Surfactants are of high importance in different industrial sectors such as cosmetics, detergents, oil recovery and drug delivery systems. Therefore, many quantitative structure-property relationship (QSPR) models have been developed for surfactants. Each predictive model typically focuses on one surfactant class, mostly nonionics. Graph Neural Networks (GNNs) have exhibited a great predictive performance for property prediction of ionic liquids, polymers and drugs in general. Specifically for surfactants, GNNs can successfully predict critical micelle concentration (CMC), a key surfactant property associated with micellization. A key factor in the predictive ability of QSPR and GNN models is the data available for training. Based on extensive literature search, we create the largest available CMC database with 429 molecules and the first large data collection for surface excess concentration ($\Gamma$$_{m}$), another surfactant property associated with foaming, with 164 molecules. Then, we develop GNN models to predict the CMC and $\Gamma$$_{m}$ and we explore different learning approaches, i.e., single- and multi-task learning, as well as different training strategies, namely ensemble and transfer learning. We find that a multi-task GNN with ensemble learning trained on all $\Gamma$$_{m}$ and CMC data performs best. Finally, we test the ability of our CMC model to generalize on industrial grade pure component surfactants. The GNN yields highly accurate predictions for CMC, showing great potential for future industrial applications.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员