I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,   Dec em b er   2 0 2 5 ,   p p .   8 2 2 ~ 8 2 9   I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct. v 1 4 i 3 . p p 822 - 8 2 9          822       J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   M o deling  chemic a l kinet ics o g eo p o ly mers us ing  ph y sics   inform ed n eura network       B les s o   Abra ha m ,   T hirum a la iv a s a l D ev a na t ha n Sud ha k a r   D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   S t .   J o se p h s C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   C h e n n a i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 7 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma r   1 5 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u n   9 ,   2 0 2 5       Us in g   a   p h y sic i n fo rm e d   n e u ra l   n e two rk   fo r   t h e   a n a ly sis   o f   g e o p o ly m e rs  a a n   a lt e rn a te m a teria fo c e m e n c a n   b e   a   v iab le ap p r o a c h ,   a s n e u ra l   n e two rk s   a re   c a p a b le  o m o d e li n g   c o m p lex ,   n o n l in e a re latio n sh i p i n   d a ta,  wh ich   c a n   b e   b e n e ficia f o re p re se n ti n g   th e   d y n a m ics   o c h e m ica p ro p e rti e s.  If  y o u   h a v e   a   su b sta n t ial  a m o u n o t h e o re ti c a d a ta,  a   n e u ra n e tw o rk   c a n   lea rn   p a tt e rn a n d   re latio n s h i p i n   th e   d a ta,  e v e n   wh e n   th e   u n d e rl y i n g   sy ste m   d y n a m ics   a re   n o we ll - d e fi n e d   o r   a re   d iffi c u lt   to   m o d e a n a ly ti c a ll y .   we ll - train e d   n e u ra n e two r k   c a n   g e n e ra li z e   fro m   t h e   train in g   d a ta  to   m a k e   p re d ictio n f o u n se e n   sc e n a rio s,   wh ich   c a n   b e   u se fu f o re al - ti m e   a n a ly sis  o th e   m a teria l.   K ey w o r d s :   C h em ical  k in etics   Geo p o ly m er izatio n   Geo p o ly m er s   Netwo r k   Ph y s ics in f o r m ed   n e u r al   T em p er atu r a p p r o x im atio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   B les s o   Ab r ah am   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ic  E n g i n ee r in g ,   St.  J o s ep h s   C o lleg o f   E n g in ee r in g   C h en n ai,   I n d ia   E m ail:   b less o ab r ah am @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Geo p o ly m er   was  o r ig in ally   u s ed   b y   J o s ep h   Dav id o v its   in   1 9 7 8 .   He  s u g g ested   p r o d u cin g   th e   b lo ck s   b y   p o u r in g   wate r ,   clay ,   lim e,   an d   cr u s h ed   lim esto n e   in to   m o u ld s .   W h en   t h is   m ater ial  f o r m e d   in to   a n   ar tific ial  s to n e,   h ca lled   it  g e o p o ly m e r .   On   th b asis   o f   t h e   s am id ea ,   s cien tis ts   h av cr ea ted   b r a n d - n ew  co n cr ete  th at  h as  ze r o   ce m en t   in   it!  T h ey   u s v ar iety   o f   w aste  m ater ials ,   in d u s tr ial  r esid u es,  an d   m in im ally   p r o ce s s ed   n atu r al  r eso u r ce s   in   p lace   o f   Po r tlan d   C em en t.  T h ese  waste  m ater ials   ar d if f icu lt  to   g et  r i d   o f   an d   m ig h h a r m   th e   en v ir o n m en i f   lef u n ch ec k ed .   T h er ef o r e,   u s in g   th em   c o u ld   s ig n if ican tly   r ed u ce   t h ca r b o n   f o o tp r i n o f   co n cr ete  [ 1 ] .   T h e y   ar e   f ly   ash ,   s o m etim es  r e f e r r ed   t o   as  PF ( p u lv er ized   f u el  ash ) ,   wh ic h   is   a   f in e,   p o wd er y   b y p r o d u ct  o f   b u r n in g   co a l in   p o wer   p lan ts .   I ts   m ain   co n s titu en ts   ar s ilico n   d io x id e,   alu m in iu m   o x id e,   a n d   ca lciu m   o x id e .   Me ta - k ao lin   is   p r o d u ce d   b y   h ea tin g   k a o lin   o r   C h in cl ay   to   1 , 5 0 0   d eg r ee s   Fah r en h eit  o r   8 0 0   d e g r ee s   C elsi u s .   I ca n   b u s ed   to   m ak tiles   an d   co n v e n tio n al  c o n c r et e.   Gr an u lated   b last   f u r n ac s lag   th at  h as  b ee n   g r o u n d   is   b y p r o d u ct  o f   m ak i n g   s teel.   I ts   h ig h   ca lciu m   s ilicate  h y d r ate  ( C SH)   co n ten im p r o v es  th ap p ea r a n ce ,   d u r ab ilit y ,   an d   s tr en g th   o f   co n cr ete.   Palm   o il  f u el  ash ,   o r   POFA,  is   cr ea ted   b y   b u r n in g   th h u s k s   an d   s h ells   o f   p alm   o il.  E v en   t h o u g h   it  ca n   b u s ed   to   m a k ce m en t,  th is   d an g er o u s   s u b s tan ce   is   u s u ally   d is p o s ed   o f   in   la n d f ills .   E ac h   o f   t h ese  r aw  m ater ials   h as  u n iq u p e r f o r m an ce   a n d   y ield s   d is tin ct  k in d   o f   g eo p o ly m e r   ce m en t.  T h e   m ajo r ity   o f   was te   p r o d u cts  co n tain   s ilico n   d i o x id e,   wh ic h   is   th s tr aig h tf o r war d   g e n er al  r esp o n s e.   T h ey   ar u s ed   with   an   alk alin ac tiv ato r   s u ch   as  p o tass iu m   o r   s o d iu m   h y d r o x id e,   to g et h er   with   p o t ass iu m   o r   s o d iu m   s ilicate.   A lu m in o s ilicate  g els  ar cr ea te d   wh en   th s ilico n   o x y g e n   s ilico n   b o n d s   d is in te g r ate  an d   allo alu m in iu m   a to m s   to   p ass   th r o u g h .   T h ese  g els  s o lid if y   in to   a   g eo p o l y m er   ce m en wh e n   m o r alk ali  is   a d d ed .   T h e   m i x tu r o f   ce m e n t,  a g g r eg ate,   an d   wate r   c r ea tes  g eo p o l y m er   co n cr ete.   Giv en   t h co m p lex ity   o f   g eo p o ly m er s   an d   th en v ir o n m e n tal  im p licatio n s   o f   th eir   u s e ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o   I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6         Mo d elin g   ch emic a l k in etics o f   g eo p o lyme r s   u s in g   p h ysics   in fo r med   n eu r a l n etw o r ( B less o   A b r a h a m)   823   m o d elin g   an d   an aly zin g   th eir   p r o p er ties   an d   p er f o r m a n ce   b ec o m cr u cial.   Ph y s ics - in f o r m ed   n eu r al  n etwo r k s   ( PIN Ns),   wh ich   h av e   s h o wn   p r o m is in   v ar io u s   d o m ain s   f o r   s o lv in g   d if f er en tial  eq u atio n s   an d   m o d elin g   co m p lex   s y s tem s   [ 2 ] ,   [ 3 ] ,   o f f er   an   in n o v ativ ap p r o ac h   to   u n d er s tan d in g   th b eh a v io r   an d   o p tim izin g   t h e   co m p o s itio n   o f   g eo p o ly m e r s .   T h is   m eth o d ,   b len d in g   d o m ai n   k n o wled g e   with   c o m p u tatio n al  m o d elin g ,   co u l d   lead   to   m o r e   ef f icien u s o f   w aste m ater ials   an d   f u r th er   ad v a n ce m en ts   in   s u s tain ab le  co n s tr u ctio n   m eth o d s .       2.   P I NN  VS A NN   Par tial  d if f er en tial  e q u atio n s   ( PDEs)   ar e   f u n d am en tal   in   ch ar a cter izin g   PIN Ns,  s er v in g   as   a   u n iv er s al  f u n ctio n   a p p r o x im a to r   ca p ab le  o f   in c o r p o r atin g   an y   p h y s ical  r u les  g o v er n in g   d ata  s et  in to   th e   lear n in g   p r o ce s s   [ 4 ] .   T h is   ca p ab ilit y   is   esp ec ially   v alu ab le  in   f ield s   wh er d ata  m ay   b s p ar s e,   r en d er in g   m an y   a d v an ce d   m ac h in e - lear n in g   al g o r ith m s   less   ef f ec tiv e .   I n   s u ch   co n tex ts ,   p r io r   k n o wled g o f   p h y s ical   p r in cip les  ac ts   as   r eg u lato r y   ag en with in   n eu r al  n etwo r k   ( NN)   tr ain in g ,   n ar r o win g   t h p o s s ib le  s o lu tio n   s p ac an d   e n h an cin g   ac cu r ac y   in   f u n ctio n   a p p r o x im atio n   [ 5 ] .   T h r is in g   p o p u lar ity   o f   PI NNs  ac r o s s   v ar io u s   en g in ee r in g   f ield s   is   lar g ely   d u to   th eir   p r o f icien c y   in   ad d r ess in g   p r ac tical  p r o b lem s   ch ar ac ter ized   b y   n o is y   in p u ts   an d   f r eq u en tly   m is s in g   p h y s ics  [ 6 ] .   Au to m atic  d if f er en tiatio n   en ab les  PIN Ns  to   e v alu ate  d if f er en tial   o p er ato r s   ac c u r ately   with o u th n ee d   f o r   d is cr etiza tio n ,   cr e atin g   m u ltit ask   lear n i n g   s ce n ar i o   th at  aim s   to   f it   o b s er v ed   d ata  wh ile  ad h er i n g   to   p h y s ical  laws  [ 7 ] .   Su ch   ap p licatio n s   h av b ee n   ex p lo r ed   in   h ea tr an s f er   ch allen g es  am o n g   o th er s ,   s h o wca s in g   th m eth o d s   e f f ec tiv en ess   wh er tr ad itio n al   co m p u tatio n al  ap p r o ac h es  m ay   f alter   [ 8 ] .   Fo r   ex a m p l e,   in v esti g atio n s   in to   co n v ec tio n   o n   h ea ted   s u r f ac es  u tili zin g   s p ar s tem p er atu r o b s er v atio n s   aim   to   d eter m in tem p er atu r an d   v elo city   f i eld s ,   in clu d in g   b o u n d ar y   co n d itio n s ,   illu s tr atin g   PIN Ns   p o ten tial  in   d er iv in g   co m p r eh e n s iv s o lu tio n s   f r o m   lim ited   d ata  [ 9 ] .   T h Stef an   p r o b lem ,   ad d r ess in g   two - p h ase  f lo with   th g o a o f   in f er r in g   m o v i n g   in ter f a ce s   an d   d is tin ct  p h ase  p r o p e r ties   f r o m   m in im al   tem p er atu r e   m ea s u r em e n ts ,   f u r th er   ex em p lifie s   PIN Ns  u tili ty   [ 1 0 ] .   wid e   ar r a y   o f   in d u s tr ial  ap p licatio n s ,   p ar tic u lar ly   in   p o wer   elec tr o n i cs,  u n d e r s co r es  th e   p r ac tical   b en ef its   o f   PIN Ns  in   b r id g in g   t h d iv i d b etwe en   co m p u tatio n al  an d   ex p e r im en tal  ap p r o ac h es  to   h ea tr an s f e r   an d   s o lv in g   p r o b le m s   co n s id er ed   in tr ac tab le   by  co n v en tio n al  m eth o d s   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   T h is   attr ib u t o f   PI NNs  to   in ter p r et  p h y s ical  l aws  th r o u g h   p a r tial  d if f er en tial  eq u atio n s   ( e. g . ,   N av ier   Sto k es  eq u atio n s   f r o m   f lu id   m ec h a n ics)  r ein f o r ce s   th eir   s ig n if ican ce   in   q u an tify in g   s y s tem   d y n am ics u n d er   d ef in e d   co n d itio n s   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   Un d e r s tan d in g   PIN Ns  a ls o   r eq u ir es  g r asp   o f   b asic  n eu r al   n etwo r k   f u n c tio n s ,   wh ich   ap p r o x im ate   m ap p in g   f u n ctio n   f r o m   i n p u t   v ec to r s   to   o u tp u t,   u tili zin g   weig h ts   an d   b iases   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   T h r o u g h   m u ltip le  l ay er s   an d   ac tiv atio n   f u n ctio n s ,   n eu r al  n etwo r k s   ac h iev co m p lex   f u n ctio n   ap p r o x im atio n s ,   ess en tial  f o r   m o d elin g   p h y s ical  p h en o m en [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   B ac k - p r o p a g atio n ,   cr u cial  f o r   lea r n in g   f r o m   d ata,   an d   th av ail ab ilit y   o f   g r a d ien ts ,   en ab lin g   th ap p licatio n   o f   p h y s ics  to   n eu r al  n etwo r k s ,   ar f o u n d atio n al  elem en ts   o f   PIN Ns  [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ] .   T h d e v elo p m en o f   cu s to m   lo s s   f u n ctio n s   in c o r p o r atin g   d if f er en tial  eq u atio n   r esid u als,  alo n g s id in itial  an d   b o u n d ar y   co n d itio n s ,   f ac ilit ates  th r eso lu tio n   o f   d if f er en tial   eq u atio n s   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .   PIN Ns  s tan d   o u wh e n   d ata  is   s ca r ce   b u th e   u n d er ly in g   p h y s ical  p r in cip les  ar well  u n d er s to o d .   T h ey   ap p ly   th m a th em atica f r am ewo r k   o f   d if f e r en tial  eq u atio n s   t o   im p o s p h y s ical  co n s tr ain ts   o n   n e u r al  n etwo r k s ,   lev er ag i n g   u n iv e r s al  ap p r o x im atio n   ca p a b ilit ies  an d   r ea d ily   av ailab le  d er iv ativ es  [ 2 3 ] .   Ne u r al  n etwo r k s   th u s   b e co m e   p o wer f u to o ls   f o r   o p tim izin g   s o lu tio n s   to   c o m p le x   d if f er en tial  e q u atio n s ,   s u p p o r ted   b y   cu s to m   lo s s   f u n ctio n s   th at  in teg r ate   p h y s ical  laws  d ir ec tly   in to   th e   lear n in g   p r o ce s s   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .       3.   M AT H E M AT I CA L   ANA L YSI S O F   G E O P O L Y M E RS   T h m ath em atica an aly s is   o f   g eo p o l y m er s ,   p ar ticu lar ly   th r o u g h   th len s   o f   d if f er e n tial  eq u atio n s   to   d escr ib ch em ical  r ea ctio n s ,   is   p iv o tal  in   u n d er s tan d in g   th k in etics  an d   m ec h an is tic  p ath way s   o f   g eo p o l y m er izatio n   r ea cti o n   s ee n   in   Fig u r 1 .   T h d i f f er e n tial  eq u atio n   r e p r esen tin g   th r ate  o f   ch em ica l   r ea ctio n s   ca n   ex p r ess   th c h a n g in   co n ce n tr atio n   o f   r ea ctan ts   an d   p r o d u cts  o v er   tim e.   F o r   a   s im p le  r ea cti o n   wh er r ea ctan t A   co n v er ts   to   p r o d u ct  B   with   r ate  c o n s tan K1 ,   th eq u atio n s   ca n   b e   s tated   as:     ( ) / ( ) = 1 [ ]   ( 1 )     Her e,   [ A]   d e n o tes  th c o n c en tr atio n   o f   r ea ctan A.   Similar ly ,   f o r   p r o d u ct  B ,   th e   r a te  o f   f o r m atio n   is   p r o p o r tio n al  to   its   co n ce n tr ati o n .     ( ) / ( )   =   1 [ ]   ( 2 )     I n   m o r c o m p lex   s ce n ar i o s ,   s u ch   as  th o s in v o lv in g   m u ltip le  r ea ctan ts ,   in ter m ed iates,  an d   r ev er s e   r ea ctio n s ,   s im ilar   r ate - co n ce n tr atio n   m o d els  ca n   b co n s tr u cted   to   d escr ib th e   s y s tem   d y n am ics.  Geo p o ly m er izatio n ,   ch ar ac te r ized   b y   its   co m p lex ity ,   in v o lv es  th tr an s f o r m atio n   o f   alu m in o s ilicate  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l,  Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,   Dec em b er   2 0 2 5 822 - 8 2 9   824   p r ec u r s o r s   in t o   s tr u ctu r e d   n etwo r k   th r o u g h   s u ch   c h em ical  r ea ctio n s .   T h is   p r o ce s s   d em an d s   m u ltid is cip lin ar y   ap p r o ac h   c o m b in in g   ex p e r im en tal  tech n iq u es  lik in f r ar ed   s p ec tr o s co p y   an d   h i g h - en e r g y   X - r ay   d i f f r ac tio n   to   p r o b t h m o lecu la r   an d   n an o   s tr u c tu r al  ch an g es,  alo n g s id th er m o g r av im et r y   a n d   r h eo lo g y   to   ass ess   p h y s ica p r o p er ties .   T h m ath em a tical  m o d elin g   o f   g e o p o ly m er s   s er v es  as  co m p lem en tar y   to o to   th ese  ex p er im en tal  tech n iq u es,  o f f er in g   in s ig h ts   in to   th r ea ctio n   k in etics  ac r o s s   d if f er en t   s ca les.  T h r o u g h   th ap p licatio n   o f   d if f er en tial   eq u atio n s ,   in f o r m e d   b y   d at s u ch   as  r ea ctan t   co n ce n tr atio n s   an d   r ate  c o n s tan ts   u n d er   s p ec if ic  i n itial  an d   b o u n d a r y   co n d itio n s ,   q u a n titativ f r am ewo r k   ca n   b d e v elo p ed   to   s im u la te  th g eo p o ly m er izatio n   p r o ce s s .   T h is   m o d elin g   ca p a b i lity   is   cr u cial  f o r   d esig n in g   g e o p o ly m er   m ix t u r es  tailo r ed   f o r   s p ec if ic  a p p licatio n s ,   en h an cin g   q u ali ty   co n tr o d u r in g   m an u f ac tu r in g ,   an d   o p tim izin g   th e   m ater ial   p r o p er ties .   C o m p ar in g   th s o lu tio n s   o f   th ese  m ath em atica l   m o d els  with   ex p er im en tal  d at a,   s u ch   as  ca l o r im etr ic  m ea s u r em en ts ,   v a lid ates  th ac c u r ac y   o f   t h m o d els  an d   th eir   p r ed ictiv p o wer .   Ad d i tio n ally ,   m o d elin g   th h ea ev o lu tio n   d u r in g   g e o p o ly m er izatio n   ca n   in f o r m   s tr ateg ies  to   ac ce ler ate  th e   s ettin g   an d   h a r d en in g   p r o ce s s es,  cr u cial  f o r   in d u s tr ial  p r o d u ct io n .   PIN Ns  o f f er   a   f o r w ar d - l o o k in g   a p p r o ac h   to   t ac k le  th e   m ath em atica m o d el in g   ch alle n g es  ass o ciate d   wit h   g e o p o ly m er s .   B y   in teg r atin g   th g o v er n i n g   p h y s ical  law s ,   s u ch   as  th d if f er en tial  eq u atio n s   d escr ib in g   ch e m ical  r ea ctio n s   an d   h ea tr an s f er ,   in t o   th ar c h itectu r o f   n eu r al   n etwo r k s ,   PIN N s   ca n   lear n   th c o m p lex   r elatio n s h ip s   in h er e n in   th g eo p o ly m er izatio n   p r o ce s s .   T h is   ap p r o ac h   n o o n ly   e n h an ce s   th p r ed ictiv ac c u r ac y   o f   th m o d els  b u t   also   o p en s   n ew  av en u es  f o r   d is co v er in g   n o v el  g eo p o ly m er   f o r m u latio n s   an d   o p tim i zin g   m a n u f ac t u r in g   p r o ce s s es  th r o u g h   c o m p u tatio n al  s im u latio n s .   I n   co n clu s io n ,   th m ath e m atica an aly s is   o f   g eo p o l y m er s ,   s u p p o r ted   b y   b o th   tr ad itio n al  an d   PIN N - b ased   m o d elin g   ap p r o ac h es,  is   ess en tial  f o r   ad v a n cin g   o u r   u n d er s tan d i n g   o f   g eo p o ly m er   ch em is tr y ,   im p r o v in g   m ater ial  p r o p er ties ,   an d   f o s ter in g   in n o v atio n   in   s u s tain ab le  co n s tr u ctio n   m ater ials .           Fig u r 1 .   Geo p o ly m e r izatio n   c h em ical  r ea ctio n       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h r esu lts ,   r ep r esen ted   b y   s er ies   o f   f ig u r es,  p r o v id an   in - d ep th   ex am i n atio n   o f   th g eo p o l y m er izatio n   p r o ce s s ,   e m p lo y in g   d u al  a p p r o ac h   o f   m ath em atica o b s er v atio n   an d   PIN m o d elin g   to   u n d er s tan d   th k i n etic  an d   d y n am ic  asp ec ts   o f   th is   co m p lex   r ea ctio n .   Fig u r 2   tem p er at u r ap p r o x im atio n   is   th r ee - d im en s io n al   ( 3 D)   s ca tter   p lo t   th at  eleg a n tly   d e m o n s tr ates  th r elatio n s h ip   b etwe en   tem p er atu r e,   tim e,   an d   th e   ch an g in   co n ce n tr a tio n   o f   r ea ctan ts   d u r in g   th g eo p o l y m er izatio n   r ea ctio n .   T h p lo t   r ev ea ls   a   si g n if ican co r r elatio n   b etwe e n   tem p e r atu r e   ( x 1   ax is ,   r an g in g   f r o m   - 1   to   1 )   an d   t h c h an g in   co n ce n tr atio n   (z - ax is ) ,   o v er s h ad o win g   th t im f ac to r   ( x 2   a x is ,   f r o m   0   t o   1 ) .   T h is   p atter n   in d icate s   a n   in v e r s p ar a b o lic   r elatio n s h ip ,   s u g g esti n g   th at  a elev ated   tem p e r atu r es,  th e   co n ce n tr atio n   o f   r ea ctan ts   d im in is h es  m o r s wif tly .   T h is   b eh av io r   is   in d icativ o f   an   en d o th er m ic  r ea ctio n ,   wh er ein   r ea ctan co n s u m p tio n   in ten s if ies  with   r i s in g   tem p er atu r es a   p h en o m en o n   c h ar ac ter is tic  o f   m an y   ch em ica l p r o ce s s es b u t p ar ti cu lar ly   r el ev an t in   th co n tex t   o f   g eo p o ly m e r izatio n .   Su ch   tem p er atu r e - d r iv en   k in etics,  esp ec ially   u n d er   th e   co n s tr ai n o f   lo r ea ctan t   co n ce n tr atio n s ,   p o in to   s ce n ar io   wh er th er m al  co n d itio n s   ex er d o m in an in f lu en c o v er   th r ea ctio n   r ate,   co n s eq u en ce   o f   th s ig n if ican r o le  p lay e d   b y   th ac t iv atio n   en er g y   in   s u ch   p r o ce s s es.  T h Ar r h en iu s   eq u atio n ,   wh ich   d e f in es  th r ate  o f   ch em ical  r ea ctio n   as  f u n ctio n   o f   tem p er atu r e ,   u n d e r s co r es  th cr itical  n atu r o f   th is   r elatio n s h ip .   Sm all  f lu ctu atio n s   in   tem p e r atu r ca n   p r o f o u n d ly   af f ec t   th r ea ctio n   r ate,   p ar ticu lar ly   wh en   t h ac tiv atio n   en er g y   o f   th p r o ce s s   is   s u b s tan tial.  Un d er s tan d in g   th e   in tr icac ies  o f   th is   r elatio n s h ip   is   p ar am o u n f o r   o p tim izin g   g eo p o ly m er   s y n t h esis .   T h d ata  s u g g est  m ea n s   to   p r ed ict  th p r o g r ess io n   o f   th r ea ctio n   ac r o s s   d if f er en tem p o r al  an d   th e r m al  co n d itio n s ,   f ac ilit atin g   th in d u s tr ial  s ca lin g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o   I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6         Mo d elin g   ch emic a l k in etics o f   g eo p o lyme r s   u s in g   p h ysics   in fo r med   n eu r a l n etw o r ( B less o   A b r a h a m)   825   o f   g eo p o ly m er   p r o d u ctio n   wh er co n tr o o v er   m ater ial  p r o p er ties   is   cr u cial  f o r   q u ality   ass u r an ce .   As  we   ad v an ce   t o   Fig u r 3 ,   th e   co m p lex ity   o f   th e   m o d el  is   en h an ce d   b y   in teg r atin g   tim e - d ep en d e n k in etics  alo n g s id th er m al  in f lu e n ce s ,   p o r tr ay i n g   co m p r eh en s iv v iew  o f   th r ea ctio n s   ev o lu tio n .   Her e,   th e   d ep en d e n cy   o n   b o th   tem p o r al   an d   th er m al  v ar iab les  h er ald s   m o r co m p lex   m ec h an is m ,   r ef lectiv o f   th e   r ea ctio n s   ac tu al  p r o g r ess io n   an d   th in ter p lay   b etwe en   th e   co n s u m p tio n   o f   r ea ctan ts   an d   th f o r m atio n   o f   n ew  p r o d u cts.           Fig u r 2 .   T e m p er atu r ap p r o x i m atio n           Fig u r 3 .   T e m p er atu r an d   f ir s t o r d er   a p p r o x im atio n       Fig u r 3   s h o wn   te m p er atu r e   an d   f ir s o r d er   ap p r o x im ati o n   co n tr asts   m ar k e d ly   with   th in itial  o b s er v atio n s ,   o f f er i n g   a   d ee p e r   d iv e   in to   th in ter p lay   b etwe en   tem p er at u r e,   tim e,   an d   c o n ce n tr atio n   c h an g es.  T h is   g r ap h   d elin ea tes  m o r e   p r o n o u n ce d   tem p e r atu r i n f l u en ce   o n   co n c e n tr atio n   ch an g es,  s h o wca s in g   s teep er ,   m o r e   d ir ec r esp o n s o f   t h r ea ctio n   r ate   to   t em p er atu r e   v ar iatio n s .   T h d ep icted   d y n am ics   u n d er s co r t h cr itical  im p a ct  o f   b o th   t h f ir s t - o r d er   k i n etic  eq u atio n   a n d   th tem p er atu r e - d ep en d en t   Ar r h en iu s   eq u atio n   o n   t h r ea ctio n s   p r o g r ess io n .   T h en h a n ce d   tem p er atu r s en s itiv ity   o b s er v ed   h er alig n s   with   co m m o n   c h em ical  r ea ct io n   b eh a v io r ,   wh er in cr ea s e d   tem p er atu r ac ce le r ates  r ea ctio n   r ates  th r o u g h   h eig h ten ed   m o lec u lar   ac tiv it y   an d   th i n cr ea s ed   lik elih o o d   o f   co llis io n   ev en ts   s u r p a s s in g   th ac tiv atio n   en er g y   b a r r ier .   No tab ly ,   th ti m e - d ep en d en v ar iatio n   in   co n ce n tr atio n   ch a n g es  s u g g ests   g r ad u al  ev o lu tio n   o f   th r ea ctio n ,   with   th in i tial  s tag es  s h o win g   less   p r o n o u n ce d   co n ce n tr atio n   c h an g es  ev en   at  h ig h e r   tem p er atu r es.  T h is   p atter n   ev o lv es  as  th r ea ctio n   p r o g r ess es,  h ig h lig h tin g   th d im i n is h in g   co n ce n tr atio n s   o f   r ea ctan ts   o v er   tim d u to   o n g o in g   c o n s u m p tio n .   T h b o u n d ar y   an d   in itial  co n d itio n s   estab lis h ed   f o r   th is   r ea ctio n   m o d el  p r o v id e   f o u n d atio n al  f r am ewo r k   f o r   u n d e r s tan d in g   th ese  d y n am ics.  At  th in itial  m o m en t   ( tim e= 0   t=0 ) ,   ir r esp ec tiv e   o f   t h tem p er at u r e,   th r e ac tan c o n ce n tr atio n   r etain s   its   o r ig in al  v alu e,   in d icatin g   th ab s en ce   o f   r ea ctio n   p r o g r ess .   At  th m in im u m   tem p er atu r ( x 1 =− 1 ) ,   th r ea ctio n   r em ain s   u n in itiated ,   p r eser v in g   th o r i g in al  co n c en tr atio n   o f   r ea ctan ts ,   r ef lect iv o f   an   en v ir o n m en to o   c o ld   to   ac tiv ate  th r ea ctio n .   C o n v er s ely ,   at  th m ax im u m   tem p er at u r ( x 1 =1 ) ,   t h r ea ctio n   p r o ce ed s   in s tan tan eo u s ly ,   co n s u m in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l,  Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,   Dec em b er   2 0 2 5 822 - 8 2 9   826   all  r ea ctan ts   an d   r ed u cin g   th e ir   co n ce n tr atio n   to   ze r o ,   d em o n s tr atin g   th r ea ctio n s   co m p letio n   at  elev ated   tem p er atu r es.  T h is   d etailed   an aly s is   p r o v id ed   b y   Fig u r 3   e n h an ce s   o u r   co m p r eh e n s io n   o f   g eo p o l y m er izatio n   b y   elu cid atin g   th n u a n ce d   ef f ec ts   o f   tem p er atu r an d   tim e   o n   r ea ctio n   k in etics.  T h m o d el  u n v eils   m o r in tr icate   p ictu r o f   h o g eo p o ly m er   s y n th esis   is   in f lu en ce d   b y   th ese  f ac to r s ,   o f f er in g   v alu ab le  in s ig h ts   f o r   o p tim izin g   p r o d u ctio n   p ar am eter s .   T h id en tific atio n   o f   s teep er   tem p er at u r g r ad ien ts   with in   th r ea ctio n p r o g r ess io n   n o o n ly   allo ws  f o r   p in p o in tin g   o p tim al  s y n th esi s   co n d itio n s   b u also   h ig h lig h t s   o p p o r tu n ities   f o r   en er g y   o p tim izatio n ,   u n d er s c o r in g   th p o ten tial  f o r   m o r e   s u s tain ab le  an d   e f f icien g eo p o ly m er   p r o d u ctio n   p r ac tices.   Pro g r ess io n   to war d s   o p tim izi n g   th e   PIN f o r   o u r   g eo p o l y m er izatio n   r ea ctio n   m o d el   i s   v iv id ly   illu s tr ated   in   Fig u r es  4   an d   5 ,   wh er we  o b s er v th tr a in in g   an d   test in g   lo s s   m etr ics  o v er   n u m er o u s   o p tim izatio n   s tep s .   Fig u r es  4   an d   5   en ca p s u lates  th ess en ce   o f   lear n in g   p r o ce s s   r ea ch in g   f r u i tio n .   T h e   co n s is ten an d   lin ea r   r ed u ctio n   in   b o th   tr ain in g   a n d   test in g   lo s s es  is   h allm ar k   o f   th PIN N s   ab ilit y   to   b r id g e   th g ap   b etwe en   th eo r etica p r ed ictio n s   an d   ac tu al  ex p e r im en tal  d ata.   T h is   d ec lin is   em b lem atic  o f   th e   n etwo r k s   in cr ea s in g   ac u m e n   in   ca p tu r in g   th in tr icac ies  o f   g eo p o l y m er izatio n   k in etics,  a d ju s tin g   its   in ter n al   p ar am eter s   weig h ts   an d   b iases   to   r ef in its   p r ed ictiv p r o wes s .   Fig u r 4   ca p tu r es  th jo u r n e y   o f   lear n in g   f r o m   th tr ain in g   d ata  s et.   T h d ec l in in   tr ain in g   lo s s   s ig n if ies  t h m o d el s   g r o win g   co m p ete n ce   in   in ter n alizin g   th k in etics  it s   b ein g   tr ain e d   o n ,   s u g g esti n g   r o b u s lear n i n g   cu r v n o m ar r e d   b y   s tag n atio n   o r   r eg r ess io n .   Fig u r 5   ex ten d s   th is   n ar r ativ to   u n s ee n   d ata,   s h o wca s in g   th m o d el s   ap titu d to   ap p ly   lear n ed   p r in cip les   b ey o n d   th c o n f in es  o f   its   tr ain in g   d ata.   T h r ed u ctio n   in   test in g   lo s s   co r r o b o r ates  th e   m o d el s   ab ilit y   t o   g en er alize   well,   m itig atin g   c o n ce r n s   o f   o v er - f itti n g   an d   u n d er s co r i n g   its   ad a p tab ilit y .   T h c o n v e r g en ce   o b s er v ed   in   th ese  p lo ts   s ig n als  m o r th an   ju s s u cc es s f u o p tim izatio n   it  d en o tes  th PIN N s   ad h er en ce   to   th f u n d am en tal   p h y s ical  laws  th at  g o v e r n   th g eo p o l y m er izatio n   p r o ce s s .   T h c h o s en   o p tim izatio n   alg o r ith m s   s tan d   v ali d ated   as  g o o d   o p tim izer s ,   a d ep at  n a v ig atin g   th e   co m p le x   p ar a m et er   s p ac to   e n h an ce   b o th   th ac c u r ac y   a n d   g en er al izab ilit y   o f   th m o d el s   p r e d i ctio n s .   C r u cially ,   th co n s is ten alig n m en o f   th e   m o d el  with   th p r ed ef in e d   p h y s ical  co n d itio n s   r ea f f ir m s   th PIN N s   ca p ac ity   to   n o m er el y   f it  d ata  b u to   d o   s o   in   m an n e r   th at  r esp ec ts   th s cien tific   p r in cip les  u n d er ly in g   g e o p o l y m er   c h em is tr y .   T h is   co n g r u e n ce   b etwe en   d ata - d r iv e n   lear n in g   an d   p h y s ical  law  co m p lian c r ein f o r ce s   th PIN N s   r o le  as  r eliab le  an d   in s ig h tf u to o f o r   d is s ec tin g   an d   f o r ec asti n g   th d y n a m ics  o f   g eo p o l y m er s ,   o p en i n g   u p   n ew  av en u es  f o r   o p tim izin g   m ater ial  c o m p o s itio n s   an d   r ea ctio n   co n d itio n s   in   th p u r s u it o f   s u s tain ab le  co n s tr u ctio n   m ater ials .           Fig u r 4 .   T r ain in g   l o s s           Fig u r 5 .   T esti n g   l o s s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o   I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6         Mo d elin g   ch emic a l k in etics o f   g eo p o lyme r s   u s in g   p h ysics   in fo r med   n eu r a l n etw o r ( B less o   A b r a h a m)   827   Fig u r 6   in tr o d u ce s   3 s ca tter   p lo th at  ex p lo r es  th in ter p lay   b etwe en   tem p er at u r e,   tim e,   an d   co n ce n tr atio n   ch a n g e   d u r in g   g eo p o l y m er izatio n .   Un lik e   ea r lier   s tag es  f o c u s ed   o n   tem p e r atu r e s   im m e d iate  ef f ec ts ,   th is   f ig u r s u g g ests   tr an s itio n   to   p h ase  w h er tim b ec o m es  th d o m in an f ac to r   in f lu en ci n g   r ea ctan co n ce n tr atio n .   T h is   s h if in d icate s   th r ea ctio n s   p r o g r ess io n   i n to   a d v an ce d   s tag es,  lik el y   co r r esp o n d in g   to   cu r in g   o r   s et tin g   p r o ce s s es  cr itical  f o r   th m ater ial s   f in al  p r o p e r ties .   T h p lo i m p li es  th at   af ter   th e   in itial,  tem p er atu r e - s en s itiv p h ase,   th e   r ea ctio n s   k in etics  ar e   in cr ea s in g ly   g o v er n ed   b y   tim e - d ep en d e n p r o ce s s es,  s u ch   as  d if f u s io n   o r   s lo r ea ctio n s   a m o n g   r em ain in g   r ea ctan ts .   I f   attr ib u ted   to   PIN m o d elin g ,   t h d ata  d is tr ib u ti o n   r ef l ec ts   an   im p r o v e d   u n d er s tan d in g   o f   th g e o p o ly m e r izatio n   d y n am ics,  h ig h lig h tin g   th m o d el s   en h a n ce d   p r e d ictiv ac cu r ac y   o v er   tim an d   ac r o s s   tem p er atu r es.   T h is   ad v an ce m en t   is   cr u cial  f o r   f in e - tu n in g   g e o p o ly m er   s y n th esis ,   allo win g   f o r   p r ec is co n tr o o v er   c u r i n g   co n d itio n s   an d   m ix   d esig n   to   ac h iev e   d esire d   m ate r ial  ch ar ac ter is tics .   Fig u r 7   u n v eils   tim e - s er ies  p lo th at  s p an s   f r o m   0   to   1 0 0   o n   th x - a x is ,   with   y - ax is   v alu es  r an g in g   f r o m   - 2 0   to   1 0 ,   d e p ictin g   o s cillato r y   b eh av i o r   p o te n tially   in d icativ o f   k e y   r ea ctio n   p h en o m e n o r   m o d el   lear n in g   m etr ics  in   th g e o p o ly m er izatio n   p r o ce s s .   T h p lo t s   in itial  h ig h   am p litu d f lu c tu atio n s ,   g r ad u ally   tap er in g   to   m o r c o n s is ten t,  p er io d ic  o s cillatio n s ,   o f f e r   in s ig h in to   th e   r ea ctio n s   o r   m o d el s   ev o lu tio n   o v er   tim e.   S h o u ld   th ese  o s cillatio n s   co r r esp o n d   t o   r ea ctio n   k in et ics,  th ey   m i g h r e f lect  v a r iab l f lu ctu atio n s   s u ch   as  tem p er atu r e,   p r ess u r e,   o r   v is co s ity   ch ar ac ter is tic  o f   tr an s itio n in g   f r o m   th h ig h ly   r ea ct iv in itial  m ix in g   p h ase  to   m o r s tab le   s tate  as   th r ea ct io n   n ea r s   co m p letio n .   T h is   tr an s itio n   is   cr itical  f o r   p in p o in tin g   o p tim al   s tag es  f o r   in ter v en tio n ,   ad ju s tm en ts ,   o r   cu r in g   in   th g e o p o ly m e r   p r o d u ctio n   p r o ce s s .   Alter n ativ ely ,   if   r ep r esen tin g   t h PIN m o d el s   p er f o r m an ce   m etr ics,  th d ec r ea s in g   am p litu d e   in   f lu ctu atio n s   co u ld   s ig n if y   th m o d el s   p r o g r ess iv ad ap tatio n   an d   r ef in em e n t,  ac h iev in g   s tab ilized   u n d er s tan d in g   a n d   p r ed ictio n   o f   th e   g eo p o l y m er izatio n   d y n am ics.  T h is   lear n in g   cu r v u n d er s co r es  th PIN N s   g r o win g   p r o f icien c y   an d   its   im p licatio n s   f o r   o p tim izin g   th r ea ctio n   co n d itio n s   to   e n h an ce   m ater ial  p r o p er ties   an d   p r o d u ctio n   e f f icien cy .   Fig u r es  th u s   en ca p s u late  th c o m p lex ity   an d   p r o g r ess io n   o f   th g eo p o ly m er izatio n   p r o ce s s ,   wh eth er   th r o u g h   d ir ec ex p er im en tal  o b s er v atio n   o r   as  r ef lectio n   o f   th c o m p u tatio n al  m o d el s   o p tim iz atio n   jo u r n e y .   T h is   an aly s is   is   in s tr u m en tal  in   ad v an cin g   o u r   u n d er s tan d i n g   o f   g eo p o ly m er   s y n t h esis   an d   th ap p licatio n   o f   cu ttin g - ed g e   m o d elin g   tech n iq u es to   d r iv i n n o v atio n s   in   s u s tain ab le  co n s tr u ctio n   m ater ials .             Fig u r 6 .   R ea ctio n   k in etics in   g eo p o l y m er izatio n     Fig u r 7 .   T im e - s er ies an aly s is   o f   g e o p o ly m er izatio n       5.   CO NCLU SI O N   T h co m p r e h en s iv an aly s is   o f   g eo p o ly m er izatio n   th r o u g h   b o th   ex p er im en tal  in v esti g atio n   an d   ad v an ce d   co m p u tatio n al  m o d elin g   h as  y ield ed   s ig n if ican in s ig h ts   in to   th r ea ctio n   k in etics  o f   th is   s u s tain ab le  co n s tr u ctio n   m ate r ial.   T h e   ex p er im e n tal  d ata   h as  p r o v id e d   r o b u s r ate  co n s tan ts   an d   Ar r h en i u s   p ar am eter s ,   wh ich ,   wh en   in p u in to   th PIN N,   allo f o r   p r ec is m o d elin g   o f   th r ea ctio n   d y n am ics  a v ar io u s   tem p er atu r es a n d   o v e r   n u m er o u s   tim s tep s .   T h u s o f   PI NN  f o r   th is   ap p licatio n   g o es b ey o n d   co n v en tio n al  o p tim izatio n it o f f er s   a   p r e d ic tiv to o th at   u tili ze s   th f u n d a m en tals   o f   m ac h in lea r n in g   wh ile  in co r p o r atin g   th u n d er ly in g   p h y s ical  la ws  th at  g o v e r n   g eo p o ly m er izatio n .   B y   f ee d in g   t h n etwo r k   ac cu r ate  ex p e r im en tal   d ata  o n   c o n ce n tr atio n   c h an g e s   o v er   tim e,   t h PIN b ec o m es  f in ely   tu n e d   to   p r ed ict  t h r ea ctio n s   b eh a v io r   u n d er   d if f e r en c o n d itio n s .   W ith   th ese  o p tim ized   m o d els,  th co n s u m p tio n   o f   v alu ab le   an d   r ar e   m ater ials   ca n   b m in im ized   b y   f in e - t u n in g   th r ea ctio n   p a r am eter s .   T h ab ilit y   to   ad ju s tem p er atu r es  to   in f lu en ce   th e   r ea ctio n   k in etics o p en s   th d o o r   to   m o r ef f icien t u s o f   r eso u r ce s   an d   r ed u ctio n   in   th c o s ts   as s o ciate d   with   g eo p o l y m er   p r o d u ctio n .   Fu r t h er m o r e ,   th e   n eu r al  n etwo r k   m o d el  ca n   ass is in   id en t if y in g   t h o p tim al  tem p er atu r r an g f o r   g eo p o ly m er   s y n th esis ,   alo n g   with   s u i t ab le   ca taly s ts ,   b y   lev er ag in g   its   u n d er s tan d in g   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l,  Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,   Dec em b er   2 0 2 5 822 - 8 2 9   828   th ac tiv atio n   e n er g y   in v o lv e d   in   th e   p r o ce s s .   S u ch   ad v an ce m en ts   f ac ilit ated   b y   PIN co u ld   s ig n if ica n tly   en h an ce   th p r o d u ctio n   s ca le   an d   q u ality   o f   g eo p o l y m er s .   B y   p r o v i d in g   clea r e r   u n d er s tan d in g   o f   th e   r ea ctio n   m ec h an is m s ,   PIN Ns  ca n   h el p   in   d esig n i n g   g eo p o ly m er   m ix t u r es  th at   ar e   n o t   o n ly   co s t - ef f ec t iv b u t   also   p o s s ess   th d esire d   m ec h an ical  an d   d u r ab ilit y   p r o p e r ties .   T h in teg r atio n   o f   m ac h in lear n in g   with   tr ad itio n al  ex p er im e n tal  tech n iq u es m ar k s   leap   f o r war d   in   th f ield   o f   m ater ials   s cien ce ,   o f f er in g   p o wer f u l   ap p r o ac h   to   tac k lin g   t h ch a llen g es  ass o ciate d   with   th p r o d u ctio n   o f   g eo p o ly m er s   a n d ,   m o r b r o a d ly ,   ad v an cin g   th tech n o lo g y   o f   s u s tain ab le  m ater ials .       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h au th o r   wis h es  to   ex ten d   h ea r tf elt  g r atitu d to   Har is h   S,  f ello s tu d en t,  f o r   h is   g en er o u s   f in an cial  s u p p o r t to w ar d s   th p u b licatio n   o f   th is   p ap e r .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   B les s o   Ab r ah am                               T h ir u m alaiv asal  Dev an ath an   Su d h ak ar                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h in p u t   d ata  is   tak en   f r o m   t h b o u n d ar y   co n d itio n s   o f   th e   d if f er en tial  e q u atio n s .   T h o u tp u d ata   o f   s ix   g r a p h s   f r o m   Fig u r 2   to   Fig u r 7   was c r ea ted .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   H a r a n d i ,   A .   M o e i n e d d i n ,   M .   K a l i sk e ,   S .   R e e s e ,   a n d   S .   R e z a e i ,   M i x e d   f o r m u l a t i o n   o f   p h y s i c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k f o r   t h e r mo - me c h a n i c a l l y   c o u p l e d   s y st e ms  a n d   h e t e r o g e n e o u s   d o m a i n s,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   f o r   N u m e r i c a l   M e t h o d s   i n   En g i n e e ri n g ,   v o l .   1 2 5 ,   n o .   4 ,   p .   e 7 3 8 8 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / n me . 7 3 8 8 .   [ 2 ]   S .   R e z a e i ,   A .   M o e i n e d d i n ,   a n d   A .   H a r a n d i ,   L e a r n i n g   so l u t i o n   o f   n o n l i n e a r   c o n st i t u t i v e   m a t e r i a l   m o d e l u si n g   p h y s i c s - i n f o r m e d   n e u r a l   n e t w o r k s :   C O M M - P I N N ,   a rx i v   p r e p ri n t :   2 3 0 4 . 0 6 0 4 4 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 3 0 4 . 0 6 0 4 4 .   [ 3 ]   E.   S ma l l ,   A n   a n a l y s i o f   p h y si c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k s ,   a rx i v   p re p ri n t :   2 3 0 3 . 0 2 8 9 0 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 3 0 3 . 0 2 8 9 0 .   [ 4 ]   K .   M .   G r a c z y k   a n d   K .   W i t k o w s k i ,   B a y e si a n   r e a s o n i n g   f o r   p h y s i c s   i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k s,   a r x i v   p re p r i n t :   2 3 0 8 . 1 3 2 2 2 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 3 0 8 . 1 3 2 2 2 .   [ 5 ]   Y .   Z h a n g ,   X .   Zh u ,   a n d   J.   G a o ,   S e i s mi c   i n v e r si o n   b a s e d   o n   a c o u s t i c   w a v e   e q u a t i o n u s i n g   p h y si c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k ,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   G e o sc i e n c e   a n d   R e m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   6 1 ,   p p .   1 1 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TG R S . 2 0 2 3 . 3 2 3 6 9 7 3 .   [ 6 ]   Z.   Lu o ,   L.   W a n g ,   a n d   M .   L u ,   A   s t e p w i se  p h y si c s‐ i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   so l v i n g   l a r g e   d e f o r mat i o n   p r o b l e ms o f   h y p o e l a st i c   mat e r i a l s,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   f o N u m e ri c a l   M e t h o d i n   En g i n e e ri n g ,   v o l .   1 2 4 ,   n o .   2 0 ,   p p .   4 4 5 3 4 4 7 2 ,   O c t .   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / n m e . 7 3 2 3 .   [ 7 ]   S .   B u r b u l l a ,   P h y si c s - i n f o r m e d   n e u r a l   n e t w o r k f o r   t r a n sf o r m e d   g e o m e t r i e a n d   ma n i f o l d s,   a r x i v   p r e p r i n t :   2 3 1 1 . 1 5 9 4 0 ,   N o v .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 3 1 1 . 1 5 9 4 0 .   [ 8 ]   S .   W a n g ,   S .   S a n k a r a n ,   H .   W a n g ,   a n d   P .   P e r d i k a r i s,   A n   e x p e r t g u i d e   t o   t r a i n i n g   p h y s i c s - i n f o r m e d   n e u r a l   n e t w o r k s,   a rx i v   p re p ri n t :   2 3 0 8 . 0 8 4 6 8 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 3 0 8 . 0 8 4 6 8 .   [ 9 ]   V .   Ek a n a y a k a   a n d   A .   H ü r k a m p ,   M o d e l i n g   o f   a d d i t i v e   ma n u f a c t u r i n g   p r o c e sses  w i t h   t i m e d e p e n d e n t   ma t e r i a l   p r o p e r t i e u si n g   p h y s i c s‐ i n f o r m e d   n e u r a l   n e t w o r k s,   P AM M ,   v o l .   2 3 ,   n o .   4 ,   p .   e 2 0 2 3 0 0 2 6 5 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / p a mm . 2 0 2 3 0 0 2 6 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o   I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6         Mo d elin g   ch emic a l k in etics o f   g eo p o lyme r s   u s in g   p h ysics   in fo r med   n eu r a l n etw o r ( B less o   A b r a h a m)   829   [ 1 0 ]   Y .   S u ,   S .   Z e n g ,   X .   W u ,   Y .   H u a n g ,   a n d   J.   C h e n ,   P h y s i c s - i n f o r m e d   g r a p h   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   e l e c t r o ma g n e t i c   si m u l a t i o n s,   i n   2 0 2 3   XX XVt h   G e n e r a l   Assem b l y   a n d   S c i e n t i f i c   S y m p o s i u m   o f   t h e   I n t e rn a t i o n a l   U n i o n   o f   R a d i o   S c i e n c e   ( U R S I   G AS S ) ,   A u g .   2 0 2 3 ,   p p .   1 3 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / U R S I G A S S 5 7 8 6 0 . 2 0 2 3 . 1 0 2 6 5 6 2 1 .   [ 1 1 ]   S .   Le e   a n d   J.   P o p o v i c s,   A p p l i c a t i o n o f   p h y si c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k f o r   p r o p e r t y   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   c o mp l e x   ma t e r i a l s,   RI L EM   T e c h n i c a l   L e t t e rs ,   v o l .   7 ,   p p .   1 7 8 1 8 8 ,   J a n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 1 8 0 9 / r i l e mt e c h l e t t . 2 0 2 2 . 1 7 4 .   [ 1 2 ]   D .   G a z o u l i s ,   I .   G k a n i s,  a n d   C .   G .   M a k r i d a k i s,  O n   t h e   s t a b i l i t y   a n d   c o n v e r g e n c e   o f   p h y si c i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k s,   a r x i v   p re p ri n t :   2 3 0 8 . 0 5 4 2 3 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 3 0 8 . 0 5 4 2 3 .   [ 1 3 ]   H .   C a r r i l l o ,   T.   d e   W o l f f ,   L.   M a r t í ,   a n d   N .   S a n c h e z - P i ,   Ev o l u t i o n a r y   mu l t i - o b j e c t i v e   p h y si c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k s:   t h e   M O P I N N s a p p r o a c h ,   AI   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   3 7 ,   n o .   3 ,   p p .   3 9 7 4 0 9 ,   J u n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 2 3 3 / A I C - 2 3 0 0 7 3 .   [ 1 4 ]   F .   Q .   J i n ,   N .   C .   R o u z e ,   C .   T.   P a l e y ,   K .   R .   N i g h t i n g a l e ,   a n d   M .   L.   P a l m e r i ,   P h y si c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k s   f o r   mo d e l i n g   a c o u s t i c   r a d i a t i o n   f o r c e - i n d u c e d   s h e a r   w a v e   p r o p a g a t i o n   a n d   t h e   r e c o n s t r u c t i o n   o f   m a t e r i a l   p a r a me t e r s   f r o m   o b s e r v a t i o n s,   i n   2 0 2 3   I EE I n t e r n a t i o n a l   U l t r a s o n i c s   S y m p o s i u m   ( I U S ) ,   S e p .   2 0 2 3 ,   p p .   1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I U S 5 1 8 3 7 . 2 0 2 3 . 1 0 3 0 8 0 2 6 .   [ 1 5 ]   V .   D o l e a n ,   A .   H e i n l e i n ,   S .   M i s h r a ,   a n d   B .   M o se l e y ,   M u l t i l e v e l   d o ma i n   d e c o mp o si t i o n - b a se d   a r c h i t e c t u r e s   f o r   p h y s i c s - i n f o r m e d   n e u r a l   n e t w o r k s,   C o m p u t e r   M e t h o d s   i n   A p p l i e d   M e c h a n i c s   a n d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   4 2 9 ,   p .   1 1 7 1 1 6 ,   S e p .   2 0 2 4 ,   d o i :   10 . 1 0 1 6 / j . c m a . 2 0 2 4 . 1 1 7 1 1 6 .   [ 1 6 ]   G .   E.   K a r n i a d a k i s,   I .   G .   K e v r e k i d i s ,   L.   Lu ,   P .   P e r d i k a r i s,   S .   W a n g ,   a n d   L .   Y a n g ,   P h y s i c s - i n f o r me d   mac h i n e   l e a r n i n g ,   N a t u re   Re v i e w s P h y s i c s ,   v o l .   3 ,   n o .   6 ,   p p .   4 2 2 4 4 0 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 2 2 5 4 - 0 2 1 - 0 0 3 1 4 - 5.   [ 1 7 ]   P .   P i l a r   a n d   N .   W a h l s t r ö m ,   P h y s i c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k w i t h   u n k n o w n   me a su r e me n t   n o i se ,   a r x i v   p re p ri n t :   2 2 1 1 . 1 5 4 9 8 N o v .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 2 1 1 . 1 5 4 9 8 .   [ 1 8 ]   D .   W .   A b u e i d d a ,   S .   K o r i c ,   E.   G u l e r y u z ,   a n d   N .   A .   S o b h ,   E n h a n c e d   p h y si c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k f o r   h y p e r e l a s t i c i t y ,   a rx i v   p re p ri n t :   2 2 0 5 . 1 4 1 4 8 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 2 0 5 . 1 4 1 4 8 .   [ 1 9 ]   A .   S u t a r ,   A .   K u l k a r n i ,   A .   Jai n ,   P .   Ja d h a v ,   a n d   V .   G o h o k a r ,   P h y s i c s   i n f o r med   n e u r a l   n e t w o r k   a   m e t h o d o l o g y   r e v i e w ,   i n   2 0 2 2   6 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   O n   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n ,   C o n t r o l   An d   Au t o m a t i o n   ( I C C U BEA ,   A u g .   2 0 2 2 ,   p p .   1 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C U B EA 5 4 9 9 2 . 2 0 2 2 . 1 0 0 1 0 9 9 6 .   [ 2 0 ]   S .   M a r k i d i s ,   O n   p h y si c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k f o r   q u a n t u c o m p u t e r s,   Fr o n t i e rs  i n   A p p l i e d   Ma t h e m a t i c a n d   S t a t i st i c s v o l .   8 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f a ms . 2 0 2 2 . 1 0 3 6 7 1 1 .   [ 2 1 ]   C .   B a j a j ,   L .   M c Le n n a n ,   T.   A n d e e n ,   a n d   A .   R o y ,   R e c i p e s   f o r   w h e n   p h y s i c f a i l s:   r e c o v e r i n g   r o b u st   l e a r n i n g   o f   p h y s i c s   i n f o r m e d   n e u r a l   n e t w o r k s ,   M a c h i n e   L e a rn i n g :   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   4 ,   n o .   1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 2 6 3 2 - 2 1 5 3 / a c b 4 1 6 .   [ 2 2 ]   A .   K o v a c s   e t   a l . C o n d i t i o n a l   p h y si c s   i n f o r m e d   n e u r a l   n e t w o r k s,   C o m m u n i c a t i o n s   i n   N o n l i n e a r   S c i e n c e   a n d   N u m e ri c a l   S i m u l a t i o n ,   v o l .   1 0 4 ,   p .   1 0 6 0 4 1 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c n sn s . 2 0 2 1 . 1 0 6 0 4 1 .   [ 2 3 ]   S.   K o l l ma n n sb e r g e r ,   D .   D A n g e l l a ,   M .   Jo k e i t ,   a n d   L.   H e r r man n ,   P h y s i c s - i n f o r me d   n e u r a l   n e t w o r k s,   i n   S t u d i e i n   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   9 7 7 ,   2 0 2 1 ,   p p .   5 5 8 4 .   [ 2 4 ]   F .   M .   R o h r h o f e r ,   S .   P o s c h ,   C .   G ö ß n i t z e r ,   a n d   B .   C .   G e i g e r ,   D a t a   v s.  p h y s i c s :   t h e   a p p a r e n t   p a r e t o   f r o n t   o f   p h y s i c s - i n f o r m e d   n e u r a l   n e t w o r k s ,   I E EE  Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   8 6 2 5 2 8 6 2 6 1 ,   M a y   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 3 0 2 8 9 2 .   [ 2 5 ]   S .   C a i ,   Z.   W a n g ,   S .   W a n g ,   P .   P e r d i k a r i s,  a n d   G .   E.   K a r n i a d a k i s,  P h y si c s - i n f o r m e d   n e u r a l   n e t w o r k f o r   h e a t   t r a n s f e r   p r o b l e ms,   J o u rn a l   o f   H e a t   T r a n s f e r ,   v o l .   1 4 3 ,   n o .   6 ,   J u n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 5 / 1 . 4 0 5 0 5 4 2 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Bles so   Abra h a m           is  a n   u n d e rg ra d u a te  st u d e n t   in   th e   De p a rtm e n o f   El e c tri c a l   a n d   El e c tro n ic  E n g i n e e rin g   a S t.   Jo se p h Co l leg e   o En g in e e rin g ,   sp e c ializin g   i n   e m b e d d e d   p ro g ra m m in g   a n d   t h e o re ti c a e m b e d d e d   l o g ic.   Wi t h   a   d e e p   i n tere st  in   q u a n t u m   tec h n o lo g ies ,   th e o re ti c a p h y sic s,  a n d   m a c h i n e   lea rn in g .   He   h a e n g a g e d   i n   v a r io u p r o jec ts  a n d   re se a rc h   o p p o rt u n it ies   a th e   in ter se c ti o n   o q u a n tu m   tec h n o lo g y ,   m a c h in e   lea rn in g ,   th e o re ti c a l   p h y sic s,   a n d   e lec tri c a e n g i n e e rin g .   His  w o rk   a ims   t o   c o n tr ib u te  m e a n in g f u l   i n sig h ts  a n d   a d v a n c e m e n ts  with in   th e se   d y n a m ic  field o st u d y .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   b les so a b ra h a m @g m a il . c o m .       Th irum a la i v a s a De v a n a t h a n   S u d h a k a r           wa b o rn   o n   1 4 th   Ju n e   1 9 8 0 ,   in   Ch e n n a i,   Tam il   Na d u .   He   re c e iv e d   B. E.   d e g re e   in   e lec tri c a a n d   e lec tro n ics   e n g i n e e rin g   fr o m   S ri  S a iram   Co ll e g e   o En g in e e ri n g ,   M a d ra Un iv e rsit y   in   th e   y e a 2 0 0 1 .   He   q u a li fied   i n   G ATE  2 0 0 2   wit h   a   sc o re   o 9 1 . 3 4   p e rc e n ti le.  He   d i d   h is  M a ste rs   in   M . E .   p o we sy ste m   e n g in e e rin g   fro m   T h iag a ra jar  Co l leg e   o En g in e e rin g ,   M a d u ra i,   A n n a   Un i v e rsity   i n   th e   y e a r   2 0 0 4 .   He   h a g o h is  first  P h . D.  d e g re e   in   th e   a re a   o p o we sy ste m   fro m   An n a   Un iv e rsity .   He   h a g o h is  se c o n d   P h . D.  d e g r e e   in   p o we e lec tro n ic i n   th e   De p a rtme n o El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   E n g i n e e rin g ,   B .   S .   Ab d u Ra h m a n   CRES C ENT  In stit u te   o f   S c ien c e   a n d   Tec h n o l o g y .   He   is  e m p l o y e d   wit h   S t.   Jo se p h Co ll e g e   o En g in e e rin g ,   C h e n n a a n d   h a v in g   m o re   th a n   2 0   y e a rs  o e x p e rien c e .   His  a re a   o in tere sts  in c lu d e p o we sy ste m   re sto ra ti o n ,   re c o n fig u ra ti o n ,   g r id   c o n n e c ted   sy ste m ,   p o we q u a l it y   a n d   D C DC  c o n v e rters .   He   h a s   p u b li sh e d   5 2   p a p e rs   in   t h e   j o u r n a ls  p re se n ted   5 4   p a p e rs   in   t h e   in tern a ti o n a l   a n d   n a t io n a l   c o n fe re n c e s,  2   b o o k   c h a p ters ,   2   p a ten ts  a n d   h a d o n e   fiv e   c o n su lt a n c y   wo r k .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il su d h a k a rt d @s tj o se p h s.a c . i n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.