寻找下一个新高科技材料：计算捕获超自然和不寻常

美国能源部Ames实验室的的科学家正在转向计算的世界，以便引导他们研究未来新材料。他们的计划运用开发的软件代码规划和预测不同结构，电，磁稳和亚稳定的特点，这往往是一种先进材料独特功能的根源。

“这是超自然或不寻常的结构和使得材料技术应用适用的行为，”Ames实验室首席研究官Duane Johnson说。 “因此，问题变成了：我们如何找到那些不寻常的结构和行为？我们怎么确切地知道它们究竟怎么发生的？更重要的是，我们如何控制他们直至我们可以利用它们？”

答案就在于充分了解科学家们所称的固-固相变，在压力，热，磁场或其他情形下，从一种固体相结构变化到另一个。例如，学校儿童学的知识，水（液相）加热时变成蒸汽（气相）。但是一种固体，如金属合金，随着温度和压力的变化可有序或无序展示不同的状态，但仍然保持固体状态，并表现出属性的关键变化，如形状记忆，磁性，或能量转换。

“那些固体到固体的转换落后于我们想用材料的一些特点，”负责该映射和处理材料相变途径项目的约翰逊解释。“他们是落后的东西，已经为我们所熟悉，像心脏手术和可弯曲的眼镜架中使用的可扩张支架，但他们仍然在应用，我们也还在探索，如能源采集技术和磁冷却。”

计算机代码是一种进步并和新的和现有的软件适应，约翰逊在引领发展。一个这样的代码，称为MECCA（多散射复合合金的电子结构代码），设计独特，以解决分析并预测当他们进行相变时固体的原子结构变化和行为的复杂问题，揭示他们为什么那么做、又做了什么，以便允许其控制。

该计划将帮助并告知正在Ames实验室进行研究的其他材料项目，包括那些在寻找新的磁性和高熵合金，热电，稀土永磁和铁砷超导体的实验者。

“这种理论方法将成为一种重要的工具，可以引导实验者得到最可能有独特的能力的组分，以及学习如何操纵和控制他们介入新的应用的，”约翰逊说。（产业前沿译）

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160511093146.htm