Легирование — это процесс изменения состава материалов путем добавления новых элементов для улучшения их физических, химических или механических свойств. Это широко применяется как в науке, так и в промышленности, например, для повышения прочности или устойчивости металлов к коррозии. Однако моделирование и прогнозирование свойств новых материалов остаются сложной задачей. При добавлении новых элементов в сплавы до сих пор трудно предсказать, как изменится их структура и какие дефекты могут возникнуть.

Железо-родиевые сплавы обладают перспективами для создания «магнитных» холодильников, способных достигать крайне низких температур без использования традиционных теплоносителей. Кроме того, они рассматриваются для применения в медицине, в частности для точечной доставки лекарств, что позволяет более эффективно лечить с минимальными побочными эффектами.

Новый метод, разработанный российскими учеными, использует квантово-механические расчеты и методы машинного обучения. В рамках проекта, начатого в 2023 году, команда создала вычислительный пайплайн для анализа энергетических характеристик сплавов с добавлением третьего элемента. Также был разработан датасет, который может быть использован для обучения нейросетей и анализа других сплавов.

«Новизна нашего подхода в том, что мы рассмотрели термодинамические характеристики тернарных сплавов на основе железа-родия, а модель прогнозирования этих свойств является интерпретируемой. Метод позволяет определить, насколько энергетически выгодно замещать железо или родий, демонстрируя хороший баланс между точностью и затратами, и будет полезен российским учёным в разных областях», — отметил Артур Кадурин, руководитель научной группы «Глубокое обучение в науках о жизни» Института AIRI.