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新材料未来趋势

来源: 2019-05-09

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  随着高性能计算设备和密度泛函理论及相应算法的发展,通过理论计算分析、和预测材料获得新材料已经成为材料科学领域中非常重要的一部分。

  新材料的设计和预测一方面可以帮助人们分析一些极端实验条件下存在却难以表征的材料;另一方面可以通过事先预言指导人们合成具有某种特性和功能的新材料,进而降低实验成本,缩短材料从发现到应用的过程。

  目前,新材料的设计和预测方法可以分为三类:基于专家知识及经验直觉的设计方法;基于材料数据库的大数据方法;基于结构搜索算法。

    人们凭借专家知识和经验设计具有某种新奇物性的材料,可以扩展材料数据库。通过大数据、机器学习等手段,人们可以从材料数据库中挖掘出具有某种特定功能材料的特征因子,这些因子也能被用来帮助人们设计具有新奇物性的材料。机器学习方法可以通过学习材料结构和能量间的函数关系提升结构搜索算法效率。结构搜索算法进化出的新材料,又会进一步丰富材料数据库。

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