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成功突破噪声干扰,“AI + 电子显微镜”揭示纳米颗粒隐藏运动

作者:清源
2025-03-08 05:15
通过结合人工智能与电子显微镜,研究人员成功突破噪声干扰,实现对原子级变化的可视化。这一突破有望让科学家更深入地理解纳米颗粒在不同条件下的行为,从而推动工业技术革新和科学研究进展。

据外媒 ScitechDaily 3 月 6 日报道,科学家开发了一种革命性的 AI 技术,能够揭示纳米颗粒的隐藏运动,对材料科学、制药和电子领域至关重要。

通过结合人工智能与电子显微镜,研究人员成功突破噪声干扰,实现对原子级变化的可视化。这一突破有望让科学家更深入地理解纳米颗粒在不同条件下的行为,从而推动工业技术革新和科学研究进展。

科学家研发出一项新技术,能够清晰展示纳米颗粒随时间变化的轨迹。结合人工智能与电子显微镜,实现了纳米颗粒在不同环境下的精确可视化。有关结果已经在《科学》杂志社发表,点此前往

纽约大学数据科学中心主任、数学与数据科学教授 Carlos Fernandez-Granda 表示,“纳米催化系统对社会影响深远。据估计,全球 90% 的制造产品在生产过程中涉及催化反应。我们开发的 AI 技术,为探索材料的原子级动态提供了全新视角。”

成功突破噪声干扰,“AI + 电子显微镜”揭示纳米颗粒隐藏运动

AI在线注:如图所示,左侧图像展示的是电子显微镜拍摄的铂纳米颗粒,其空间分辨率足以呈现单个原子。然而,由于成像速度极快,画面受到严重噪声干扰,但高速采集对研究纳米颗粒表面的动态行为至关重要。右侧图像则是 AI 处理后的结果,该系统可有效去除噪声,清晰展现纳米颗粒的原子结构。

该研究由亚利桑那州立大学、康奈尔大学和爱荷华大学合作完成,结合电子显微镜与 AI,让科学家得以以前所未有的精度和速度观察分子结构及其运动,精确度达到十亿分之一米

亚利桑那州立大学材料科学与工程教授 Peter A. Crozier 解释说,电子显微镜能提供极高的空间分辨率,但由于纳米颗粒的原子结构在化学反应中变化迅速,必须高速采集数据才能理解其功能。这导致测量数据噪声极大。“而我们开发的 AI 方法能自动去除噪声,使原子级动态清晰可见。”

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