Источник: ACS Applied Materials & Interfaces (2024). DOI: 10.1021/acsami.4c03011
Определение взаимосвязи между особенностями микроструктуры и их свойствами имеет решающее значение для улучшения характеристик материалов и совершенствования проектирования структурных и функциональных материалов следующего поколения. Однако эта задача по своей сути является сложной.
Для решения этих проблем ученые LLNL разработали эффективную и всеобъемлющую вычислительную структуру для расшифровки последствий пористых микроструктур и их свойств. Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
«Мы разработали интегрированную вычислительную структуру, которая включает в себя моделирование микроструктуры на основе физики, извлечение особенностей микроструктуры, эффективную оценку свойств с учетом микроструктуры и инструменты анализа машинного обучения», — сказал Лонгшенг Фэн, ученый LLNL и ведущий автор статьи.
Команда применила эту структуру к пористым материалам на основе полимеров в качестве репрезентативной модельной системы и продемонстрировала ее способность исследовать, как динамика полимеризации влияет на различные общие и локальные особенности микроструктуры, такие как размер домена и распределение пор по размерам, и как эти особенности влияют на транспортные свойства. <р>«Наша цель — создать структуру, способную не только понять формирование микроструктур с использованием моделей, основанных на физике, и оценить их эффективные свойства, но также попытаться определить, какие особенности микроструктуры определяют различные свойства и как они это делают», — сказал Тэ Ук Хо. , ученый LLNL и соавтор статьи.
Этот подход предлагает новую основу для оценки взаимосвязей микроструктуры и свойств в пористых материалах на основе полимеров, открывая путь для разработки современных материалов.
«Понимание этих взаимосвязей может помочь в процедурах обработки адаптировать конкретные микроструктуры для достижения желаемых свойств полимерных пористых материалов для различных применений, таких как мембраны», — сказал Юрген Бинер, ученый LLNL и соавтор статьи.
p>
Ученый LLNL Сидзя Хуанг также внес свой вклад в эту статью.
Дополнительная информация: Луншэн Фэн и др., Интегрированная структура для моделирования эволюции микроструктуры и Расшифровка взаимосвязи микроструктура-свойства в полимерных пористых материалах, Прикладные материалы и интерфейсы ACS (2024). DOI: 10.1021/acsami.4c03011
Информация журнала: Прикладные материалы и интерфейсы ACS
Предоставлено Ливерморской национальной лабораторией Лоуренса
