Language
Country/Area
No result found
Cuộc cách mạng từ những năm 1970: Tại sao phép đo hóa học lại là yếu tố thay đổi cuộc chơi trong hóa học?
Trong lịch sử nghiên cứu khoa học, những năm 1970 được coi là một bước ngoặt, đặc biệt là trong lĩnh vực hóa học, nơi mà sự trỗi dậy của hóa trắc học đã đánh dấu một cuộc cách mạng. Là một công nghệ dựa trên dữ liệu, hóa học sử dụng các phương pháp từ thống kê đa biến, toán ứng dụng và khoa học máy tính để giải quyết các vấn đề khác nhau trong lĩnh vực hóa học, hóa sinh, y học và kỹ thuật hóa học.
Cốt lõi của phép đo hóa học là trích xuất thông tin hữu ích từ dữ liệu phức tạp, điều này đặc biệt quan trọng trong thế giới khoa học dựa trên dữ liệu ngày nay.
Ứng dụng đầu tiên của phương pháp hóa học có thể bắt nguồn từ những năm 1970, khi sự phổ biến của máy tính cho phép các nhà khoa học sử dụng nhiều dữ liệu hơn để phân tích và nghiên cứu. Hai người tiên phong, Svante Wold và Bruce Kowalski, đã thúc đẩy sự phát triển của hóa học trong bối cảnh này và lần đầu tiên đề xuất thuật ngữ “cân bằng hóa học” vào năm 1971. Sau đó, Hiệp hội Hóa học Quốc tế được thành lập để đóng vai trò là người dẫn đầu trong lĩnh vực này. phát triển hơn nữa.
Trong các ứng dụng mô tả, phép đo hóa học giúp các nhà khoa học xây dựng mô hình của các hệ thống hóa học và hiểu rõ hơn về cấu trúc bên trong của chúng. Trong các ứng dụng dự đoán, nó có thể được sử dụng để dự đoán các thuộc tính hoặc hành vi mới. Các ứng dụng này thường yêu cầu xử lý các tập dữ liệu lớn, có thể từ nhỏ đến lớn và phức tạp, chứa hàng trăm hoặc hàng nghìn biến số và quan sát.
Theo một nghĩa nào đó, cách phép đo hóa học biến một lượng lớn dữ liệu thành kiến thức có giá trị là lý do khiến nó trở thành một phần không thể thiếu trong nghiên cứu hóa học.
Với sự phát triển của các lĩnh vực như hóa học phân tích và chuyển hóa, công nghệ và phương pháp hóa học cũng tiếp tục phát triển, từ đó thúc đẩy sự đổi mới của các công cụ và phương pháp phân tích. Bản chất hướng đến ứng dụng của ngành học này đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãi nhiều phương pháp hóa học tiêu chuẩn hóa trong công nghiệp. Nghiên cứu về hóa học đang phát triển đều đặn, cả trong giới học viện và ngành công nghiệp.
Hiệu chuẩn đa biến là một kỹ thuật thường được sử dụng trong phép đo hóa học để dự đoán các đặc tính khác dựa trên các đặc tính đo được của hệ thống hóa học. Quá trình này yêu cầu sử dụng bộ dữ liệu hiệu chuẩn hoặc huấn luyện có chứa các giá trị tham chiếu, ví dụ như trong phân tích quang phổ, bằng cách phát triển mô hình đa biến để thiết lập mối quan hệ giữa nồng độ của một loại hóa chất và phổ tương ứng. Phương pháp này không chỉ tiết kiệm thời gian, chi phí mà còn cho phép phân tích định lượng chính xác dưới sự can thiệp chồng chéo từ các yếu tố khác, thể hiện ưu điểm của nó.
"Trong môi trường nghiên cứu khoa học ngày càng phức tạp ngày nay, cách xử lý và phân tích dữ liệu một cách hiệu quả đã trở thành cốt lõi của việc không ngừng khám phá hóa học."
Một ứng dụng quan trọng khác là phân loại và nhận dạng mẫu, ứng dụng này đặc biệt quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng và xác minh tính xác thực. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật phân loại đa biến của học tập có giám sát, chemometrics có thể xây dựng các mô hình để phân loại các mẫu trong tương lai. Ngoài ra, các kỹ thuật phân loại không giám sát trong hóa học có thể khám phá các mẫu cơ bản trong các tập dữ liệu phức tạp, từ đó giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của dữ liệu.
Ngoài các công nghệ nêu trên, thiết kế thí nghiệm và xử lý tín hiệu cũng là những phần không thể thiếu của hóa học. Ngoài tiền xử lý tín hiệu, lựa chọn mô hình, xác minh và mô tả đặc tính hiệu suất cũng là trọng tâm của nghiên cứu, ảnh hưởng trực tiếp đến việc giải thích và tính thực tiễn của kết quả xử lý dữ liệu cuối cùng.
Sự phát triển của hóa học không chỉ là một bước đột phá ở cấp độ kỹ thuật mà còn mang đến một góc nhìn mới để xem và hiểu mối quan hệ giữa hóa học và dữ liệu.
Kể từ những năm 1970, với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ dữ liệu, phép đo hóa học đã dần trở thành một thành phần cốt lõi của nghiên cứu hóa học. Cuộc cách mạng này không chỉ mang lại cho chúng ta sự gia tăng về khả năng xử lý dữ liệu mà còn định hình lại khả năng lập mô hình và dự đoán các hệ thống hóa học bí truyền. Hóa học sẽ tiếp tục tác động như thế nào đến sự phát triển của nghiên cứu khoa học và phương pháp thử nghiệm trong tương lai?
