I ricercatori dell'Università di Liverpool hanno sviluppato una strategia guidata dal computer che ha portato alla scoperta di due nuovi materiali in laboratorio.

In un articolo pubblicato su Natura , i ricercatori descrivono un algoritmo che utilizza la comprensione chimica delle strutture dei materiali conosciuti per suggerire quali nuove combinazioni di atomi creeranno un nuovo materiale stabile e sintetizzabile. I ricercatori sono stati quindi in grado di creare due nuovi materiali in laboratorio mediante sintesi sperimentale guidata dai calcoli del computer.

La scoperta di nuovi materiali è stato un processo lento e intenso poiché ci sono milioni di possibili combinazioni di molecole e atomi. Esattamente quali combinazioni di elementi formeranno i materiali è controllato dalla struttura che il materiale adotta (la disposizione degli atomi nello spazio), che a sua volta dipende da quali elementi sono coinvolti, e quanti di ogni tipo. La sfida è trovare quelle combinazioni stabili e potenzialmente sintetizzabili tra i milioni che si creano.

Grande sfida

Chimico dei materiali di Liverpool, Professor Matt Rosseinsky, ha detto:"Capire quali atomi si uniranno per formare nuovi materiali dal vasto spazio di possibili candidati è una delle grandi sfide scientifiche, e risolverlo aprirà interessanti opportunità scientifiche che potrebbero portare a proprietà importanti.

"Il passo chiave in questa ricerca è stata la capacità di generare un gran numero di strutture veramente rappresentative che potrebbero essere utilizzate per valutare quali combinazioni di elementi erano stabili, che ha notevolmente ristretto lo spazio che doveva essere esplorato sperimentalmente - come avere una mappa con l'indirizzo di qualcuno, piuttosto che sapere che vivono a Londra da qualche parte."

"Una delle principali sfide future nella scoperta dei materiali è combinare la previsione della composizione e della struttura con la previsione delle proprietà. I ​​nostri colleghi di Liverpool, nell'ambito dello stesso progetto finanziato dall'EPSRC, hanno recentemente segnalato un progresso chiave qui, anche in Natura ."

Lo sviluppo di nuovi materiali è al centro di molti studi scientifici, sfide tecnologiche e industriali di oggi e di domani, ad esempio la creazione di materiali avanzati per la generazione e lo stoccaggio di energia.

Il documento "Scoperta accelerata di due tipi di strutture cristalline in un campo di fase inorganico complesso" è pubblicato in Natura .