La IA està sent meravellosa per a la ciència; en aquest cas, l'objecte a estudiar és l'aigua. El seu comportament quan està superrefredada té una variant interessant que ha portat els científics a estudiar la seva estructura microscòpica. L'aigua és present a la nostra superfície, però precisament és brillant perquè es comporta de moltes maneres i és així com es distingeix dins dels líquids. Quan es congela, s'expandeix en lloc de contraure's.
El problema és que no existeix un mètode que pugui ajudar a descriure i comparar els seus canvis estructurals. És aquí quan es recorre a la IA perquè pugui ajudar a fer les comparacions per trobar i identificar les característiques més rellevants. La investigació va ser publicada a Communications Chemistry.
L'aigua continua donant de què parlar pels seus múltiples comportaments, en específic quan està superrefredada
Perquè l'aigua en líquid arribi al gel, les molècules s'organitzen en una xarxa ordenada. Inicia un procés d'un punt de nucleació, on es formen els cristalls de gel. Si els punts no existeixen, l'aigua pot seguir líquida després d'haver estat refredada per sota del seu punt de congelació normal; això és el que es coneix com a aigua sobreenfriada. En aquestes condicions, l'aigua pren propietats inusuals. Els científics indiquen que està relacionat amb l'equilibri entre dues formes d'aigua líquides que s'enfronten: alta i baixa densitat. A nivell molecular, les molècules d'aigua formen i trenquen xarxes d'enllaços d'hidrogen. Si augmenta la temperatura, les estructures d'alta densitat predominen sobre les de baixa densitat, encara que siguin més compactes.
Kang Kim, autor principal de l'estudi, assenyala que l'ús d'aprenentatge automàtic en estudis previs per classificar i comprendre dades estructurals és eficaç. El que van desitjar és incorporar un model de xarxa neuronal per poder avaluar la precisió dels descriptors a l'hora de la captura d'informació estructural que és clau. Van alimentar aquesta xarxa amb dades estructurals generades amb les simulacions de dinàmica molecular de l'aigua superrefredada per poder entrenar la IA. Es van poder reconèixer els patrons significatius en les estructures moleculars.
Amb això, es van poder comparar com 16 descriptors diferenciaven les estructures d'alta i baixa densitat en diferents temperatures. Aquest marc teòric té el potencial de millorar la comprensió científica de com els canvis estructurals microscòpics estan relacionats amb el comportament termodinàmic de l'aigua. També podria ajudar a reconèixer l'origen de les propietats inusuals de l'aigua. És qüestió de temps perquè puguin desenvolupar més i millors eines que puguin contribuir a estudiar l'estructura molecular de l'aigua, que ja es va demostrar que és més que complexa. La Universitat d'Osaka va ser la seu de tota aquesta investigació.