پیش‌بینی شرایط سنتز کلسیم‌فسفات‌های دوفازی با استفاده از شبکه‌ عصبی مصنوعی

متداول‌ترین روش سنتز کلسیم ‌فسفات‌های دوفازی برای کاربرد به عنوان بیومتریال، روش رسوب از محلول است. در این روش کنترل شرایط و عوامل واکنش از اهمیت بسیاری برخوردار است. برای پیش‌بینی شرایط چنین واکنشی می‌توان از روش‌های محاسباتی مانند شبکه‌های عصبی مصنوعی استفاده کرد.‌ شبکه‌های عصبی مصنوعی نوعی مدل‌سازی با الهام از سیستم‌های عصبی موجودات زنده هستند که مسائل را به نحو ساده‌تری قابل درک و توصیف می‌کنند. سنتز پودرها با استفاده از محلول‌های حاوی کلسیم و فسفر با نسبت‌های مختلف Ca به P صورت پذیرفت. pH محیط واکنش با استفاده از نیتریک اسید و سدیم هیدروکسید تنظیم شد. رسوب‌های حاصل به مدت یک ساعت در دمای 1100 درجه سلسیوس حرارت داده شدند. ترکیب شیمیایی پودرهای سنتز‌شده و نسبتCa/P در نمونه‌ها با استفاده از دستگاه پلاسمای جفت‌شده القایی تعیین شد. فازها و گروه‌های عاملی موجود در نمونه‌ها به ترتیب با استفاده از روش پراش پرتو ایکس و روش انتقال فوریه فروسرخ مشخص شدند. چهار شبکه سه‌لایه با الگوریتم یادگیری پس‌انتشار ِ خطا با ده نورون در لایه مخفی و تابع تحریک سیگموئید خطی و الگوریتم یادگیری لونبرگ-مارکوارت با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از آزمایش در چهار شکل متفاوت طراحی شد. بهترین نتیجه مربوط به شبکه ای با 80 درصد از داده‌ها برای مرحله یادگیری، 15 درصد برای مرحله اعتبارسنجی و 5 درصد برای مرحله آزمون بود. برای اطمینان از عملکرد مطلوب شبکه‌ها، هر کدام از چهار شبکه با استفاده از چهار داده جدید مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که نتایج تخمین زده شده توسط شبکه با نتایج به دست آمده از آزمایش مطابقت دارد.