<p>蘋果手表和SpaceX星艦的猛禽引擎有什么共同之處?</p> <p>&nbsp;</p> <p>答:兩者在一定程度上都是由先進(jìn)材料制成的，而不是通常的幾十年&mdash;&mdash;在麻省理工學(xué)院(MIT)開創(chuàng)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的幫助下?，F(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的八位教授&mdash;&mdash;其中包括該領(lǐng)域的一名發(fā)明者，該領(lǐng)域被稱為計(jì)算材料設(shè)計(jì)&mdash;&mdash;旨在使該領(lǐng)域更加強(qiáng)大，這要感謝海軍研究辦公室五年720萬美元的撥款。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)工作是奧巴馬總統(tǒng)在2011年宣布的材料基因組計(jì)劃(MGI)下一階段的一部分。麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系(DMSE)的熱計(jì)算實(shí)踐教授格雷戈里&middot;b&middot;奧爾森(Gregory B. Olson)說，MGI正在開發(fā)&ldquo;一個(gè)指導(dǎo)材料結(jié)構(gòu)組裝的參數(shù)基本數(shù)據(jù)庫&rdquo;，就像人類基因組計(jì)劃&ldquo;是一個(gè)指導(dǎo)生命結(jié)構(gòu)組裝的數(shù)據(jù)庫&rdquo;。材料的特殊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)被稱為&ldquo;CALPHAD&rdquo;，它是在20世紀(jì)50年代由麻省理工學(xué)院發(fā)明的，由支持奧爾森教授職位的thermocalc公司率先商業(yè)化。</p> <p>&nbsp;</p> <p>據(jù)MGI網(wǎng)站介紹，目標(biāo)是使用MGI數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)、制造和部署先進(jìn)材料，速度是傳統(tǒng)方法的兩倍，成本是傳統(tǒng)方法的一小部分。</p> <p>&nbsp;</p> <p>麻省理工學(xué)院的研究人員將把他們的努力集中在鋼鐵上，&ldquo;因?yàn)樗匀皇荹世界上]研究時(shí)間最長的材料，所以我們對(duì)它的性能有最深刻的基本理解。&rdquo;項(xiàng)目首席研究員奧爾森說。這些基本性能是不斷增長的鋼鐵數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵，該數(shù)據(jù)庫管理著從化學(xué)成分到工藝溫度順序，再到設(shè)計(jì)新型高性能鋼的一切。</p> <p>&nbsp;</p> <p>今年1月，大約60名研究人員在麻省理工學(xué)院(MIT)舉行了為期兩天的會(huì)議，旨在分享迄今為止的進(jìn)展和未來在這種完全由計(jì)算設(shè)計(jì)的鋼方面的計(jì)劃。會(huì)議由多機(jī)構(gòu)&ldquo;CHiMaD&rdquo;分層材料設(shè)計(jì)中心、麻省理工學(xué)院鋼鐵研究小組(SRG)、QuesTek Innovations和麻省理工學(xué)院材料研究實(shí)驗(yàn)室主辦。奧爾森是SRG、QuesTek和CHiMaD的聯(lián)合創(chuàng)始人，目前仍隸屬于這三家公司以及MRL。</p> <p>&nbsp;</p> <p>從可印刷的鋼材到先進(jìn)的船體</p> <p>&nbsp;</p> <p>cybersteel可以有多種應(yīng)用，包括3D打印制造的鋼材正在改變海軍飛機(jī)部件的制造方式。奧爾森的材料設(shè)計(jì)公司QuesTek已經(jīng)使用計(jì)算設(shè)計(jì)技術(shù)將賽博鋼用于海軍航空部件的飛行鑒定。海軍研究辦公室也對(duì)開發(fā)船體用無磁性鋼感興趣。奧爾森說:&ldquo;對(duì)潛艇的探測(cè)是基于磁性的，所以如果你能去除磁性，你就有了一種新的隱身能力。&rdquo;奧爾森在1985年與已故麻省理工學(xué)院教授莫里斯&middot;科恩(Morris Cohen)一起領(lǐng)導(dǎo)了計(jì)算材料設(shè)計(jì)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>奧爾森記得，在1985年，沒有人知道計(jì)算機(jī)是否能使新材料設(shè)計(jì)成為可能。然而，他和同事們最終證明了這一點(diǎn)，最終奧巴馬總統(tǒng)宣布了MGI計(jì)劃。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究</p> <p>&nbsp;</p> <p>麻省理工學(xué)院的cybersteel項(xiàng)目將包括各種工作，從擴(kuò)大我們對(duì)熔融鋼的知識(shí)&mdash;&mdash;由DMSE冶金學(xué)教授Antoine Allanore領(lǐng)導(dǎo)&mdash;&mdash;到新鋼的經(jīng)濟(jì)建模&mdash;&mdash;由DMSE埃斯特和哈羅德&middot;埃哲頓職業(yè)發(fā)展教授Elsa A. Olivetti領(lǐng)導(dǎo)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>另一個(gè)主要的研究領(lǐng)域涉及構(gòu)成鋼的微觀晶粒之間的邊界。雖然鋼的體熱力學(xué)已經(jīng)很好地建立起來，但奧爾森說，&ldquo;我們需要在界面熱力學(xué)上取得進(jìn)展&rdquo;&mdash;&mdash;晶界。為此目的的實(shí)驗(yàn)工作將由DMSE的Thomas B. King冶金副教授C. Cem Tasan和DMSE的副教授James M. LeBeau進(jìn)行。關(guān)于晶界的理論工作將由DMSE冶金學(xué)教授Christopher A. Schuh和環(huán)境系統(tǒng)的Morton和Claire Goulder和家庭教授以及材料科學(xué)與工程系主任Jeffrey C. Grossman負(fù)責(zé)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Olson與機(jī)械工程系的David M. Parks教授一起，將致力于在設(shè)計(jì)過程的早期納入鋼鐵增韌機(jī)制的模擬。從歷史上看，模擬一直被用于設(shè)計(jì)的后期階段。</p> <p>&nbsp;</p> <p>奧爾森對(duì)未來感到興奮。&ldquo;我們(已經(jīng))取得了超出我預(yù)期的成功?？吹剿痫w真是太神奇了。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>