测试粘土-聚合物复合材料性能的“虚拟实验室”
发布时间：2015-01-12 浏览次数：
伦敦科学家建立了计算机模型，通过计算机模型分析粘土复合材料原子构造来预测有用的物理性能。 粘土-聚合物复合材料强度和硬度极高，且质量轻，在汽车、飞机等部件中很有用处。但由于开发过程中需要试验以及会出现错误，往往使得工艺成本变高。研发人员称，“虚拟实验室”系统有助于消除生产新材料过程中的“猜想”工作。
来自伦敦大学学院研究团队中的Peter Coveney教授称：“世界上许多围绕在我们身边最显而易见的事物事实上要比我们想象中的更加难以抽取出来，尽管我们拥有原子理论的历史至少已有120年”。对于小性能（如原子和分子之间的力）和大性能（如硬度、密度和导电性）进行推算所存在的困难，使激发诸如超导、石墨烯等新材料的应用发展面临阻碍。
Coveney及其团队开始通过利用所谓“多尺度建模”工艺对问题进行处理。该技术的先行者是去年诺贝尔化学奖得主，它结合了微小的相互作用规则—在量子层面，单个原子及电子—以及对大块物体相互作用的理解。这使得伦敦大学学院研究者们可以测试聚合物和粘土分子的不同结合，而无需在实验室进行所有复合材料的真正制作。
不同结构的产生可以获得重要的发现。例如五个原子那么厚的粘土层可以分散在聚合物中，Toyota公司在20世纪80年代就发现了分散形式结构。通过对不同粘土及混合物的简单混合，该汽车公司最终生产出了纳米复合材料，并且第一个获得了专利。
Coveney称，其研发团队可以帮助揭示，是什么样的因素以及条件产生出了这些不同的结构。Coveney谈到，“我们现在已经拥有一个虚拟实验室—一种模拟环境，它能告诉您为何基于不同化学成份，您可以使产品形成各种变化”。
来源：玻纤情报网
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