Los diamantes no son solo el mejor amigo de una niña, también son componentes cruciales para componentes industriales resistentes, como las brocas que se utilizan para acceder a los depósitos de petróleo y gas subterráneos. Pero un método rentable para encontrar otros materiales adecuados para hacer el trabajo está en camino.

El diamante es uno de los únicos materiales lo suficientemente duros y resistentes para el trabajo de rectificado constante sin un desgaste significativo. pero como sabe cualquier inminente propuesto, los diamantes son caros. Los altos costos impulsan la búsqueda de nuevos materiales duros y superduros. Sin embargo, la búsqueda experimental de prueba y error es en sí misma cara.

Se necesita una forma sencilla y fiable de predecir las propiedades de los nuevos materiales para facilitar el desarrollo de la tecnología moderna. Usando un algoritmo computacional, Los teóricos rusos han publicado tal herramienta predictiva en el Revista de física aplicada , de AIP Publishing.

"Nuestro estudio describe una imagen que puede guiar a los experimentadores, mostrándoles la dirección para buscar nuevos materiales duros, "dijo el primer autor del estudio, Alexander Kvashnin, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo y del Instituto de Física y Tecnología de Moscú.

Como fibra óptica, con su alta velocidad de transmisión, Reemplazo de comunicaciones por cable de cobre, también lo hacen los científicos de materiales para encontrar nuevos materiales con propiedades deseables para respaldar la tecnología moderna. Cuando se trata de minería, industrias espaciales y de defensa, se trata de encontrar materiales que no se rompan con facilidad, y por eso, Se requiere la combinación óptima de dureza y tenacidad a la fractura. Pero es complicado predecir teóricamente la dureza y la resistencia a la fractura. Kvashnin explicó que, aunque existen muchos modelos predictivos, él estima que, en el mejor de los casos, están entre un 10% y un 15% por debajo de la marca.

El equipo ruso desarrolló recientemente un enfoque computacional que considera todas las combinaciones posibles de elementos en la tabla periódica de Dmitri Mendeleev, bautizada como "búsqueda mendeleviana". Han utilizado su algoritmo para buscar materiales duros y resistentes óptimos.

Al combinar su modelo de predicción de tenacidad con dos modelos bien conocidos de dureza de materiales, El algoritmo de los científicos aprendió qué regiones del espacio químico de compuestos eran más prometedoras para fases duras que podrían sintetizarse fácilmente.

Los resultados se trazaron en un "mapa del tesoro" de dureza frente a dureza, y los científicos quedaron impresionados por lo que vieron. Todos los materiales duros conocidos se predijeron con más del 90% de precisión. Esto demostró el poder predictivo de la búsqueda, y las combinaciones recientemente reveladas son tesoros potenciales para la industria.

Kvashnin explicó que es parte de un proyecto industrial dedicado a nuevos materiales para brocas, donde los experimentadores ahora están sintetizando uno de estos tesoros materiales duros:el pentaboruro de tungsteno (WB5).

"Esta búsqueda computacional es una forma potencial de optimizar la búsqueda de nuevos materiales, mucho mas barato, más rápido y con bastante precisión, "dijo Kvashnin, quien espera que este nuevo enfoque permita el rápido desarrollo de nuevos materiales con propiedades mejoradas.

Pero no se detienen ahí con la teoría. Quieren utilizar sus métodos y enfoques modernos para precisar las reglas generales de lo que hace que los materiales duros y superduros se encuentren entre los elementos para guiar mejor a los investigadores del futuro.