Von mühsamen Experimenten mit bekannten Substanzen über etliche Versuche bis hin zur massenweisen Produktion:  Auf dem Weg zur Marktreife von neuen Materialien braucht es oft Jahrzehnte (und viel Geld) – etwa bei der Etablierung von Lithiom-Ionen-Batterien.

Google Deepmind will jetzt einen Weg gefunden haben, diesen Prozess zu beschleunigen. Das Unternehmen aus dem Hause Alphabet hat eine Künstliche Intelligenz namens Graph Networks for Materials Exploration dazu eingesetzt, die Struktur von über zwei Millionen potenzieller neuer kristalliner Materialien vorherzusagen.

Das sind laut The Next Web 45 Mal mehr als die Materialien, die bisher in der Geschichte der Wissenschaft entdeckt oder erfunden worden sind. Und dafür hat die Deepmind-KI gerade mal ein Jahr gebraucht.

Knapp 400.000 dieser neu entworfenen Materialien könnten schon bald unter Laborbedingungen hergestellt werden. Sie sind so stabil, dass sie nicht zersetzen. Dies gab eine Forschungsgruppe von Deepmind in einer Studie bekannt, die jetzt in der Fachzeitschrift Nature erschien.

Die KI von Deepmind wurde für die Studie mit Daten aus dem Materials Project gefüttert. Diese 2011 von Lawrence Berkeley National Laboratory begründete Datenbank ist mit Informationen zu den Eigenschaften von Hunderttausenden schon bekannter Stoffe gefüllt.

Außerdem stellt das Open-Access-Projekt Tools bereit, mit denen Forscher:innen neue Materialien prüfen oder entwerfen können. Die Initiative stellt schon länger Berechnungen mit Supercomputern an, doch mit der Deepmind-Kollaboration nutzt nun ein autonomes System die Daten. Und war dabei deutlich schneller. Seit 2011 hatte Material Project „nur“ 28.000 neue Werkstoffe entdeckt.

„Die Industrie ist eher risikoscheu, wenn es um Kostensteigerungen geht, und neue Materialien brauchen in der Regel eine gewisse Zeit, bis sie kosteneffektiv werden“, zitiert Reuters Kristin Persson, die Chefin des Material Projects.

Die von Deepmind auf ihre Stabilität geprüften Materialentwürfe werden im nächsten Schritt auf ihre Reproduzierbarkeit im Labor getestet.

Die neuen Stoffe sollen etwa bei Batterien, Computerchips oder Solarzellen zum Einsatz kommen. 52.000 der hypothetischen Verbindungen sollen Graphen ähneln. Diese zweidimensionale Kohlenstoffmodifikation kommt etwa bei Quantencomputern zum Einsatz. Außerdem hat Deepmind 528 potenzielle Lithiom-Ionen-Leiter entdeckt.