导航相图复杂性以指导机器人无机材料合成
材料科学
2024-04-10 v2
摘要
高效的合成方案既需要简化复杂材料的制造，也需要加速理论预测材料的实现。多组分氧化物的固态合成常因不期望的副产物相而受阻，这些副产物相可在动力学上将反应捕获于不完全的非平衡态。我们提出了一种热力学策略，用于导航高维相图以寻找可规避低能竞争副产物、同时最大化反应能以驱动快速相变动力学的先驱体。利用机器人无机材料合成实验室，我们对先驱体选择原则进行了大规模实验验证。针对一组具有插层电池正极与固态电解质代表性的35个目标四元氧化物，我们进行了跨越27种元素、使用28种独特先驱体的224个反应。与传统先驱体起步相比，我们预测的先驱体常能产出具有更高相纯度的目标材料。机器人实验室为数据驱动的实验科学提供了令人振奋的新平台，从中我们可为机器与人类化学家发展材料合成的新见解。
引用
@article{arxiv.2304.00743,
title = {Navigating phase diagram complexity to guide robotic inorganic materials synthesis},
author = {Jiadong Chen and Samuel R. Cross and Lincoln J. Miara and Jeong-Ju Cho and Yan Wang and Wenhao Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00743},
year = {2024}
}