Американские ученые разработали новые материалы с помощью компьютерного моделирования

Американские ученые разработали новые материалы с помощью компьютерного моделирования

Ученым одного из исследовательских центров Университета Дюка (Пенсильвания, США) всего за несколько лет удалось сначала смоделировать, а в дальнейшем разработать 2 новых материала с заданными свойствами.

На сегодня из известных нам неорганических соединений лишь 5 процентов обладают магнитными свойствами. И ученые стремятся пополнить этот ряд новыми материалами. Поэтому для начала было решено сосредоточиться на группе соединений, известных как «сплавы Гекслера» – они, в частности, состоят из атомов трех элементов, имеют большую магнитную проницаемость и демонстрируют эффект памяти формы. Общее количество возможных комбинаций в начале исследования составила 236 115. Далее с помощью компьютерных моделей потенциальных прототипов были проанализированы, в частности, способность атомов этих соединений к взаимодействию, а также количество энергии, которое бы для этого понадобилось, и реакцию на внешние магнитные поля. В шорт-лист попало уже 14 «кандидатов», которые можно было синтезировать в условиях лаборатории. В итоге, после нескольких лет исследований и опытов были разработаны 2 новых материала – Co₂MnTi и Mn₂PtPd. Первый – сплав кобальта, марганца и титана – может нагреваться до 664° C, сохраняя магнитные свойства (тогда как точка Кюри – граница потери этих свойств – например, для марганца составляет лишь 148° C). Второй сплав – марганца, платины и палладия – свойства которого методом компьютерного моделирования были предсказаны чрезвычайно точно, – антиферромагнитен (то есть, материал демонстрирует низкий уровень намагниченности), что позволяет широко применять его в производстве жестких дисков или оперативных запоминающих устройств.

Но огромное значение имеют не только новые материалы, но и сам метод компьютерного моделирования с высоким уровнем прогнозирования свойств новых материалов, который позволит значительно ускорить и удешевить процесс разработки инновационных материалов.

Детали – по ссылке: http://pratt.duke.edu/about/news/predicting-magnets


Добавить комментарий