Nah, di sinilah konsep Grafik Multiplex masuk. Balasingham dkk. (2024) memperkenalkan metode bernama Potential Multiplex Crystal Graph Neural Network (PMCGNN). Metode ini membangun dua jenis grafik:
- Grafik Kristal Global, yang menangkap struktur kristal secara keseluruhan.
- Grafik Kristal Lokal, yang fokus pada interaksi atom di sekitar lingkungan terdekatnya.
Bayangkan kamu punya drone yang terbang di atas kota besar. Grafik global itu seperti pemandangan dari drone yang melihat seluruh kota, sementara grafik lokal seperti melihat tetangga sebelah dari jendela kamar. Dengan menggabungkan kedua perspektif ini, kita bisa memahami lebih banyak informasi tentang struktur kristal.
Pentingnya Interaksi Lokal dan Global
Dalam grafik global, kita bisa melihat bagaimana seluruh atom dalam kristal saling berhubungan, sementara grafik lokal memungkinkan kita memahami interaksi langsung antar atom yang berdekatan. Menurut Feng dan Hua (2024), kombinasi ini meningkatkan kemampuan model dalam memprediksi sifat kristal dengan lebih akurat.
Namun, jangan bayangkan bahwa semuanya berjalan mulus seperti drama romantis. Menggabungkan dua perspektif ini juga membutuhkan Graph Transformer dan Message Passing Neural Networks (mPNN), yang bekerja keras untuk mengintegrasikan informasi dari grafik global dan lokal. Jadi, tidak heran kalau algoritma ini butuh komputasi yang cukup tinggi.
Mengintip Rahasia Nukleasi Kristal
Siapa sangka, salah satu peristiwa penting dalam kehidupan kristal adalah nukleasi, alias proses pembentukan kristal dari fase cair atau gas. Tapi, nukleasi ini bukan proses yang bisa dilihat langsung. Butuh simulasi yang panjang dan melelahkan---kayak nunggu update drama favorit di platform streaming.
Tapi, teknologi datang menyelamatkan! Dengan bantuan Graph Neural Networks (GNN), kita bisa mempercepat proses simulasi ini. Misalnya, penelitian yang dilakukan oleh Zou dan Tiwary (2023) menunjukkan bahwa dengan menggunakan GNN, simulasi nukleasi kristal bisa dipercepat secara signifikan.
Mereka bahkan menggunakan metadinamik, sebuah metode pengambilan sampel yang membantu mempercepat peristiwa langka seperti nukleasi. Dengan cara ini, kita bisa melihat bagaimana kristal terbentuk dalam waktu yang jauh lebih singkat dibandingkan dengan simulasi konvensional.
Apa Itu Metadinamik?
Bayangkan kamu lagi main snakes and ladders (ular tangga). Biasanya kamu perlu banyak langkah untuk sampai ke ujung papan. Nah, metadinamik ini seperti punya tangga tambahan yang mempercepat kamu mencapai ujung permainan. Dengan kata lain, ia mempercepat jalannya simulasi nukleasi, sehingga kita bisa melihat bagaimana kristal terbentuk dari cairan dengan lebih cepat.
Simulasi Besi dan Glisin: Petualangan Kristal di Dunia 3D
Sebagai contoh, Zou dan Tiwary (2023) mempelajari nukleasi berbagai alotrop besi seperti BCC -Fe, FCC -Fe, dan HCP -Fe. Hasilnya menunjukkan bahwa metode berbasis GNN mampu memprediksi perbedaan energi bebas antara fase kristal dengan akurasi yang tinggi.
Selain itu, mereka juga mengeksplorasi nukleasi polimorf glisin, seperti -, -, dan -glisin. Proses ini penting karena setiap polimorf memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda, yang bisa memengaruhi aplikasi material tersebut dalam kehidupan sehari-hari.
Stabilitas Termodinamika
Nah, satu hal yang menarik adalah stabilitas termodinamika dari kristal tersebut. Misalnya, dalam suhu tertentu, fase FCC besi ternyata lebih tidak stabil dibandingkan fase lainnya. Ini penting karena stabilitas termodinamika sangat berpengaruh pada aplikasi material dalam dunia nyata.
Ketika Kristal dan Graph Bekerja Sama: Hubungan yang Serasi
