуры одного из самых распространённых белков в организме, которые накапливаются в клетках при...
01:56, 16 Дек Ученые: Пик таяния до 4 тыс ледников в год придется на середину века Скорость таяния ледников достигнет своего пика к середине века, составляя от двух до четырех тысяч ледников в год в зависимости от потепления, вычислили ученые. Пик сокращения числа ледников придется на середину нынешнего столетия, прогнозирует иссл...
10:56, 17 Фев Уже пора: как защитить дачу от таяния снега и не дать весеннему паводку 2026 года уничтожить ваш участок FreepikВесна — это не только подснежники, но и миллионы тонн воды, готовые превратить ваш газон в болото. Главный триггер катастрофы — среднесуточная температура выше 5 °C, удерживающаяся пять дней подряд. Это точка невозврата: снежная масса начинае...
04:56, 24 Окт Xiaomi выпустила очиститель воды с функцией заморозки льда и нагрева Xiaomi выпустила многофункциональный очиститель воды. Новое устройство объединяет функции очистки воды, приготовления льда и мгновенного нагрева. ОсобенностиMijia Desktop Water Purifier Ice-Making Edition оснащён системой генерации льда переменной ч...
06:56, 08 Авг Антарктические каньоны усиливают таяние льда и рост уровня мирового океана Учёные сделали тревожное открытие: подо льдами Антарктиды прячется целая сеть из 332 каньонов, ранее неизвестных науке. Некоторые из них уходят вглубь Земли более чем на 4000 метров, что делает их одними из самых глубоких подводных форм рельефа, ког...
23:56, 21 Окт Xiaomi выпустила умный очиститель воды с функцией приготовления льда и моментального нагрева Xiaomi представила настольный очиститель воды Mijia Desktop Water Purifier Ice-Making Edition, который объединяет функции фильтрации, приготовления льда и моментального подогрева воды. Новинка уже доступна для покупки по цене около 632 долларов. Уст...
13:56, 25 Апр «Джеймс Уэбб» впервые обнаружил облака из водного льда в атмосфере далёкого аналога Юпитера Наблюдения экзопланеты Эпсилон Инди Ab показали неожиданные облака и заставили пересмотреть модели атмосфер газовых гигантовАстрономы из Института астрономии имени Макса Планка (Max Planck Institute for Astronomy, MPIA) сообщили о наблюдении, которо...
23:56, 12 Мар Ледяная планета оживает: ученые нашли секрет жидкой воды, скрытой под панцирем из вечного льда Климатическая летопись Земли полна драматических поворотов, но одним из самых пугающих эпизодов остается период "Земли-снежка", случившийся около 717 миллионов лет назад. В ту эпоху планета превратилась в гигантский ледяной шар, где суша была скован...
01:56, 05 Фев Лёгкий способ избавиться от льда на лобовом стекле за 30 секунд без скребка: готовлю копеечное средство и не "парюсь" всю зиму Прогород Утро, мороз, а на лобовом стекле — не иней, а полноценная ледяная броня. Знакомо? Рука сама тянется к скребку, хотя умом понимаешь: это битва на истощение, с риском поцарапать стекло. Но есть путь проще, быстрее и дешевле. Способ, который и...
12:56, 23 Авг Российские ученые ускорили обучение нейросетей В пресс-службе Высшей школы экономики сообщили, что специалисты вуза разработали подход, который повышает эффективность обучения генеративных потоковых нейросетей. Эти алгоритмы машинного обучения создают сложные объекты поэтапно и применяются для р...
07:56, 10 Авг Обучение торговле вместе с "Академией Форекс" Многим людям известно, что лучшей школой трейдинга считается «Академия Форекс». Именно она поможет сделать торговлю на Форекс прибыльной. Существует много факторов, которые нужно учитывать в трейдинге. Главное это знание технического и ф...
02:56, 08 Окт Мэттьюс с доходом 20,2 млн долларов – самый высокооплачиваемый игрок сезона НХЛ. Маккиннон – 2-й, Драйзайтль – 3-й, Шестеркин – 6-й, Овечкин – в топ-4 по доходам вне льда (Forbes) Forbes опубликовал рейтинг самых высокооплачиваемых игроков НХЛ в сезоне-2025/26. Возглавил топ-10 форвард « Торонто » Остон Мэттьюс, его совокупный доход оценивается в 20,2 миллиона долларов. 1. Остон Мэттьюс («Торонто») – 20,2 млн долларов (15,2 м...
06:56, 10 Сен Российские ученые улучшили обучение рекомендательных систем ИИ В пресс-службе Яндекса сообщили, что российские исследователи разработали подход, который позволяет повысить точность работы рекомендательных систем искусственного интеллекта (ИИ). Проверки показали, что использование новой методики увеличивает каче...
22:56, 07 Авг Семейное обучение: как пройти аттестацию легко и официально Выбор семейного образования для ребенка требует решения вопроса подтверждения знаний и получения документов об образовании без посещения обычной школы. Современные возможности обеспечивают комфортный процесс организации аттестации. Принцип семейного...
12:56, 08 Окт Обучение рабочим профессиям в Новосибирске: перспективы и возможности В последние годы наблюдается значительный рост интереса к обучению рабочим профессиям в Новосибирске. Это связано с изменениями на рынке труда, где высококвалифицированные специалисты становятся все более востребованными. Актуальные рабочие професси...
06:56, 30 Окт Власти Подмосковья улучшили обучение для детей-инвалидов Около 25 тысяч детей с ограниченными возможностями здоровья и инвалидностью получают образование в школах Московской области. Для совершенствования работы с ними губернатор Андрей Воробьев дал старт областной конференции, где директора и педагоги об...
20:56, 09 Ноя 21-я форма льда: открытый сверхплотный лёд, невидимый для классических методов, помогает точнее оценить условия, где могла зародиться внеземная жизнь Корейский институт стандартов и науки (KRISS) и международная команда физиков объявили об открытии Ice XXI — 21-й кристаллической фазы льда, образующейся при комнатной температуре под сверхвысоким давлением. Работа основана на прямом наблюдени...
07:56, 13 Апр Уфимский университет начал обучение для проекта самолета «Освей» Первая группа кадров для проекта современного 19-местного турбовинтового самолета для региональных авиалиний белорусского производства «Освей» проходит обучение в Уфимском университете науки и технологий (УУНиТ). Это 8 студентов-первокурсников и 10 ...
04:56, 08 Авг Эффект музыки на здоровье и обучение: исследования и практическое применение В последнее время все больше исследований показывают, что музыка может оказывать положительный эффект на здоровье и обучение. В данной статье будет рассмотрено, как музыка влияет на организм и ум, а также показано ее практическое применение в медици...
00:56, 04 Фев Учись и зарабатывай – как One World AI превращает обучение в прибыльную инвестицию Главная проблема большинства удаленных курсов обучения кроется не в самом материале, а в недостаточной мотивации. Студенту достается сложная тема, а он ждет ответа от куратора несколько часов. Теперь такая проблема решается быстро благодаря наличию ...
11:56, 15 Фев На Курском аккумуляторном заводе 138 сотрудников прошли обучение по бережливому производству Курский аккумуляторный завод продолжает участие в федеральном проекте «Производительность труда». В рамках программы 138 работников предприятия повысили квалификацию, пройдя практическое обучение на площадке «Фабрика процессов&raqu...
01:56, 22 Янв В школах Курской области введут обучение сборке и управлению беспилотниками В Курской области в школьную программу планируют включить занятия по сборке и управлению беспилотными летательными аппаратами. О запуске новой образовательной инициативы сообщил губернатор региона Александр Хинштейн. Обучение будет организовано в ра...
06:56, 12 Мар Никитин о ЦСКА: «Ребята мыслями уже в плей-офф. Фокусируемся на получении преимущества домашнего льда. Прививаем игрокам, чтобы не переживали, на каком мы месте, а отвоевывали его» Главный тренер ЦСКА Игорь Никитин высказался о победе в матче против «Сочи». Клуб из Москвы обыграл «Сочи» в перенесенном матче регулярного чемпионата со счетом 2:1. Игра началась со второго периода. На данный момент команда Никитина идет 4-й на Зап...
12:56, 10 Мар Обучение глубокого ИИ становится более стабильным за счет прогнозирования собственных ошибок Искусственный интеллект теперь играет в го, рисует и даже общается, как человек. Однако остается одно существенное различие: для работы ИИ требуется гораздо больше электроэнергии, чем человеческому мозгу. Ученые давно задаются вопросом: «Как мозг мо...
00:56, 06 Дек Дистанционное обучение в Москве: как выбрать качественную программу и эффективно учиться удалённо Дистанционное обучение в Москве за последние годы превратилось из вспомогательной опции в полноценную и востребованную форму образования для школьников, студентов и взрослых профессионалов. В условиях высокой динамики рынка труда, необходимости пост...
00:56, 06 Мар Обучение использованию ИИ может сыграть решающую роль в борьбе с растущим числом мошеннических схем Новое исследование Университета Абертей показывает, что наиболее эффективный способ защиты людей от мошенничества с использованием голосов ИИ — это не традиционные предупреждающие сообщения, а информирование людей о том, насколько продвинутыми и дос...
11:57, 03 Фев Экскурсия для школьников в Подмосковье — это не просто поездка, а полноценный образовательный проект, который объединяет обучение, развитие и яркие впечатления Экскурсии для школьников давно перестали быть просто выездом за пределы школы. Сегодня это важная часть образовательного процесса, которая помогает детям лучше усваивать учебный материал, расширять кругозор и формировать живой интерес к истории, кул...