• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Forskare förutspår nya superhårda material

    Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain

    En grupp Skoltech-forskare använde metoder för maskininlärning (ML) för att förutsäga superhårda material baserat på deras kristallstruktur.

    Forskningen publicerades i Journal of Applied Physics .

    Superhårda material har nyligen tilldragit sig ett ökande forskningsintresse på grund av deras potentiella implikationer för industrier som sträcker sig från oljeproduktion till högteknologisk tillverkning. Ett superhårt material har två avgörande egenskaper, hårdhet och sprickhållfasthet, som representerar dess motståndskraft mot deformation och sprickutbredning, respektive.

    Material med egenskaper som skulle passa specifika industrikrav kan hittas beräkningsmässigt med hjälp av avancerade metoder för beräkningsmaterialvetenskap med stöd av en bra teoretisk modell för att beräkna de önskade egenskaperna för superhårda material.

    Efim Mazhnik, en doktorsexamen student vid Skoltech Center for Energy Science and Technology (Computational Materials Discovery Laboratory), guidad av Skoltech och MIPT -professor Artem R. Oganov, lyckades bygga en sådan modell med hjälp av konvolutionella neurala nätverk (CNN) på grafer, en ML-metod som gör det möjligt att förutsäga ett material egenskaper utifrån dess kristallstruktur. Med hjälp av en uppsättning material med kända egenskaper, du kan lära CNN att beräkna dessa egenskaper för tidigare okända strukturer.

    "Inför en brist på experimentella data om hårdhet och brottseghet för att korrekt träna modellerna, vi vände oss till rikligare data om elasticitetsmoduler och förutspådde deras värden för att erhålla de eftertraktade egenskaperna med hjälp av den fysiska modellen vi hade skapat tidigare, säger Efim Mazhnik.

    "I den här studien, vi använde ML -metoder för att beräkna hårdhet och sprickhårdhet för över 120, 000 kristallstrukturer, både kända och hypotetiska, varav de flesta aldrig har utforskats när det gäller dessa egenskaper. Medan vår modell bekräftar att diamant är det hårdaste kända materialet, det antyder att det finns flera dussin andra potentiellt mycket hårda eller superhårda material, " säger Artem Oganov.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com