電腦模型預測材料如何在中途相遇

Computer model predicts how materials meet in the middle
http://www.physorg.com/news187978680.html

By Colin Smith and Lucy Goodchild, March 16, 2010

(PhysOrg.com) -- 利用一種在三月號 Nature Materials 中所描述的新電腦模型，人們將有可能預測某物體（包括 iPods、電腦晶片甚至是船艦）中，不同材料在原子等級下的融合。

這項研究的作者們（來自 Imperial College London）表示，他們的新方法將幫助工程師預先理解與證明材料會如何表現。這將能幫助他們設計更好的、特性經改良的材料，例如強度、彈性或傳導性。

當二種不同的結晶化材料，例如金屬或陶瓷，被結合在一起時，它們之間會有一層界面，在此，個別的原子必須將自身排列到某些位置。此界面區（interfacial region）的化學組成也許會不同於這二種結晶體的任何一種。界面的結構與組成對材料的整個特性具有顯著的影響。

在這段影片（http://www2.imperial.ac.uk/imedia/videos/view/646）中，來自物理系的 Adrian Sutton 教授以及來自材料與物理學系的 Mike Finnis 教授，提及界面的事、他們所開發的運算方法以及為何那在材料研究中是一項突破。

※ 相關報導：

＊ A genetic algorithm for predicting the structures of interfaces in multicomponent systems
http://www.nature.com/nmat/journal/v9/n5/full/nmat2712.html

Alvin L.-S. Chua, Nicole A. Benedek, Lin Chen, Mike W. Finnis
& Adrian P. Sutton
Nature Materials 9, 418 - 422 (2010)
doi: 10.1038/nmat2712

...Here, we present a general atomistic approach to simulate in multicomponent systems the structures and free energies of grain boundaries and heterophase interfaces with fixed stoichiometric and non-stoichiometric compositions. The approach combines a new genetic algorithm using empirical interatomic potentials to explore the configurational phase space of boundaries, and thereafter refining structures and free energies with first-principles electronic structure methods. We introduce a structural order parameter to bias the genetic algorithm search away from the global minimum (which would be bulk crystal), while not favouring any particular structure types, unless they lower the energy. We demonstrate the power and efficiency of the algorithm by considering non-stoichiometric grain boundaries in a ternary oxide, SrTiO3.

＊ 新研究連結熱轉移與材料結合強度
＊ 在奈米尺度下打破普朗克定律
＊ 以「國王的新衣」重新思考布朗運動
＊ 以有序風格推進冷卻的邊疆
＊ 液態氫有新「相」的證據