Un laboratorio automatizado impulsado por inteligencia artificial ha logrado avances significativos en la creación de polímeros electrónicos, materiales que combinan la flexibilidad del plástico con la conductividad de los metales. Este desarrollo, realizado por investigadores del Laboratorio Nacional Argonne de Estados Unidos, abre nuevas posibilidades para aplicaciones en dispositivos portátiles, electrónica imprimible y sistemas avanzados de almacenamiento de energía.
La producción de películas delgadas a partir de polímeros electrónicos ha sido tradicionalmente un desafío. La complejidad de los procesos de producción dificulta alcanzar un equilibrio adecuado entre las propiedades físicas y electrónicas deseadas. Sin embargo, el uso de Polybot, un laboratorio automatizado que utiliza inteligencia artificial, ha permitido a los científicos explorar métodos de procesamiento y generar películas de alta calidad.
La automatización y la inteligencia artificial en la ciencia de materiales
Polybot, ubicado en el Centro de Materiales a Nanoescala, es un ejemplo de cómo la combinación de robótica e inteligencia artificial puede acelerar la innovación en el ámbito de la química y la ciencia de materiales. Según Jie Xu, un científico del laboratorio, «Polybot opera de manera autónoma, con un robot que ejecuta experimentos basándose en decisiones guiadas por inteligencia artificial». Este enfoque no solo optimiza el proceso de creación de películas delgadas, sino que también permite superar limitaciones de recursos y conocimientos sobre las múltiples opciones de procesamiento disponibles.
Los investigadores enfrentaron un desafío considerable: había casi un millón de combinaciones posibles en el proceso de fabricación que podrían influir en las propiedades finales de las películas. Gracias a la exploración guiada por inteligencia artificial y métodos estadísticos, Polybot recopiló datos confiables y facilitó la identificación de condiciones de procesamiento que cumplían con varios objetivos materiales.
Entre los logros destacados, Polybot permitió la optimización simultánea de dos propiedades clave: la conductividad y los defectos de recubrimiento. Mejorar la conductividad mientras se reducen los defectos aumenta la fiabilidad de los dispositivos y mejora su rendimiento eléctrico. Este sistema automatizado no solo agiliza la formulación y el recubrimiento, sino que también permite una rápida experimentación y recopilación de datos.
Además de la creación de películas, los investigadores generaron datos valiosos que planean compartir con la comunidad científica a través de una base de datos. Esta iniciativa refleja un compromiso con la investigación de código abierto, y según Aikaterini Vriza, científica de Argonne, «el intercambio de datos es crucial para motivar a la comunidad a contribuir y mejorar nuestra metodología».
Este avance no se limita al laboratorio; establece pautas importantes para la producción a gran escala. Las «recetas» y directrices derivadas de esta investigación proporcionan consejos prácticos para científicos y fabricantes interesados en explorar el potencial de los polímeros electrónicos en diversas aplicaciones. El futuro de la automatización y la inteligencia artificial en la ciencia de materiales parece prometedor, con la visión de Xu de utilizar estos métodos para abordar desafíos del mundo real y descubrir nuevos materiales.
