Метод позволяет с высокой точностью предсказывать свойства поликристаллов, композитных материалов и многофазных систем, что открывает новые возможности для разработки материалов с улучшенными характеристиками.
В чем заключается новизна метода?
Традиционные методы изучения материалов, такие как квантово-механические расчеты, часто ограничены в своей применимости к системам с большим числом атомов. Новый метод, разработанный в Сколтехе, использует машинное обучение для обхода этих ограничений.
Ключевые особенности метода:
Секрет метода заключается в обучении на локальных окружениях атомов. Вместо того, чтобы моделировать весь материал целиком, метод фокусируется на атомах и их ближайших соседях. Это позволяет значительно снизить вычислительные затраты и делает метод доступным для исследования материалов с миллионами и миллиардами атомов.
В качестве основы используются потенциалы MTP (Moment Tensor Potentials), разработанные в Сколтехе. Эти потенциалы позволяют эффективно описывать взаимодействия между атомами в различных материалах.
Метод позволяет не только моделировать материалы, но и обучать модель на локальных частях структур. Это позволяет дополнять обучающий набор данных и повышать точность моделирования.
Результаты исследования:
Метод был применен к изучению механических свойств поликристаллов алмаза. Результаты показали, что метод способен точно предсказывать зависимость механических свойств от размера зерен.
Потенциальные применения:
Разработанный метод может быть использован для изучения широкого спектра материалов, которые не являются идеальными кристаллами, включая:
• Поликристаллы: металлы, керамика, полупроводники.
• Композитные материалы: металломатричные композиты, полимерные композиты.
• Многофазные системы: сплавы, эвтектики.
Влияние на науку и промышленность:
Работа ученых из Сколтеха является значительным шагом вперед в области материаловедения. Метод позволяет ученым более точно предсказывать свойства материалов на атомном уровне. В первую очередь, это открывает новые перспективы для различных отраслей промышленности, где требуется использование материалов с заданными свойствами, таких как:
• Машиностроение: создание более прочных и легких материалов для самолетов, автомобилей и других машин.
• Электроника: разработка более эффективных и долговечных аккумуляторов, транзисторов и других электронных компонентов.
• Строительство: создание более прочных и устойчивых к разрушениям зданий и сооружений.
Комментарии: