Los científicos del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Están recurriendo al mundo de la computación para guiar su búsqueda del próximo material nuevo. Su programa utiliza un código de software desarrollado para mapear y predecir las distintas características estructurales, electrónicas, estables magnéticas y metaestables que sona menudo la fuente de las capacidades únicas de un material avanzado.
"Es la estructura y los comportamientos extraños o inusuales de un material lo que lo hace útil para una aplicación tecnológica", dijo el Director de Investigación del Laboratorio de Ames, Duane Johnson. "Entonces las preguntas se vuelven: ¿Cómo encontramos esas estructuras y comportamientos inusuales? ¿Cómo?¿entendemos exactamente cómo ocurren? Mejor aún, ¿cómo los controlamos para que podamos usarlos? "
La respuesta está en comprender completamente lo que los científicos llaman transformaciones de fase sólida a sólida, cambios de una estructura de una fase sólida a otra bajo estrés, calor, campo magnético u otros campos. Los niños de la escuela aprenden, por ejemplo, que el aguafase líquida se transforma cuando se calienta a vapor fase gaseosa. Pero un sólido, como una aleación metálica, puede tener varias estructuras que exhiben orden o desorden dependiendo de los cambios de temperatura y presión, sigue siendo un sólido y muestra cambios clave en las propiedadescomo memoria de forma, magnetismo o conversión de energía.
"Esas transformaciones de sólido a sólido están detrás de muchas de las características especiales que nos gustan y queremos en los materiales", explicó Johnson, quien dirige el proyecto, llamado Rutas de transformación de fase de mapeo y manipulación de materiales ". Están detrás de cosas queya nos son familiares, como los stents expandibles utilizados en cirugía cardíaca y los marcos de anteojos flexibles; pero también son para usos que aún estamos explorando, como las tecnologías de recolección de energía y el enfriamiento magnético ".
Los códigos de computadora son un avance y una adaptación de software nuevo y existente, liderado en el desarrollo por Johnson. Uno de esos códigos, llamado MECCA Código de estructura electrónica de dispersión múltiple para aleaciones complejas, está diseñado exclusivamente para abordar el complejo problema deanalizar y predecir los cambios estructurales atómicos y los comportamientos de los sólidos a medida que experimentan transformaciones de fase, y revelar por qué hacen lo que hacen para permitir su control.
El programa ayudará e informará a otros proyectos de investigación de materiales en curso en el Laboratorio Ames, incluidos los que están con experimentadores en la búsqueda de nuevas aleaciones magnéticas y de alta entropía, termoeléctricos, imanes de tierras raras y superconductores de arseniuro de hierro.
"Este método teórico se convertirá en una herramienta clave para guiar a los experimentadores a las composiciones con mayor probabilidad de tener capacidades únicas, y aprender cómo manipularlas y controlarlas para nuevas aplicaciones", dijo Johnson.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Ames . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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