Журнал материаловедения и наноматериалов

Теория материалов, расчеты и дизайн

Материал характеризуется как вещество (часто прочное, однако могут включаться и другие плотные фазы), которое предлагается использовать для конкретных применений. Материалы по большей части можно разделить на два класса: кристаллические и некристаллические. Обычными материалами являются металлы, полупроводники, керамика и полимеры. Создаваемые новые и перспективные материалы – это наноматериалы и биоматериалы.

Предпосылка материаловедения включает в себя рассмотрение структуры материалов и связь их с их свойствами. Как только исследователь материалов задумается об этой взаимосвязи структура-свойство, он сможет приступить к изучению относительных характеристик материала в конкретном приложении. Эти атрибуты, взятые вместе и связанные законами термодинамики и энергии, контролируют микроструктуру материала и, таким образом, его свойства.

Современные исследования материалов, регулярно требующие тщательного сочетания расчетов и испытаний, имеют в виду конечную цель - в общем смысле понять структуру и свойства материалов, а также их связь с синтезом и обработкой. В настоящее время хорошо известны различные вычислительные стратегии в различных пространственно-временных масштабах, начиная от оценок электронной структуры с учетом теории функции плотности, ядерных атомных элементов и процедур Монте-Карло, техники фазового поля до континуальных макроскопических приложений. Material Design — это объединенная структура, объединяющая теорию, ресурсы и инструменты для создания передовых цифровых взаимодействий.