麻省理工学院(MIT)材料科学与工程系的研究团队近期发现,常见金属中的隐藏原子结构,即使经历极端制造加工后,也能持续存在,并非传统观念中所认为会完全随机化。这个突破挑战了数十年来金属合金在加工过程中化学元素迅速达到均匀混合的理论,揭示了一种全新的“非平衡态化学模式”。
该研究成果发表在顶级期刊《自然通信》,由助理教授罗德里戈·弗雷塔斯(Rodrigo Freitas)领衔,并得到美国空军科学研究办公室青年研究者计划的支持。团队利用高保真度机器学习模型,关注了数百万个原子在模拟极端加工条件下的运动,发现合金中的化学排列保持一定秩序,而非完全随机混合,这对金属的机械强度、耐久性、热容量和辐射耐受性造成显著影响。
该模型可帮助工程师调整这些化学模式,进而为航空航天、半导体及核反应炉等关键领域带来制造技术创新。未来,研究团队计划进一步探索不同制造条件下的化学模式演变,并转向材料性能的优化应用。弗雷塔斯强调:“你永远无法完全随机化金属中的原子,这个理解将颠覆未来金属设计理念。”
此外,MIT材料科学界同时在二维金属和量子材料领域持续开展突破性研究,推动材料科学技术的前沿发展。
(首图来源:MIT)