Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

De taal van microstructuren spreken

Anonim

Materialen ontwerpen voor gebruik in de grote verscheidenheid aan gadgets en structuren die ons dagelijks leven ondersteunen, houdt in dat je ze begrijpt op atomaire, elektronische en macroscopische schaal. Geïntegreerde computationele materiaaltechnologie is een wetenschapsgebied dat computermodellen ontwikkelt, zodat wetenschappers materiaal op deze verschillende schalen kunnen begrijpen, waardoor ze op maat ontworpen microstructuren kunnen aanpassen en optimaliseren met de nodige eigenschappen voor de functies waarvoor ze zijn bestemd. Verschillende softwaretools zijn al voor dit doel beschikbaar. De "talen" die ze gebruiken om materialen te beschrijven variëren echter. Dit maakt het moeilijk voor materiaalwetenschappers om gegevens uit deze hulpmiddelen uitwisselbaar te gebruiken.

advertentie


Een team onderzoekers van Access, een onderzoekscentrum dat verbonden is aan de Technische Universiteit van Aken in Duitsland, heeft een "gemeenschappelijke taal" ontwikkeld voor het modelleren en simuleren van instrumenten die worden gebruikt bij het bestuderen van de microstructuren van materialen. "Zo'n gemeenschappelijke taal zal een naadloze communicatie mogelijk maken tussen verschillende commerciële en / of academische instrumenten", zegt senior-onderzoeker Georg Schmitz. "Een dergelijke communicatie is noodzakelijk, omdat de meeste huidige problemen niet met één enkele tool kunnen worden opgelost, maar de wisselwerking vereisen van verschillende tools die ook moeten communiceren met experimentele gegevens, " zegt hij.

De microstructuren van materialen ondergaan veranderingen als ze worden verwerkt en als materialen werken. Hun beschrijving moet dus in staat zijn om alle verschillende veranderingen die zich tijdens het leven in materialen voordoen, te dekken.

Het team, dat softwaretools levert voor microstructuresimulaties, identificeerde de behoeften en voordelen van naadloze communicatie met een verscheidenheid aan computationele hulpmiddelen. Ze ontwikkelden een reeks "metadata-descriptoren" om de driedimensionale microstructuur van generiek materiaal te beschrijven. Hun methode werd gepubliceerd in het tijdschrift Science and Technology of Advanced Materials.

Metagegevens zijn gegevens over gegevens. Ze bieden informatie die het categoriseren, classificeren en structureren van gegevens mogelijk maakt. Bij het modelleren van materialen spelen metadata een belangrijke rol bij het definiëren van de eigenschappen, functies en uiteindelijk de prestaties van elk onderdeel.

De gemeenschappelijke taal, of reeks descriptoren, ontwikkeld door het team, kan de microstructuur van een materiaal op een bepaald moment in de tijd alleen beschrijven. Toekomstig onderzoek moet rekening houden met de toevoeging van descriptoren die dynamische en kinetische veranderingen behandelen die zich in materialen in de loop van de tijd voordoen.

"Net als bij het jpeg-formaat (gezamenlijke fotografen expertgroep) (voor het uitwisselen van digitale foto's), zocht de groep naar een gegevensschema dat de toekomstige uitwisseling van complexe simulatiegegevens mogelijk maakt net zo gemakkelijk als digitale foto's tegenwoordig worden uitgewisseld, " legt Schmitz uit. "Dit geeft een voorproefje van wat mogelijk kan worden op het gebied van materiaalwetenschap en -techniek: snellere ontwikkelingen van nieuwe processen en nieuwe materialen, van processen en materialen met een kleinere ecologische voetafdruk, en van nieuwe materialen met nieuwe functionaliteiten voor nieuwe of betere producten, " hij zegt.

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door het National Institute for Materials Science . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Georg J. Schmitz, Bernd Böttger, Markus Apel, Janin Eiken, Gottfried Laschet, Ralph Altenfeld, Ralf Berger, Guillaume Boussinot, Alexandre Viardin. Op weg naar een metadataschema voor de beschrijving van materialen - de beschrijving van microstructuren . Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen, 2016; 17 (1): 410 DOI: 10.1080 / 14686996.2016.1194166