近日,哈佛大學(xué)聯(lián)合三星、MIT篩選出超過1000個用于有機發(fā)光二極管(OLED)的藍光分子,該新型材料如果應(yīng)用在OLED當(dāng)中,能大幅降低其生產(chǎn)成本,并能提升OLED屏的性能。
研究人員們開發(fā)了一個由于計算機輔助的分子太空梭(Molecular Space Shuttle)篩選流程,該流程結(jié)合了實驗化學(xué)、機器學(xué)習(xí)、化學(xué)信息學(xué),可以快速找出高于產(chǎn)業(yè)標準的新型OLED分子。
該小組負責(zé)人Aspuru-Guzik說到,一直以來,研究人員認為有機發(fā)光分子應(yīng)該來自一個范圍很小、人們很難發(fā)現(xiàn)的分子領(lǐng)域。但通過精密的分子構(gòu)建器,同時配合最先進的機器學(xué)習(xí)技術(shù),他們發(fā)現(xiàn)了高性能的藍光OLED材料。
根據(jù)項目研究人員介紹,要想降低OLED生產(chǎn)成本,其最大的挑戰(zhàn)是發(fā)出藍光。
OLED跟LCD一樣也需要綠、紅、藍三種顏色的子像素組合來實現(xiàn)屏幕中的所有顏色,但目前存在的問題是,有機分子很難有效地發(fā)出藍光。為了提升藍光強度,OLED制造商會使用一些過渡金屬(比如銥)憑借磷光現(xiàn)象( phosphorescence)增強分子,從而生產(chǎn)出一種有機金屬分子。但這一解決方案成本過高,而且并不能保證藍光的穩(wěn)定性。
因此Aspuru-Guzik和他的團隊想要完全使用有機分子取代這些有機金屬化合物。首先研究人員建立了一個超過160萬個候選分子的分子庫,為了縮小范圍,哈佛大學(xué)計算機科學(xué)助理教授 Ryan Adams帶領(lǐng)研究團隊開發(fā)出新型的機器學(xué)習(xí)算法來預(yù)測哪種分子能產(chǎn)生較好的結(jié)果,并優(yōu)先對這些分子進行虛擬測試。通過這種方式,將搜索計算成本減少了十倍以上。他們總結(jié)說,化學(xué)和機器學(xué)習(xí)的結(jié)合讓研究人員更容易地預(yù)測分子的顏色和亮度。
Adams提到,機器學(xué)習(xí)已經(jīng)開始被用于大量的科學(xué)領(lǐng)域,機器學(xué)習(xí)與各學(xué)科之家的協(xié)作不僅有助于促進計算機科學(xué)的發(fā)展,同時也能開發(fā)更多新材料。
為了更精確地找出這些超級分子,研究人員結(jié)合理論模型和實驗實踐建立了一個網(wǎng)頁應(yīng)用,讓合作人員研究超過50萬條量子化學(xué)模擬結(jié)果。這一階段完成之后,該團隊得到了數(shù)百種性能表現(xiàn)和當(dāng)前最佳的無金屬 OLED相當(dāng)?shù)姆肿印?/p>
從目前看來,這些分子還不能直接進行商用,但隨著此項技術(shù)的發(fā)展,未來很有可能為OLED顯示屏地更迭起到非常大的推動力。(來源:LCD液晶網(wǎng))