فريق بحثي من جامعة ماريلاند، مقاطعة بالتيمور (UMBC) نشر في مجلة Journal of Materials Chemistry نتائج مبتكرة طوّروا فيها طريقة مدفوعة بالبيانات للتنبؤ بالمواد ثنائية الأبعاد الكهروحديدية (ferroelectric) الجديدة. القيادة المشتركة للدراسة كانت لطالب الدكتوراه في الكيمياء Peng Yan وأستاذ مساعد Joseph Bennett، ومن المتوقع أن توفر هذه الطريقة دعماً حاسماً للمواد اللازمة لتطوير الجيل القادم من الأجهزة الإلكترونية.

ركّز الفريق على المركبات الطبقية فان دير فالس من مجموعة الكالكوجينيدات الفسفورية، ودمجوا بين تعدين البيانات وتحليل الرسوم البيانية الكمومية للهياكل والنمذجة الحاسوبية، ليضعوا نظاماً جديداً للتنبؤ بالمواد. يقول Peng Yan: «لقد طوّرنا قواعد تصميم كيميائية للتنبؤ بهذه المواد». نجحت الطريقة في تحديد 83 مادة مرشحة محتملة، وقد تم بالفعل تصنيع بعضها وتأكيدها تجريبياً في المختبر.

أبرز الإنجازات في هذه الدراسة:

• إنشاء نموذج يربط خصائص المواد بالمعايير الذرية
• تطوير خوارزمية آلية للتصنيف والفرز
• تحقيق ربط فعّال بين التنبؤ النظري والتحقق التجريبي

يقول البروفيسور Bennett: «هذه الطريقة تشبه امتلاك كتاب وصفات لمواد لم تُكتشف بعد، وستوفر وقتاً هائلاً في البحث والتطوير». المواد المتوقعة لها إمكانيات تطبيقية في الذواكر غير المتطايرة وأجهزة الاستشعار الدقيقة وغيرها. الخطوة القادمة للفريق هي استخدام الحوسبة عالية الإنتاجية لتحليل خصائص المواد بعمق، بالتعاون مع جامعة ماريلاند في كوليج بارك لتعزيز الأبحاث التجريبية.