Для борьбы с изменением климата ученые и активисты призывают правительства принимать меры, среди которых сокращение использования ископаемого топлива, электрификация транспорта, реформирование сельского хозяйства и очистка атмосферы от избыточного количества углекислого газа. Но многие из этих проблем будут непреодолимы без прорывов в материаловедении. Современные материалы не обладают ключевыми свойствами, необходимыми для масштабируемых экологически чистых технологий.

Батареи, например, требуют использования материалов, которые могут обеспечить более высокую плотность хранения энергии и высокую устойчивость к изменению условий окружающей среды. Без таких улучшений отрасль электромобилей — один из главных будущих потребителей аккумуляторов — рискует так и остаться позади своих бензиновых собратьев. Новые материалы также могут помочь улучшить системы по захвату углекислого газа, если использовать их в качестве катализаторов конверсии этого соединения.

Но разрабатывать такие соединения крайне сложно и трудозатратно. На помощь ученым в этом может прийти искусственный интеллект. Традиционно ученые открывали материалы благодаря сочетанию интуиции, смелости и просто везения. Этот подход привел ко многим тупикам, но он также помог совершить ключевые открытия, включая первый литий-ионный аккумулятор. Начиная с конца XX века компьютеры позволили ученым моделировать структуры и свойства молекул и материалов и синтезировать только самые перспективные из них, экономя время и деньги. Высокая пропускная способность такой методики также позволила быстро тестировать десятки и даже сотни соединений за раз.