Chem. Rev.: 通过第一性原理和材料学实现可持续材料的计算设计和制造
NavyLIu
2023-01-06
工程材料在整个社会中随处可见，其对现代技术的发展至关重要，但当前许多材料系统与生态过程的广泛恶化密不可分。下一代材料系统可以通过提供化石燃料材料的替代品，减少破坏性开采过程、能源成本和固体废物的积累，从而实现环境可持续性目标。有鉴于此，麻省理工学院Markus J. Buehler对通过第一性原理和材料学实现可持续材料的计算设计和制造进行了综述研究。
本文要点：
1) 可持续材料的开发面临着几个关键挑战，包括新原料的调研、加工和设计，这些原料往往相对机械薄弱、复杂，难以表征或标准化成产。作者概述了一个检查材料系统可持续性的框架，并讨论了建模、机器学习和其他计算工具的最新发展，及其如何帮助发现新型可持续材料。
2) 作者从材料学的角度来考虑这些问题，并提出了一种综合考虑材料系统的方法，以及从所有相关尺度的角度出发，从第一性原理法开始，并从宏观尺度延伸，自下而上地考虑可持续材料设计。接下来，作者还将研究当前如何应用计算方法来开发可持续材料，以及生物激发和生物基材料，最后从机遇和挑战的角度进行总结。
Sabrina C. Shen et.al Computational Design and Manufacturing of Sustainable Materials through First-Principles and Materiomics Chem. Rev. 2023
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00479
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00479
版权声明：
本平台根据相关科技期刊文献、教材以及网站编译整理的内容，仅用于对相关科学作品的介绍、评论以及课堂教学或科学研究，不得作为商业用途。
