Группа ученых из российских вузов научила нейросеть быстро оценивать способность материалов блокировать опасное для глаз человека лазерное излучение. Изобретение поможет более эффективно защитить зрение работников промышленных производств, на которых применяются лазерные технологии.
Сначала авторы исследования подобрали новый класс соединений, способных эффективно поглощать мощное лазерное излучение с наносекундной длительностью импульсов. Такими веществами оказались фталоцианины — синтетические аналоги широко распространенных в живой природе порфиринов (пигментов, входящих в состав небелковой части молекулы гемоглобина, хлорофилла, ряда ферментов). Они образуют стабильные комплексы практически со всеми элементами Периодической системы и традиционно используются как пигменты и красители. Известно, что фталоцианины хорошо блокируют лучи в видимом диапазоне — видимый человеческому глазу свет.
Эксперименты показали, что фталоцианины ослабляют не только видимый свет, но и лазерные импульсы, причем очень значительно — в 10—20 раз. Лучший результат дал фталоцианиновый комплекс цинка. Ученые также выявили и описали взаимосвязь электронной структуры молекул красителей с их поглотительной способностью.
На следующем этапе исследователи загрузили все полученные данные в специальную нейросеть, которую адаптировали под новую задачу. Программа быстро сортирует различные соединения-флатоцианины по их способности поглощать лазерное излучение.
Алгоритм позволяет оперативно подобрать состав материала по заданным параметрам — нужному уровню защиты, а также толщине поглощающего покрытия.
«Новая модель на основе комплекса математических алгоритмов в будущем откроет широкие возможности для создания оптических ограничителей высокоинтенсивного света на основе фталоцианинов и их аналогов», — рассказал RT руководитель проекта Александр Толбин, доктор химических наук, профессор РАН, главный научный сотрудник Института физиологически активных веществ ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН.Напомним, современную промышленность невозможно представить без лазерных установок, с помощью которых производится резка металлов и многие другие операции. Лазер очень опасен для глаз: при попадании такого излучения на сетчатку человек слепнет. Сейчас для защиты глаз применяются специальные очки, в которые вместо стекол вставлены светофильтры. Но мощность промышленных лазеров постоянно растет, поэтому старые средства, которые применялись для защиты рабочих на производстве, могут терять эффективность. Разработка ученых поможет создать более надежные защитные покрытия.
В исследовании приняли участие ученые из Института физиологически активных веществ ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН, Института биомедицинских систем Национального исследовательского университета МИЭТ и Института бионических технологий и инжиниринга.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
