Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Bercakap bahasa mikrostruktur

Anonim

Merekabentuk bahan untuk digunakan dalam pelbagai besar alat dan struktur yang menyokong kehidupan seharian kita melibatkan pemahaman mereka di skala atom, elektronik dan makroskopik mereka. Kejuruteraan bahan pengiraan bersepadu adalah bidang sains yang membangunkan model pengiraan supaya para saintis boleh memahami bahan-bahan di pelbagai skala ini, membolehkan mereka menyesuaikan dan mengoptimumkan mikrostruktur yang direka khas dengan sifat-sifat yang diperlukan untuk fungsi yang ditakdirkan untuk mereka. Beberapa alat perisian sudah tersedia untuk tujuan ini. Walau bagaimanapun, "bahasa" yang digunakan untuk menerangkan bahan berbeza. Ini menjadikan sukar para saintis bahan untuk menggunakan data secara bergantian dari alat ini.

iklan


Satu pasukan penyelidik di Access, sebuah pusat penyelidikan yang berkaitan dengan Universiti Teknikal Aachen di Jerman, telah membangunkan "bahasa umum" untuk alat-alat pemodelan dan simulasi yang digunakan dalam mengkaji struktur mikro bahan. "Seperti bahasa yang sama akan membolehkan komunikasi lancar antara alat komersial dan / atau akademik, " kata saintis senior Access, Georg Schmitz. "Komunikasi semacam itu perlu, kerana kebanyakan masalah semasa tidak dapat diselesaikan oleh alat tunggal sahaja, tetapi memerlukan interaksi alat yang berbeza yang juga perlu berinteraksi dengan data eksperimen, " katanya.

Mikrostruktur bahan-bahan mengalami perubahan ketika diproses dan bahan-bahan beroperasi. Oleh itu, penerangan mereka mestilah dapat meliputi semua perubahan yang berlaku dalam bahan-bahan sepanjang hayat mereka.

Pasukan yang menyediakan alat perisian untuk simulasi mikrostruktur, mengenalpasti keperluan dan manfaat komunikasi lancar dengan pelbagai alat pengiraan. Mereka membangunkan satu set "deskriptor metadata" untuk menerangkan mikrostruktur tiga dimensi dari mana-mana bahan generik. Kaedah mereka diterbitkan dalam jurnal Sains dan Teknologi Bahan Lanjutan.

Metadata adalah data mengenai data. Mereka menyediakan maklumat yang membolehkan pengkategorian, klasifikasi dan penstrukturan data. Dalam pemodelan bahan, metadata memainkan peranan penting dalam menentukan sifat, fungsi dan akhirnya prestasi mana-mana komponen.

Bahasa yang sama, atau set deskriptor, yang dibangunkan oleh pasukan hanya dapat menerangkan mikrostruktur bahan pada waktu tertentu dalam waktu yang tepat. Penyelidikan masa depan perlu mempertimbangkan penambahan deskriptor yang meliputi perubahan dinamik dan kinetik yang berlaku dalam bahan dari masa ke masa.

"Sama seperti format jpeg (kumpulan pakar jurugambar bersama), kumpulan itu mencari skema data yang membolehkan pertukaran masa depan data simulasi kompleks dengan mudah seperti gambar digital ditukar pada masa kini, " jelas Schmitz. "Ini memberikan rasa apa yang boleh menjadi mungkin dalam bidang sains dan kejuruteraan bahan: perkembangan lebih cepat proses baru dan bahan baru, proses dan bahan yang mempunyai jejak ekologi yang lebih kecil, dan bahan-bahan baru dengan fungsi baru untuk produk baru atau lebih baik, " dia cakap.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Institut Sains Bahan Sains Kebangsaan . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Georg J. Schmitz, Bernd Böttger, Markus Apel, Janin Eiken, Gottfried Laschet, Ralph Altenfeld, Ralf Berger, Guillaume Boussinot, Alexandre Viardin. Menuju skema metadata untuk perihal bahan - penerangan mengenai mikrostruktur . Sains dan Teknologi Bahan Lanjutan, 2016; 17 (1): 410 DOI: 10.1080 / 14686996.2016.1194166