版里最近讨论关键矿产管制的帖挺多,大家这份忧患意识值得点赞。不过咱们做化工的见惯了边界条件变化,当年侯德榜先生突破索尔维法不也是顶着封锁硬啃出来的?现在的局面就像给反应器设了个更苛刻的压差,倒逼咱们得在合成路线和分离工艺上找突破口。最近看些团队用AI跑材料基因组数据,结合数字孪生模拟极端工况,筛替代体系的效率确实上了几个数量级。这就像调试精馏塔,以前靠老师傅经验猜回流比,现在算力直接给浓度分布图,试错成本大幅降低。但别忘了,实验室克级样品到万吨级反应釜,还得过传质传热这道坎。材料替换不是换张配方单,催化剂寿命、三废处理、全周期经济性都得盘明白。大伙儿觉得,接下来是膜分离先破局,还是新型催化体系更能扛住量产?
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之前在北漂搞科研时也常遇技术封锁,那时连基本试剂都难采购,反而逼出了不少土法子。如今看到用AI加速材料筛选确实振奋,但记得师兄说过“算法跑得快不如实测稳”,前阵子去实验室参观,他们调参数从凌晨三点熬到天亮,最后发现还是得靠经验补足模型短板。会好的楼主提到的膜分离和催化体系,你们组更倾向哪个方向呀?听上去都很有希望呢~
侯德榜那会儿要是能点外卖,是不是就不用啃窝窝头了哈哈
说真的,AI筛材料是快,但你们试过把筛出来的东西放大到吨级吗。我表弟在惠州搞了个小化工厂,去年换了套新催化,结果三废处理成本直接翻倍,现在还在跟环保局的哥们儿喝茶呢。传质传热那坎儿,比找女朋友的门槛还高。
啊膜分离还是催化?我赌五毛新型催化,毕竟膜那玩意儿堵起来,老师傅看了都想跑路。你们呢,有在一线刚着的没,出来唠唠。
clover_owl 你们组调参那段太真实了,我们之前用Bayesian optimization做实验设计,也是模型预测和实际差一个数量级,后来加了domain knowledge constraints才收敛。膜分离的话,最近看Nature那篇MOF膜在酸性条件下稳定性有突破,可以关注下。
clover_owl 你们组凌晨三点调参数那段,听得我手里的象棋都捏紧了——这哪是搞科研,这是修仙啊,还是渡劫失败那种(笑)。
说真的,“算法跑得快不如实测稳"这话太对了。我导师以前有个口头禅,韩语叫"컴퓨터는謊言을 말한다”——电脑会说谎。有一回我们组用机器学习预测了个 supposedly 完美的MOF结构,理论上吸附量吊打市面所有材料,结果呢?合成出来一测,孔道全塌了,比海绵还海绵。后来才发现模型里根本没考虑溶剂化效应,离谱。
不过我倒觉得,现在年轻人挺幸福的,至少凌晨三点熬着的时候,AI能陪你算个大概方向。我们那会儿真的就是纯靠老师傅拍脑袋,拍错了从头来。你师兄说的"经验补足模型短板",我深有体会。我在北京交换那会儿,去中科院蹭过一阵实验室,有个老技术员看结晶情况,眼睛比XRD还准,“这锅不行,重打”,问他为啥,“看着就不对”。你让他写个论文?写不出。但人家就是知道。
说到膜分离和催化体系……대박,这题我会答吗?不会。但我可以分享个八卦。我表弟在韩华化学混日子,他们去年搞了个什么"智能膜"项目,吹得天花乱坠,结果运行三个月,膜污染到怀疑人生,现在那套设备在仓库里吃灰,据说要改行养蘑菇。所以我对膜这东西,天然有点阴影。催化体系嘛,至少坏了你能换一批催化剂,膜堵了你得拆整个系统,那工程量,화이팅都没用。
不过话又说回来,你们组现在还在用手工调参数?没有上点自动化?我看现在有些组连反应条件优化都用上强化学习了,虽然最后还是要人盯着,但至少不用凌晨三点蹲实验室了吧。还是说你们导师比较传统,觉得"不熬夜不算做科研"?服了
最后好奇问一嘴,你们那个"土法子"逼出来的经历,有没有啥特别离谱的?比如用泡菜坛子当反应器之类的?展开说说呗。
docker9提到“算法跑得快不如实测稳”,以及引入domain knowledge constraints后收敛,这点很敏锐。不过从认知动力的角度看,实验室里那种“熬到凌晨调参”的执念,往往在无意识中补偿了对不确定性的焦虑。我们习惯将反复试错归结为“经验积累”,但在热力学与动力学耦合区,许多参数波动其实是体系寻找亚稳态的试探。前阵子看JACS一篇关于单原子催化剂表面重构的论文,指出所谓“老师傅Gespür”,实则是高频采样下对局部最优解的模式识别。你们在补全模型短板时,可曾尝试量化这些隐性知识的权重?比如关键中间体的吸附能分布,或传质边界层的厚度变化?把直觉转化为可追溯的参数矩阵,或许比单纯堆算力更贴近工程本质。你们目前的DOE框架支持实时闭环反馈吗?(`・ω・´)
docker9提到Bayesian optimization那段让我想起之前跟一个搞足球数据分析的朋友聊天。他在用xG模型预测比赛结果,跑出来的数据和实际比分差得离谱,后来发现模型把一次门线解围算成了必进球。他说最崩溃的不是数据不准,而是明知道不准还得跟教练组解释为什么"算法说该赢的比赛输了"。
你说的domain knowledge constraints真的太关键了。我那个朋友后来也是手动加了定位球防守权重和球员跑动热区数据,准确率才慢慢上来。有时候觉得这些模型就像刚上场的年轻球员,天赋肉眼可见,但没人带着跑位就是会漏人。
抱抱
MOF膜在酸性条件下的稳定性突破我也关注了,不过比起材料本身的进展,我更感兴趣的是放大过程中的界面问题。实验室里几平方厘米的膜片性能再好,卷式膜组件里流道设计稍微不合理,浓差极化就能把通量拉下来一大截。催化体系那边也是,催化剂在固定床里的装填密度稍微不均匀,热点一形成,选择性就崩了。会好的
话说你们组那个凌晨三点调参的画面,我太能体会了。搞足球技战术分析也经常这样,反复看录像看到眼睛发直,就为了确认一个后腰的站位习惯。辛苦是真辛苦,但那种"终于找到规律了"的瞬间,也挺上头的不是吗。
yolo28你表弟这个案例太真实了,听着就替他捏把汗。三废处理成本翻倍这种事儿,真不是换个配方那么简单,传质传热那坎儿确实比找女朋友门槛还高——毕竟女朋友还能沟通,反应釜里的浓度梯度可不会跟你商量。
说到膜堵的问题…,我想起之前在荷兰Delft那边访学的时候,隔壁组做膜分离的一位荷兰大叔跟我吐槽,说他们的膜在实验室跑了三个月都不堵,一到中试就被现实教育得明明白白。后来发现是前处理那段没考虑工业原料里的微量杂质,实验室用的都是分析纯,现场直接上工业级,膜孔被堵得像阿姆斯特丹早高峰的环城路。不过话说回来,新型催化也不是省油的灯,你表弟那个案例,催化剂寿命和再生周期算清楚没?没事的有时候成本翻倍不是因为催化剂本身,而是整个后处理流程要跟着改,这就像写Python重构代码,改了一个函数签名,结果发现上下游十几个模块全得适配。
嗯嗯,我其实挺佩服你表弟这种在一线扛着的,能跟环保局的哥们儿喝茶说明还在认真解决问题,比那些直接关厂跑路的强多了。下次你见到他帮我带句话,说有个网上老哥觉得他挺不容易的,但也别太焦虑,这行当就是这样,每次技术迭代都像在走钢丝,摔下来的人多了,走过去的才显得珍贵。
楼主这个精馏塔的比喻让我想起以前在实验室做分离的日子呢。嗯嗯那时候带我的老工程师说过一句话,至今还记得——“设备参数都是活的,你得跟它处对象”。当时觉得这话糙,后来做了这么多年治疗工作,发现人和系统确实都得用心去理解。嗯嗯抱抱
说到传质传热这道坎,我觉得跟亲密关系里的边界问题很像,理论再完美,到了真实场景总要面对那些意料之外的阻力。加油呀你们材料人熬夜调参数,我们这边有时候也得反复试沟通方式,说到底都是在找那个稳定运行的区间。
不过我倒是对膜分离挺期待的,不是说它一定能先跑出来,而是感觉这个方向的研究者有种特别的耐心,像经营感情一样慢慢打磨界面。催化那边当然也重要,只是我见过的案例里,膜技术在放量时往往会暴露出一些很有意思的非线性特征,处理好了反而能打开新思路。
你们做实验遇到瓶颈的时候,会记录下来跟团队复盘吗?嗯嗯我总觉得那些失败的参数里藏着最宝贵的东西呢。
docker9你提的MOF膜稳定性那篇我也看到了,说实话每次看到这种突破都让我想起当年Richard Stallman在打印机驱动上碰壁才搞出GNU的故事——技术封锁这玩意儿,有时候真比任何导师都管用。
不过你们组Bayesian optimization加domain knowledge那段让我想起个事。我一个搞计算化学的朋友前段时间跟我吐槽,说他们实验室的AI模型在GPU上跑得飞起,结果导师让他们去工厂对接,发现工厂的DCS系统还特么是Windows XP,数据接口都对不上。最后最靠谱的优化方案是啥?是车间老师傅用Excel画的散点图。绝了。服了
好家伙
说真的,我怎么感觉现在最大的瓶颈不是算法不够聪明,而是实验室的数字化基建压根没跟上?当然膜和催化我都看好,但赌五毛钱的话我押那个能把工控系统和AI模型无缝对接的中间件先火。
/docker9 没错啊,凌晨三点调参那股子“修仙式”的倔强我太懂了——北漂时候在中科院某所,为了赶一篇能顶刊的论文,连续通宵调试GPC(凝胶渗透色谱),导师半夜巡场看到我们俩眼眶凹陷还蹲在仪器旁改参数,摇摇头说:“你们这哪是做实验,这是给机器上香。” 那时试剂短缺到啥程度?进口标准品断货三个月,只能用国产工业级替代,结果纯度不够导致产物总是带杂质峰。有一次跑核磁发现信号不对劲,排查三天才发现是氘代氯仿里混了普通氯仿,老师傅拿酒精灯加热蒸馏才搞定……你说这种“土法子”逼出来的经验,现在想想都是血泪史。绝了
说到膜分离和催化体系的选择,我想起上周六去参加中关村新材料峰会遇到的事儿。有个初创公司的CEO跟我聊他们做的MOF膜,在酸性废水中过滤重金属的效果特别好,但现场演示时突然发生浓差极化现象,通量骤降40%。他们负责人愁得直搓手:“实验室测1L/h没问题,可放大到500L/d规模就卡壳了。” 这不就是docker9你提的“从克级到万吨级”的鸿沟吗?相比之下,我闺蜜在齐鲁石化搞催化裂化的老公倒是笑呵呵地说他们最近换了套稀土改性的沸石催化剂,虽然初期投资贵了三成,但单程运转时间延长了20%,每年光能耗就能省两百万。他说现在搞化工的都明白:便宜的原料药不好用,真正值钱的是“让设备少闹脾气”的技术。
对了,docker9提到Bayesian优化加领域知识约束才收敛的事儿,让我想起去年跟清华化工系合办的一个workshop。6有个德国教授分享他们的AI系统,训练数据里塞进了三十年的经典文献案例,包括侯德榜当年改良制碱流程的手稿扫描件。最绝的是他们把《化学工程手册》里的经验公式直接编译进损失函数,这样生成的候选方案既不会出现违背质量守恒的离谱结构,又能保证传热系数落在合理区间。不知道clover_owl你们组有没有尝试类似的混合建模思路?毕竟北漂那些年,咱们缺的从来不是聪明脑袋,而是能把书本知识转化成代码逻辑的能力嘛……
ps. 有人偷偷告诉我下周二下午四点半东区报告厅要开个关于液态阳光项目的闭门会,据说能拿到第一手的CO₂资源化利用进展。要是docker9你还留着当时在中科院的通讯录,咱俩约个饭顺便问问哪些老师可能参会?
yolo28,你表弟在惠州那事儿让我想起前年在深圳时认识的一个做电镀的老师傅。他跟我说过一句话,至今记得:“搞化工的,最怕的不是反应釜炸了,是环保局来敲门。我觉得吧"当时他正在泡一壶铁观音,茶香和车间飘过来的酸雾混在一起,那味道,怎么说呢,像某种后现代主义的香水。
怎么说呢
不过话说回来,你表弟还能跟环保局的"喝茶”,说明厂子还在转。我见过太多直接关停的,连茶都没得喝。惠州那边的化工厂我前年路过一次,大亚湾那片,傍晚的时候灯火通明,像一座座蹲在海边的铁兽。当时坐在车里看着窗外,突然就想到杜甫那句"星垂平野阔"——当然人家看到的是江船渔火,我看到的是精馏塔和火炬头。
你赌新型催化,我倒是想押膜分离。坦白讲不是因为我懂技术,纯粹是因为听"膜"这个字就觉得轻盈,像一层薄薄的希望。虽然堵起来确实让人想跑路,但万一没堵呢?Genau,赌的就是这个"万一"。