Mélanie Thomas
De nouvelles recherches menées par l’Université de Liverpool pourraient signaler un changement radical dans la quête de conception des nouveaux matériaux nécessaires pour relever le défi du web zéro et d’un avenir tough.
Publiant dans la revue Mother nature, les chercheurs de Liverpool ont montré qu’un algorithme mathématique peut garantir de prédire la structure de n’importe quel matériau en se basant uniquement sur la connaissance des atomes qui le composent.
Développé par une équipe interdisciplinaire de chercheurs des départements de chimie et d’informatique de l’Université de Liverpool, l’algorithme évalue systématiquement des ensembles entiers de constructions possibles à la fois, plutôt que de les considérer une par une, pour accélérer l’identification de la bonne solution.
Cette percée permet d’identifier les matériaux qui peuvent être fabriqués et, dans de nombreux cas, de prédire leurs propriétés. La nouvelle méthode a été démontrée sur des ordinateurs quantiques qui ont le potentiel de résoudre de nombreux problèmes moreover rapidement que les ordinateurs classiques et peuvent donc accélérer encore moreover les calculs.
Notre manner de vie dépend des matériaux – “tout est fait de quelque chose”. De nouveaux matériaux sont nécessaires pour relever le défi du net zéro, des batteries et des absorbeurs solaires pour une énergie propre à la fourniture d’un ordinateur à faible consommation d’énergie et des catalyseurs qui fabriqueront les polymères et les produits chimiques propres pour notre avenir sturdy.
Cette recherche est lente et difficile vehicle il existe de nombreuses manières de combiner les atomes pour former des matériaux, et en particulier de nombreuses structures qui pourraient se former. De plus, les matériaux aux propriétés transformatrices sont susceptibles d’avoir des buildings différentes de celles connues aujourd’hui, et prédire une composition dont on ne sait rien est un formidable défi scientifique.
Le professeur Matt Rosseinsky, du département de chimie et de l’usine d’innovation des matériaux de l’Université, a déclaré : « Avoir la certitude dans la prédiction des structures cristallines offre désormais la possibilité d’identifier dans l’ensemble de l’espace de la chimie exactement quels matériaux peuvent être synthétisés et les buildings qui qu’ils adopteront, nous donnant pour la première fois la capacité de définir la plate-forme pour les technologies futures.
“Avec ce nouvel outil, nous pourrons définir comment utiliser ces éléments chimiques largement disponibles et commencer à créer des matériaux pour remplacer ceux basés sur des éléments rares ou toxiques, ainsi que trouver des matériaux qui surpassent ceux sur lesquels nous comptons aujourd’hui. répondant aux défis futurs d’une société tough.”
Le professeur Paul Spirakis, du département d’informatique de l’université, a déclaré : “Nous avons réussi à fournir un algorithme général pour la prédiction de la framework cristalline qui peut être appliqué à une diversité de constructions. Le couplage de la minimisation locale à la programmation en nombres entiers nous a permis d’explorer les positions atomiques inconnues. dans l’espace continu en utilisant des méthodes d’optimisation fortes dans un espace discret.
Notre objectif est d’explorer et d’utiliser davantage d’idées algorithmiques dans la belle aventure de la découverte de nouveaux matériaux utiles. L’union des endeavours des chimistes et des informaticiens a été la clé de ce succès.”
L’équipe de recherche comprend des chercheurs des départements d’informatique et de chimie de l’Université de Liverpool, de la Components Innovation Manufacturing facility et du Leverhulme Study Center for Purposeful Materials Style and design, qui a été créé pour développer de nouvelles approches de la conception de matériaux fonctionnels à l’échelle atomique grâce à des recherche.
Ce projet a reçu un financement du Leverhulme Believe in et de la Royal Culture.
