27 مرداد 1405

هوش مصنوعی، زمان تجزیه پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر را پیش‌بینی می‌کند

دسته بندی ها: اخبار ، درجریان

پژوهشگران دانشگاه کشاورزی آتن (Agricultural University of Athens) با همکاری پروژه اروپایی ANIPH، ابزار جدیدی مبتنی بر هوش مصنوعی و یادگیری ماشین توسعه داده‌اند که می‌تواند سرعت تجزیه پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر را در شرایط مختلف محیطی با دقت بالا پیش‌بینی کند. این دستاورد می‌تواند نقش مهمی در طراحی نسل جدید مواد پلیمری پایدار و کاهش هزینه‌های آزمایشگاهی ایفا کند.

در این پژوهش، تمرکز بر پلیمر PHBV (پلی(۳-هیدروکسی‌بوتیرات-کو-۳-هیدروکسی‌والرات)) بوده است؛ یکی از شناخته‌شده‌ترین پلیمرهای زیست‌پایه و زیست‌تخریب‌پذیر که در صنایع بسته‌بندی، تجهیزات پزشکی و محصولات دوستدار محیط‌زیست کاربرد فراوانی دارد. پژوهشگران با گردآوری ۱۴۶۷ داده آزمایشگاهی از شرایط واقعی و کنترل‌شده، مدل‌های یادگیری ماشین را آموزش داده و عملکرد آن‌ها را ارزیابی کردند.

نتایج نشان داد مدل‌های توسعه‌یافته، از جمله Random Forest و XGBoost، توانسته‌اند با دقتی بیش از ۹۲ درصد میزان کاهش جرم این پلیمر در اثر تجزیه زیستی را پیش‌بینی کنند. این موضوع نشان می‌دهد که استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند جایگزین مناسبی برای بخشی از آزمایش‌های زمان‌بر و پرهزینه در حوزه توسعه مواد پلیمری باشد.

بر اساس نتایج این تحقیق، سه عامل بیشترین تأثیر را بر سرعت تجزیه پلیمر دارند:

  • مدت زمان قرارگیری ماده در محیط
  • نوع محیط تجزیه (خاک، آب شیرین، آب دریا یا کمپوست)
  • درصد هیدروکسی‌بوتیرات (HB) در ساختار پلیمر

پژوهشگران همچنین این مدل را در قالب یک سامانه آنلاین در اختیار جامعه علمی قرار داده‌اند تا محققان و صنایع بتوانند پیش از تولید، رفتار زیست‌تخریب‌پذیری فرمولاسیون‌های مختلف PHBV را پیش‌بینی کرده و فرآیند طراحی مواد جدید را با سرعت و دقت بیشتری انجام دهند.

تحلیل انجمن علوم و مهندسی پلیمر ایران

این پژوهش نمونه‌ای از ورود هوش مصنوعی به حوزه مهندسی پلیمر است. استفاده از مدل‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی رفتار مواد می‌تواند زمان توسعه محصولات جدید را کاهش داده، هزینه‌های تحقیق و توسعه را به میزان قابل توجهی کم کند و مسیر طراحی پلیمرهای پایدار و دوستدار محیط‌زیست را هموارتر سازد. انتظار می‌رود در سال‌های آینده، ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی به بخش جدایی‌ناپذیر فرآیند طراحی، انتخاب مواد و ارزیابی عملکرد پلیمرها در صنایع مختلف تبدیل شوند.

منبع خبر

مقاله علمی:
Marianna I. Kotzabasaki et al.
A Data-Driven Framework for Predicting PHBV Biodegradation-Induced Weight Loss Based on Laboratory and Real-Environment Condition Tests
Polymers, 2026.
DOI: 10.3390/polym18070897

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *