第466章 科技入侵,材料先行(5/8)
但从70年代初开始,因为mbe,也就是分子束外延技术的成熟,人类第一次拥有了上帝之手,可以按照原子层进行材料的堆叠。
这项技术由贝尔实验室的卓以和和约翰·亚瑟在1960年代末至1970年代初完善。
(卓以和,阿美莉卡华裔物理学家,mbe之父)
1971年正是这项技术从实验室走向应用的爆发前夜。
它允许你在真空中,把原子一层一层地铺上去。
没有mbe,就没有後来的人造微结构,就没有现代的高速电晶体,没有雷射二极体,也没有量子级联雷射器。
mbe技术催生了诸多全新半导体器件,它是现代半导体技术的根基。
另外就是计算材料学的逐渐成熟,60年代就有的定理,一直到今天,随着计算机算力的增加,计算材料和密度泛函理论开始广泛应用,从第一性原理出发的逆向设计变得可能。
这直接导致了後来0bama政府时期的材料基因组计划。
简单来说,构成工程材料的众多重要阶段、缺陷和过程,构成了材料科学的基因组。
希望能够节约材料领域的研发时间,提高研发效率。
类似我发现阿尔法元素有什麽效果,那麽未来我想要实现这一效果,就试着往材料中增加阿尔法元素。
贝塔元素有什麽副作用,那麽我就要尽可能的避免。
这里的元素又可以叫做基因。
只是阿美莉卡材料学会主导的这一计划,进展不太顺利,一方面是因为白宫高官的变动,2016年上任的总统显然不想在前人的构想上继续投入。
但一直到2018年,nasa都还在默默努力,推动这一计划,他们把这个叫做《2040愿景:材料体系多尺度模拟仿真与集成路径》。
既然全阿美莉卡的材料基因图谱做不到,那我nasa单独出来搞一个nasa材料基因体系总行吧?
nasa希望能够针对材料基因计算做有效分解,以及设计具体的行动路径。
他们希望能基於过去10年所发展起来的高速计算方法、新材料表徵测试技术以及近期发展的集成计算材料工程,从体系和基础设施2个方面着手,打通材料到制造体系全链条模型和计算技术。
创建产品定义材料的新范式,我先想明白我要什麽样的太空飞行器,需要什麽样的材料,我再去从我的基因体系中具体设计我的材料。
而不是先炼丹,不管这丹有没有用,我总之先开炼。
通过模型引导材料设计,包括复合基体、晶粒尺寸、编织结构。
依靠多尺度模拟计算预测材料设计对产品机械性能和可靠性的影响,优化工艺模型以获得微结构、纳米结构工艺设计等先进位造工艺参数。
以及采用材料大数据处理以完成材料鲁棒性设计。
总之後来nasa又做了尝试,而且一直在推进这一计划。
(这是nasa2040愿景和2020现实情况的区别。)
但对林燃而言,他的劣势在於计算能力,现在的计算机和未来的计算机压根比不了。
现在的计算材料方法和未来的方法同样不能同日而语。
他的优势在於,现在的nasa和未来2018年只能蜷缩在自己小小范围内默默推动材料基因的nasa同样不能同日而语,前者的权柄可要比後者大得多。
而且技术是会被拉近的,而权柄很难逆转。
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