一种基于图表示的金属有机框架的逆向设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图表示的金属有机框架的逆向设计方法，采用分子图的形式表示MOF的边，采用one

【技术实现步骤摘要】
一种基于图表示的金属有机框架的逆向设计方法


[0001]本专利技术涉及金属有机框架材料合成
，具体的说，是一种基于图表示的金属有机框架的逆向设计方法。

技术介绍

[0002]金属有机框架(MOFs)是一种晶体多孔材料，它们是通过在不同的拓扑结构中的分子构建块(即节点和连接器)的自组装而形成的。多样的构建块和不同组装方式赋予了MOFs特殊的几何和化学可调性。大量的MOFs已经应用于气体储存、分离、催化、电化学储能和药物传递等领域。由于构建块中的连接器具有庞大的化学空间，我们可以构建无限数量的MOF。在实验环境下，针对特定应用开发一种MOF需要大量的实验和测试，由于可能存在的MOF数量庞大，通过实验进行寻找合适的MOF需要耗费大量的人力物力和时间。随着计算机技术的发展，使用计算方法来替代人工寻找合适的MOF变得越来越流行。有一种计算方法是对MOF数据库进行高通量筛选，在筛选过程中使用分子模拟来预测MOF在给定应用条件下的性能。由于分子模拟计算的复杂性，这种方法只能在几万个MOF中进行筛选。为了加快高通量筛选，人们采用了启发式优化方法如遗传算法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图表示的金属有机框架的逆向设计方法，其特征在于，包括：步骤S100、对金属有机框架MOF进行图表征：从数据集中获取MOF数据，包括MOF的连接器、节点、拓扑和MOF的性质，对MOF数据进行预处理，采用分子图的形式表示MOF的边，采用one
‑
hot编码进行分类表示MOF的节点和拓扑，形成MOF的表征形式边图|节点|拓扑；步骤S200、搭建生成模型，生成模型包括变分自编码模型VAE、预测器和分子群优化器，对VAE和预测器进行联合训练；步骤S300、VAE采用三组不同的编码解码器处理MOF的边图|节点|拓扑，将边图|节点|拓扑编码到隐空间z中，预测器采用三层的感知机网络，将隐空间z中的向量作为输入并预测MOF的性质，预测器的输出作为分子群优化器的目标函数值，分子群优化器在隐空间z中进行探索，根据目标函数值输出想要的MOF。2.根据权利要求1所述的一种基于图表示的金属有机框架的逆向设计方法，其特征在于，所述变分自编码模型VAE由三组编码器和解码器组成，其中，处理顶点和拓扑的编码器均采用三层感知机网络，处理顶点和拓扑的解码器均采用二层感知机网络；处理边图的编码器和解码器采用分层图编解码器。3.根据权利要求2所述的一种基于图表示的金属有机框架的逆向设计方法，其特征在于，对VAE和预测器进行联合训练具体为：VAE将MOF的表征形式边图|节点|拓扑对应到隐空间z中，预测器添加MOF性质，对VAE和预测器进行联合训练，设置生成模型的整体损失函数L
loss
为：L
loss
＝L
ELBO
+L
property
其中，L
ELBO
为VAE学习的损失函数，L
property
为预测器的损失函数，VAE学习的损失函数L
ELBO
：其中，i＝1,2,3；n＝3，代表有三个编码解码器；q(z1|x1)对应以拓扑结构的onehot编码x1为输入、z1为输出的编码器；q(z2|x2)对应以节点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李川，王广川，蒲雪梅，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：