为我们的社会提供新鲜的饮用水是一项通过多方努力而持续存在的挑战。尽管水覆盖了地球表面的 71%，但世界上仍有超过 25 亿人每月至少无法获得一次淡水。对于 Amir Barati Farimani 和他的团队来说，解决这个问题意味着改进海水淡化过程，去除对人体不利的盐分或离子。

机械工程助理教授 Barati Farimani 解释说：“离子非常小，如果你想去除它们，你需要将水煮沸、蒸发和冷凝，或者将其推过充满非常细孔的膜。”在卡内基梅隆大学。

目前的海水淡化和分离过程非常能源和时间效率低下。为了解决这个问题，Barati Farimani 和他的团队研究了使用人工智能(AI) 代理在一周内设计出一种可能需要数十年时间的改进方法。“理想情况下，”他解释说，“最好的膜应该是一个原子厚，比如石墨烯，单层片。”

然而，纳米孔的几何形状对其性能有显着影响，配置最优化的纳米孔膜需要很长时间。AI 代理将决定应从石墨烯膜中顺序去除哪些原子，从而为脱盐过程创建最有效的孔几何形状。

“我们发现的最令人兴奋的事情是，孔隙的几何形状是分形的，这表明与孔隙面积相比，需要更多的周长才能改善分离和脱盐。”

该团队的研究成果发表在npj 2D Materials and Applications杂志上。

他们的技术将对海水淡化公司、分离技术和化学工程工厂等产生重大影响。

Barati Farimani 认为，这项研究也将改变大量参与该过程的纳米技术的游戏规则，“目前的优化需要很长时间，而且非常昂贵。AI 代理将给出如何设计最佳膜的指示结果，节省了数天的实验时间。”

最终，这项技术可用于水中的其他重要去除过程，例如去除水中的病毒和细菌等其他有害颗粒。

基本的人工智能代理将允许其用户确定用于海水淡化和分离的最佳膜，从而将其应用扩展到多个学科。每个人都可以访问这些代码，并且可以在网上找到这些代码。