Химики МГУ с помощью ИИ предсказали спектры сложных органических молекул

Исследователи химического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (МГУ) разработали инновационный алгоритм, позволяющий предсказывать инфракрасные спектры полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Эти сложные органические молекулы встречаются как в дыме от сжигания топлива, так и в далеких межзвездных облаках. Результаты лабораторной работы специалистов опубликованы в Journal of Chemical Information and Modeling.

ПАУ, состоящие из двух или более соединенных бензольных колец, образуются в результате природных и антропогенных процессов, таких как сжигание топлива и мусора. Их присутствие в экосистемах и космосе вызывает интерес ученых, поскольку существование этих молекул может быть связано с зарождением жизни в ранние времена Земли. Тем не менее, задача выделения их сигналов в данных сложна из-за неопределенности в наличии экспериментально известных спектров для большинства молекул.

В новом исследовании химики МГУ применили методы машинного обучения для более точного предсказания ИК-спектров ПАУ, учитывая заряд молекул. Один из авторов исследования, аспирант Бабкен Бегларян, подчеркивает, что до сих пор недостаточно данных для адекватного обучения алгоритмов, особенно для молекул с гетероатомами, такими как азот и кислород, которые могут значительно изменять спектры.

Применение разработанной модели позволяет решать задачи, связанные с предсказанием спектров как нейтральных, так и ионизованных молекул ПАУ, что способствует более точному анализу состава межзвездных сред и атмосфер планет. По словам соавтора исследования Александра Закускина, полученные результаты могут улучшить понимание как химических процессов на Земле, так и в астрономии.

]]>