Los diamantes no son solo el mejor amigo de una niña: también son componentes cruciales para componentes industriales resistentes, como las brocas utilizadas para acceder a depósitos subterráneos de petróleo y gas. Pero es un método rentable para encontrar otro adecuadolos materiales para hacer el trabajo están en camino.
El diamante es uno de los únicos materiales lo suficientemente duros y resistentes para el trabajo de rectificado constante sin desgaste significativo, pero como sabe cualquier candidato inminente, los diamantes son caros. Los altos costos impulsan la búsqueda de nuevos materiales duros y superduros. Sin embargo, el experimentola búsqueda de prueba y error es costosa.
Se necesita una forma simple y confiable de predecir nuevas propiedades de material para facilitar el desarrollo de tecnología moderna. Usando un algoritmo computacional, los teóricos rusos han publicado una herramienta predictiva en el Revista de Física Aplicada , de AIP Publishing.
"Nuestro estudio describe una imagen que puede guiar a los experimentadores, mostrándoles la dirección para buscar nuevos materiales duros", dijo el primer autor del estudio, Alexander Kvashnin, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo y el Instituto de Física y Tecnología de Moscú.
Como la fibra óptica, con su velocidad de transmisión rápida, reemplazó las comunicaciones por cable de cobre, también lo hacen los científicos de materiales para buscar nuevos materiales con propiedades deseables para soportar la tecnología moderna. Cuando se trata de las industrias de minería, espacio y defensa, se trata deencontrar materiales que no se rompan fácilmente, y para eso, se requiere la combinación óptima de dureza y resistencia a la fractura. Pero es difícil predecir teóricamente la dureza y la resistencia a la fractura. Kvashnin explicó que aunque existen muchos modelos predictivos, estima que son 10% -15% fuera de la marca en el mejor de los casos
El equipo ruso desarrolló recientemente un enfoque computacional que considera todas las combinaciones posibles de elementos en la tabla periódica de Dmitri Mendeleev - bautizada como "búsqueda mendeleviana". Han utilizado su algoritmo para buscar materiales duros y duros óptimos.
Al combinar su modelo de predicción de dureza con dos modelos bien conocidos de dureza del material, el algoritmo de los científicos descubrió qué regiones del espacio químico de compuestos eran más prometedoras para fases duras y duras que podrían sintetizarse fácilmente.
Los resultados se trazaron en un "mapa del tesoro" de dureza versus dureza, y los científicos quedaron impresionados por lo que vieron. Todos los materiales duros conocidos se predijeron con más del 90% de precisión. Esto demostró el poder predictivo de la búsqueda, y el nuevoLas combinaciones reveladas son tesoros potenciales para la industria.
Kvashnin explicó que es parte de un proyecto industrial dedicado a nuevos materiales para brocas de perforación, donde los experimentadores ahora están sintetizando uno de estos tesoros de materiales duros: el pentaboruro de tungsteno WB5.
"Esta búsqueda computacional es una forma potencial de optimizar la búsqueda de nuevos materiales, mucho más barata, más rápida y con bastante precisión", dijo Kvashnin, quien espera que este nuevo enfoque permita el desarrollo rápido de nuevos materiales con propiedades mejoradas.
Pero no se detienen allí con la teoría. Quieren utilizar sus métodos y enfoques modernos para precisar las reglas generales de lo que hace que los materiales duros y superduros entre los elementos guíen mejor a los investigadores del futuro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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