突破性的全球研究发现21种新型激光材料

bjylkjyxgs4个月前新闻资讯107
摘要:

来自全球五个实验室的六个研究小组利用自动驾驶实验室,大大缩短了材料发现的时间,从数年缩短到几个月。有机固态激光器(OSL)凭借其灵活性、色彩可调性和高效率,为各种应用提供了巨大潜力。

Laser-Glass-Material-Concept.jpg

尽管如此,生产有机固态激光器仍具有挑战性,要确定可行的新材料,可能需要进行 15 万次以上的实验,因此充分探索这一领域可能需要花费许多人的一生。事实上,在过去的几十年中,仅有 10-20 种新型 OSL 材料通过了测试。

多伦多大学加速联盟的研究人员接受了这一挑战,并利用自驱动实验室(SDL)技术,在几个月内就合成并测试了 1000 多种潜在的 OSL 材料,并发现了至少 21 种性能最佳的 OSL 增益候选材料。

SDL 使用人工智能和机器人合成等先进技术来简化新型材料的鉴定过程,这里指的是具有特殊发光特性的材料。迄今为止,SDL 通常局限于一个地理位置的一个物理实验室。发表在《科学》(Science)杂志上的这篇题为《有机激光发射器的异地异步闭环发现》(Delocalized Asynchronous Closed-Loop Discovery of Organic Laser Emitters)的论文,展示了研究团队如何利用分布式实验的概念,即在不同的研究地点分工合作,更快地实现共同目标。来自加拿大多伦多和温哥华、苏格兰格拉斯哥、美国伊利诺伊和日本福冈的实验室参与了这项研究。

science.adk9227-fa.jpg

分布式实验的优势

通过这种方法,每个实验室都能贡献自己独特的专业知识和资源--这最终为项目的成功发挥了关键作用。这种由云平台管理的分散式工作流程不仅提高了效率,还能快速复制实验结果,最终实现了发现过程的民主化,并加速了下一代激光技术的开发。

"这篇论文表明,闭环方法可以去局部化,研究人员可以从分子状态一直深入到设备,你可以加速发现商业化进程中非常早期的材料,"加速联合会主任Alán Aspuru-Guzik博士说。"该团队设计了一个从分子到设备的实验,最终设备在日本制造。这些装置在温哥华进行了放大,然后转移到日本进行表征。"

这些新型材料的发现标志着分子光电子学领域的重大进展。它为增强 OSL 器件的性能和功能铺平了道路,并为未来材料科学和自动驾驶实验室领域的脱域发现活动开创了先例。

编译来源:ScitechDaily

DOI: 10.1126/science.adk9227

相关文章

科学家从月球观测过程中洞察气候变迁

科学家从月球观测过程中洞察气候变迁

摘要:国际空间站最近拍摄的一张照片捕捉到了月球的新月和地球的阳光,为美国国家航空航天局(NASA)的CERES项目所强调的地球反照率下降和气候趋势提供了启示。自从美国国家航空航天局在 1969 年的阿...

研究人员制造出混合大脑:让一个物种的神经元帮助另一个物种

研究人员制造出混合大脑:让一个物种的神经元帮助另一个物种

摘要:新研究表明,在小鼠胚胎中加入大鼠干细胞可产生"混合大脑",当小鼠的嗅觉被移除时,大鼠细胞会介入恢复其功能。这是首次使用一种动物的细胞来挽救另一种动物的感官,代表着再生医学向前...

科学家用四十年前三文鱼罐头中的线虫回溯海洋环境变迁

科学家用四十年前三文鱼罐头中的线虫回溯海洋环境变迁

摘要:科学家们利用鲑鱼罐头研究蛔虫,评估了阿拉斯加海洋生态系统四十年来的变化,揭示了生态健康和环境立法的影响。阿拉斯加水域是鲑鱼的重要渔场。复杂的海洋食物网是这一渔业的基础和支撑,科学家们想知道气候变...

含孢子的加强型塑料进入垃圾填埋场后还会吃掉自己

含孢子的加强型塑料进入垃圾填埋场后还会吃掉自己

摘要:塑料污染是我们最紧迫的环境问题之一,科学家们展示了一种创造性的解决方案。在塑料中植入了吃塑料的细菌孢子,当塑料被丢弃到垃圾填埋场时,这些细菌孢子就会被激活,在五个月的时间里,90%的塑料都会被生...

"花式线头"可在人体需要的地方释放药物

"花式线头"可在人体需要的地方释放药物

摘要:口服或注射药物的问题之一在于药物最终会在血液中流动。这意味着需要相对较高的剂量才能确保有足够的药物到达目标目的地。而剂量越大,药物就越有可能引起不必要的副作用,尤其是当药物进入人体不需要的部位时...

全球第2位猪肾移植者摘除猪肾:供血不足 肾脏严重损伤

全球第2位猪肾移植者摘除猪肾:供血不足 肾脏严重损伤

摘要:全球第二例接受基因编辑猪肾移植的患者丽莎·皮萨诺,在移植47天后,猪肾因血压不足导致肾脏严重损伤,最终选择切除。据悉,皮萨诺女士的病例尤为特殊,她是全世界首例同时接受人工机械心脏和基因工程猪肾组...