Machine learning-accelerated discovery of covalent organic frameworks for hydrogen peroxide photosynthesis

合理设计 计算机科学 化学 过氧化氢 特征(语言学) 共价键 代表(政治) 光合作用 传感器融合 编码(内存) 生物系统 生化工程 人工智能 共价有机骨架 机器学习 产量(工程) 光催化 分子 支持向量机 均方误差 口译(哲学) 数据挖掘 特征选择 氢键 纳米技术 训练集 融合
作者
Xiaoke Jia,Li Chen,Kun Xiong,Yujie Wang,Linjie Zhou,Xiaohui Xu,Shuang Li,Mao Wang,Arne Thomas,Chong Cheng
出处
期刊:Nature Synthesis [Springer Nature]
被引量:1
标识
DOI:10.1038/s44160-026-01037-0
摘要

Abstract Covalent organic frameworks (COFs) are promising photocatalysts for hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) production, yet their rational design remains challenging. Although machine learning has advanced the prediction of properties of porous materials, its application to COF-based photocatalysis faces two major challenges: the representation of multilevel structural features and the limited availability of training datasets. Here we present a comprehensive computational framework, termed ‘information co-evolution’, that accelerates the discovery of efficient COF structures for H 2 O 2 photosynthesis. This framework integrates two pathways: to mitigate data limitations, we introduce data augmentation techniques and ensemble modelling; concurrently, to address the structural encoding challenge, we introduce a cross-level feature fusion strategy that integrates these fragment descriptors with mechanism-driven physical descriptors. These strategies collectively reduced the validation root mean square error from 4.70 to 3.31. Among over 10,000 candidates, our framework can successfully identify high-performance COFs for H 2 O 2 photosynthesis, for example, COF-343 achieves a H 2 O 2 photosynthetic rate of 12,978.7 μmol h −1 g −1 . The model interpretation further unveiled critical structural motifs, offering information for the rational design of COF photocatalysts beyond traditional trial-and-error methods.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
哈哈哈哈酷酷酷完成签到,获得积分20
刚刚
lalala应助失眠的万言采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
zx598376321完成签到,获得积分0
刚刚
kingripple完成签到,获得积分10
刚刚
初学者完成签到,获得积分10
1秒前
ElaRay发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
lqz完成签到,获得积分10
2秒前
淡淡千风完成签到,获得积分10
2秒前
lll发布了新的文献求助10
2秒前
露露完成签到,获得积分10
2秒前
mahuahua完成签到,获得积分10
3秒前
xwhl完成签到,获得积分10
3秒前
大白不白完成签到,获得积分10
3秒前
绿绿完成签到,获得积分10
3秒前
桃花落完成签到,获得积分10
3秒前
凶狠的绿兰完成签到,获得积分10
4秒前
Mira完成签到,获得积分10
4秒前
拽根大恐龙完成签到,获得积分10
4秒前
huax完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
微笑的可乐完成签到,获得积分10
4秒前
pigpromax完成签到,获得积分10
4秒前
神志不清的衾完成签到,获得积分10
4秒前
YYL完成签到,获得积分10
6秒前
你是我的唯一完成签到,获得积分10
6秒前
余香完成签到,获得积分10
6秒前
TINGFENGDEREN完成签到,获得积分10
6秒前
Ava应助AKYDXS采纳,获得10
7秒前
G蛋白偶联发布了新的文献求助10
7秒前
小野狼完成签到,获得积分0
7秒前
ElaRay完成签到,获得积分10
7秒前
可靠的幼荷完成签到,获得积分20
8秒前
桐桐应助1111采纳,获得10
8秒前
8秒前
瘦瘦白云完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
zzz发布了新的文献求助20
9秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6534959
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8328299
关于积分的说明 17842355
捐赠科研通 5636689
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2934694
邀请新用户注册赠送积分活动 1910857
关于科研通互助平台的介绍 1769279