水汙染新剋星！ 加州大學用AI改良水過濾技術

過濾系統存在於我們日常生活中各處，從家用水龍頭到有如整間房間大小的工業系統都可以找到，然而如果水太髒或是內含的中性分子太小，例如硼酸殺蟲劑，現今的過濾膜很難過濾乾淨，但美國加州大學聖芭芭拉分校研究小組利用各種吸水和疏水材料墊在過濾器的多孔膜上，找出讓水最容易通過的理想配置，甚至發現能降低雜質流動速度的過濾器。

過濾雜質的困難處，在於合成多孔材料通常只限於透過雜質大小或所附電荷分離或分類化合物，不過研究團隊從水通道蛋白(aquaporin (AQP))得到靈感，這個永久附在生物膜上的蛋白質裡有不同種的官能基或原子團，能同時按雜質大小和電荷將水與其他分子分開。科學家便設計出一個模擬水通道蛋白的碳奈米管通道，內壁上每個原子都有羥基(吸水)和甲基(疏水)團，並利用人工智慧、最佳化算法與機器學習，設計並測試上千個官能基排列組合，評估水和硼酸通過孔隙的速度。

這項測試出現了三個關鍵成果，首先是官能基最佳排列方式，是一排或兩排羥基擠進甲基團間，在孔隙中間行成一個環，經過測試後會發現水經過孔隙的速度比硼酸快幾乎兩倍，而碳奈米管設計改良後，其他中性溶劑如苯酚、苯和異丙醇也能和水分離，研究人員還希望透過人工智慧與演算法，創造出能雨水和其他分子產生獨特作用的表面層。(譯者/Elisa)

原文出處：https://interestingengineering.com/innovation/researchers-improve-water-filter-systems-using-ai

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