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:
●  聚乳酸材料将促进行业材料变革 有望解决“白色污染”
元素百科为您介绍聚乳酸材料将促进行业材料变革,有望解决“白色污染”。日前在浙江省义乌市举行的“国际生物质材料应用技术发展高峰论坛”透露的信息显示,聚乳酸材料在卫生用品领域的推广应用,将促使行业材料应用发生变革,有望解决持续堆积造成的“白色污染”。 什么是聚乳酸聚乳酸是一种新型的生物降解材料,可以替代石油基的塑料、化纤,广泛应用于纤维织物、工程塑料、农用地膜、包装材料等领域。目前该生物材料......
●  《npj-材料腐蚀》成材料腐蚀与降解研究领域第一开放期刊
元素百科为您介绍:材料腐蚀或材料在环境中的性能退化不仅成本高昂,也构成一种安全隐患。据估算,全球每年在材料腐蚀上的损失要超过2万亿美元。自然(Springer Nature)旗下的自然出版集团已与中国腐蚀与防护学会(CSCP)达成协议,双方将合作出版npj Materials Degradation (《npj-材料腐蚀》),以帮助应对这一全球问题。这将是材料腐蚀与降解研究领域第一个高端的开放获取......
●  《自然—通讯》太阳能电池板还清碳排放“债务”
元素百科为您介绍《自然—通讯》太阳能电池板还清碳排放“债务”。一项研究通过建模表明,从当下到2018年间,太阳能电池板产业避免的温室气体排放量将超过这一产业在过去40年的发展中产生的温室气体排放,产出的能源也将超过其消耗量。这项研究认为太阳能电池板带来了生产清洁能源的净收益。相关成果12月7日发表于《自然—通讯》。 太阳能电池板产业效率提升太阳能电池板产业旨在实现更为清洁的能源生产,但在......

您确定要从购物车中移除吗???