Американські вчені розробили нові матеріали за допомогою комп’ютерного моделювання

Американські вчені розробили нові матеріали за допомогою комп’ютерного моделювання

Ученим одного з дослідницьких центрів Університету Дюка (Пенсильванія, США) лише за кілька років вдалося спочатку змоделювати, а далі розробити 2 нових матеріали із заданими властивостями.

На сьогодні з відомих нам неорганічних сполук лише 5 відсотків мають магнітні властивості. І вчені прагнуть поповнити цей ряд новими матеріалами. Тому для початку було вирішено зосередитися на групі сполук, відомих як «сплави Гекслера» – вони, зокрема, складаються з атомів трьох елементів, мають велику магнітну проникність та демонструють ефект пам’яті форми. Загальна кількість можливих комбінацій на початку дослідження склала 236 115. Далі за допомогою комп’ютерних моделей потенційних прототипів було проаналізовано, зокрема, здатність атомів цих сполук до взаємодії, а також кількість енергії, яка б для цього знадобилася, і реакцію на зовнішні магнітні поля. До шорт-лісту потрапило вже 14 «кандидатів», які можна було синтезувати в умовах лабораторії. Зрештою, після кількарічних досліджень та дослідів було розроблено 2 нових матеріали – Co₂MnTi та Mn₂PtPd. Перший – сплав кобальту, марганцю та титану – може нагріватися до 664°C, зберігаючи магнітні властивості (тоді як точка Кюрі – межа втрати цих властивостей – наприклад, для марганцю становить лише 148°C ). Другий сплав – марганцю, платини та паладію – властивості якого методом комп’ютерного моделювання було передбачено надзвичайно точно, – є антиферомагнетичним (тобто, матеріал демонструє низький рівень намагніченості), що дозволяє широко застосовувати його у виробництві жорстких дисків чи оперативних запам’ятовуючих пристроїв.

Американські вчені розробили нові матеріали за допомогою комп’ютерного моделювання

Але величезне значення мають не лише нові матеріали, а й сам метод комп’ютерного моделювання з високим рівнем прогнозування властивостей нових матеріалів, який дозволить значно прискорити і здешевити процес розробки інноваційних матеріалів.

Деталі – за посиланням: http://pratt.duke.edu/about/news/predicting-magnets

Підписуйтесь на наш канал у Telegram