Sfruttando la potenza dell’intelligenza artificiale, ricercatori del MIT hanno sviluppato un modello computazionale in grado di predire rapidamente la struttura dello stato di transizione di una reazione chimica. Lo stato di transizione è un momento fugace durante una reazione in cui le molecole raggiungono una soglia di energia, oltre la quale la reazione deve procedere. Questo stato critico è difficile da osservare sperimentalmente, ma comprendere la sua struttura è fondamentale per progettare catalizzatori e predire gli esiti delle reazioni.
Tradizionalmente, le strutture degli stati di transizione venivano calcolate utilizzando tecniche di chimica quantistica, che sono intensivi dal punto di vista computazionale e richiedono molto tempo. Tuttavia, il team del MIT ha sviluppato un approccio alternativo utilizzando l’apprendimento automatico. Il loro modello può calcolare le strutture degli stati di transizione in pochi secondi, riducendo significativamente il tempo e le risorse necessarie per le previsioni.
Per addestrare il loro modello, i ricercatori hanno utilizzato metodi di calcolo quantistico per generare dati su reagenti, prodotti e stati di transizione per migliaia di diverse reazioni chimiche. Il modello ha appreso la distribuzione sottostante di queste strutture ed è ora in grado di generare le strutture degli stati di transizione per nuovi reagenti e prodotti.
L’accuratezza del modello è stata testata prevedendo le strutture degli stati di transizione per oltre 1.000 reazioni che non facevano parte dei dati di addestramento. Le soluzioni del modello sono risultate accurate entro 0,08 angstrom rispetto alle strutture generate utilizzando tecniche quantistiche tradizionali.
I ricercatori sperano di perfezionare ulteriormente il loro modello incorporando componenti aggiuntive come catalizzatori. Questo avanzamento nella previsione delle strutture degli stati di transizione potrebbe rivoluzionare il campo della chimica consentendo lo sviluppo più veloce di nuove reazioni, catalizzatori e prodotti. Potrebbe anche far luce sulle reazioni chimiche che si verificano naturalmente e che contribuiscono all’evoluzione della vita sulla Terra.
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