来自英国皇家理工学院(KTH)的Raquel Lizarraga博士与来自学术界和工业界的两名专家，来自KTH的Levente Vitos教授和来自Sandvik Coromant的Erik Holmstrom博士一起讨论了密度泛函理论在帮助设计创新材料方面的成功。

 

一块物质包含了数以亿计的原子。因此，描述他们的行为是一个相当大的问题，这是很自然的。沃尔特·科恩和其他人的工作开辟了一条道路，帮助我们掌握这个问题的规模。他的研究奠定了密度泛函理论的基础，并最终于1998年获得诺贝尔化学奖。然而，这项工作的遗产仍在向我们展示。上世纪60年代中期，物理学家沃尔特·科恩(Walter Kohn)、皮埃尔·霍恩伯格(Pierre Hohenberg)、卢杰·沙姆(Lu Jeu Sham1)等人的著名著作引入了一种计算复杂量子力学系统能量的方法，比如一块铁或珍贵的钻石，当时的计算机还不像今天的家用电器。利用计算机来模拟材料行为的可能性还不存在。然而，今天，大型快速超级计算机的出现使我们能够利用诺贝尔奖理论:密度泛函理论(DFT)来研究材料的物理特性。

 

事实上，一个人可以学习任何材料，现有的或不存在的，使用DFT是其主要优势之一。天富注册网址由于DFT不需要实验输入，因此它可以作为寻找新材料的探索性工具。例如，如果有人对寻找一种材料来制造强磁体感兴趣，那么这种材料的一个合适的标准就是具有高的原子磁矩和高的磁各向异性，从而使其磁响应强。人们可以扫描大跨度的材料并使用DFT计算这些特性。符合初始标准的候选人可以被交给材料开发人员进行全面测试。

 

收益是巨大的。首先，它避免了在大范围的材料上进行昂贵和耗时的实验室测试。实验性的努力可以集中在那些之前dft扫描的材料上，这些材料对于他们想要的产品来说是非常有趣和有前途的。

 

其次，DFT可以用来分析大量材料的物理趋势，从而学习如何调整它们的属性，以便更好地使用它们。最重要的是，DFT同样可以研究尚未合成的材料，这是一种极好的创新途径。

 

原子间的量子力学相互作用

 

从基础研究中了解材料内部发生了什么，原子间的量子力学相互作用，这对于预测材料的性能并最终对其进行调整以达到所设计的应用程序的预期效果是非常重要的。

 

欧洲五所著名研究机构——英国皇家理工学院(KTH)、乌普萨拉大学、达姆施塔特大学、米兰-比科卡大学和拉德堡德大学的研究人员是DFT方面的专家，并在欧洲创新技术研究所(EIT)原材料资助下形成了一个基础设施网络。该项目被称为“用量子力学设计材料”(QM-FORMa)，由Lizarraga博士领导。

 

QM-FORMa旨在提高人们对DFT性能的认识，以及在设计具有特殊性能的材料以满足现代工业需求时如何使用DFT。天富娱乐开户

 

用有毒物质

 

QM-FORMa的一个长期目标是帮助公司更好地了解他们的产品，以设计这些产品所需的材料。我们的社会最大的问题之一是处理污染我们的环境,这是一起严重需要更换材料,不再符合当今环保法规——就像铅汽油的情况下,最终被禁止在美国在1990年代。在许多需要取代有害物质的情况下，没有容易的解决办法，欧洲和其他许多国家的优先事项之一就是处理有毒物质的替代问题。

 

QM-FORMa公司已经参与了其中一个问题的研究——在硬质合金中置换钴。KTH的研究人员提出了一种多成分合金来替代钴。2 .这些所谓的“高熵合金”是由五种或五种以上的元素以几乎相同的浓度组成的，直到最近才开始引起科学界的注意，这要归功于Yeh和cantor3的工作

 

然而，它们还没有在实际应用中使用。DFT对这些材料的研究做出了巨大的贡献，以达到足够的开发阶段，在产品的制造过程中使用这些材料。在他们的调查中，