化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   新材料资讯   >  评估计算中“不确定性” 新方法加速寻找新材料
评估计算中“不确定性” 新方法加速寻找新材料
2014-07-16 11:32:14来源:元素商城

一种新的、可以有效评估计算中的不确定性的方法,近日被来自美国斯坦福大学和能源部国家加速器实验室(SLAC)科研人员研制出来,这种方法可以广泛地在工业、电子、能源、药物设计及很多其他的领域起到重要作用,并且可以使在这些领域开发新材料的速度加快。在科研人员看来,这种新的方法可以较快地得到应用,在材料研究中起到关键作用。相关的论文发表在今年7月11日的《科学》杂志上。

本研究针对的算法称为密度泛函理论(DFT),是根据量子力学法则来预测原子之间的键能,让科学家能预测上百种分子和材料的属性,比如复合物的电子结构、密度、硬度、光学性质、反应性等。通常用于评价DFT可靠性的方法是把实验值和理论预测相比较。研究人员用了一种交换相关密度泛函理论,是专用于表面化学的,以检查全体函数不确定性。

“过去10年来,我们计算材料和化学品属性(反应性、机械强度等)的能力有了很大提高。”负责该研究的SLAC教授、SUNCAT界面科学与催化中心主管詹斯·诺斯科夫说,“研究人员越来越多地用计算机模拟来预测,哪种材料有我们想要的属性,这一过程叫做‘材料设计’。但在这些计算中,误差的概率至为关键,它能告诉我们,计算结果的可信度有多大。”

诺斯科夫和同事是开发这种方法的先驱。在论文中,他们用这种方法来寻找更好、更廉价的催化剂,以提高氨合成法的速度。而这一方法也能广泛用于所有类型的科学研究,加速材料设计周期。

据物理学家组织网7月11日(北京时间)报道,为了估计误差大小,他们采用了统计学方法:把每种属性都计算数千次,每次调整一个变量以产生轻微不同的结果。结果中的差异就代表了误差可能范围。每一种运算得到的材料属性,都可能填补一个很大的空白。论文第一作者、SUNCAT研究生安德鲁·迈德福德说,比如在合成氨中,基于计算的可信度,我们预测钌是一种比钴或镍更好的催化剂。

并未参与本研究的加州大学欧文分校化学与物理学教授基伦·伯克说:“去年大约有3万份已发表论文用到了DFT方法。我相信在短期内,对所有领域的这种计算来说,他们开发的评估技术都会变得必不可少。”

评估计算中“不确定性” 新方法加速寻找新材料

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 材料及新材料  
相关阅读:
●  《工业与工程化学研究》开发出净化水体铅的新材料
元素百科为您介绍《工业与工程化学研究》开发出净化水体铅的新材料。重金属铅是一种具有神经毒性的金属元素,可以通过皮肤、消化道及呼吸道渠道进入人体。日前,中科院东北地理所于洪文、王娜娜等研究人员在水体铅污染净化研究方向取得新进展,相关成果发布于《工业与工程化学研究》。 如何降低自来水的铅含量铅对水生生物的安全浓度为0.16mg/L,自来水中可接受的铅最大浓度仅为0.05mg/L。因此,如何高......
●  洛阳师院等发现芘聚集态与发光性能构效新关系
元素百科为您介绍洛阳师院等发现芘聚集态与发光性能构效新关系。洛阳师范学院化学化工学院傅红如博士与合作者一起,实现了对荧光染料溶剂绿7(含磺酸根的芘分子,SG7)的捕获,并通过对其发光性能测试,验证了理论上预测其发光行为的正确性。相关成果日前在线发表于《应用材料与界面》。 芘是最常使用的荧光发色团之一。然而,芘在固态下没有荧光。理论预测,芘的发光行为与其聚集态有关,包括单体发射(分子间距离......
●  《自然—通讯》中山大学配位超分子自组装研究获突破
元素百科为您介绍中山大学配位超分子自组装研究获突破。中山大学化学学院教授潘梅团队利用氨基功能化配体与钙盐组装,得到一种新颖的二维层状Ca-MOF。相关研究成果近日发表于《自然—通讯》。 近年来,超薄二维材料备受关注。超薄二维MOF由金属离子与有机配体通过配位键连接而成,且其厚度仅有几到几十个金属—有机配位层,使得这类材料在保留金属—有机框架结构多样性和可控性等优点的基础上,同时具有二维材......

您确定要从购物车中移除吗???