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有史以来第一个完整的弹性应变工程图

2024-04-01 11:19:43 百科全书来源：

导读如果没有地图，就几乎不可能知道您在哪里，而且知道您要去哪里，在材料属性方面尤其如此。几十年来，科学家们已经了解到，虽然散装材料以某...

如果没有地图，就几乎不可能知道您在哪里，而且知道您要去哪里，在材料属性方面尤其如此。

几十年来，科学家们已经了解到，虽然散装材料以某些方式表现，但这些规则对于微米和纳米尺度的材料来说可能会被打破，而且往往会以令人惊讶的方式被打破。其中一个令人惊讶的发现是，对于某些材料，即使施加适度的应变(一种称为弹性应变工程的概念)，也可以显着改善材料的某些性能，前提是这些应变保持弹性并且不会因塑性、断裂或变形而松弛。相变。微米级和纳米级材料特别擅长以弹性形式保持施加的应变。

然而，直到最近，究竟如何应用这些弹性应变(或等效的残余应力)来实现某些材料性能还不太清楚。

麻省理工学院的研究人员团队结合第一性原理计算和机器学习，开发出了第一张关于如何调整晶体材料以产生特定热和电子特性的图。

在巴特尔能源联盟核工程教授、材料科学与工程教授李巨的带领下，该团队描述了一个框架，用于准确理解改变材料的弹性应变如何微调导热性和导电性等特性。这项工作在《美国国家科学院院刊》上发表的一篇开放获取论文中进行了描述。

“通过使用机器学习，我们第一次能够描绘出理想强度的完整六维边界，这是弹性应变工程的上限，并为这些电子和声子特性创建了一个图，”李说。 “我们现在可以使用这种方法来探索许多其他材料。传统上，人们通过改变化学成分来创造新材料。”

“例如，使用三元合金，您可以改变两种元素的百分比，因此您有两个自由度，”他继续说道。 “我们已经证明，仅含有一种元素的金刚石相当于六组分合金，因为您有六个可以独立调整的弹性应变自由度。”

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