Des chercheurs de l'Université de Liverpool ont développé une stratégie guidée par ordinateur qui a conduit à la découverte de deux nouveaux matériaux en laboratoire.

Dans un article publié en La nature , les chercheurs décrivent un algorithme qui utilise la compréhension chimique des structures de matériaux connus pour suggérer quelles nouvelles combinaisons d'atomes créeront un nouveau matériau stable et pouvant être synthétisé. Les chercheurs ont ensuite pu créer deux nouveaux matériaux en laboratoire par synthèse expérimentale guidée par les calculs informatiques.

La découverte de nouveaux matériaux a été un processus lent et intensif car il existe des millions de combinaisons possibles de molécules et d'atomes. Les combinaisons exactes d'éléments qui formeront des matériaux sont contrôlées par la structure adoptée par le matériau (la disposition des atomes dans l'espace), qui à son tour dépend des éléments impliqués, et combien de chaque type. Le défi est de trouver ces combinaisons stables et potentiellement synthétisables parmi les millions qui sont créées.

Grand défi

Chimiste des matériaux de Liverpool, le professeur Matt Rosseinsky, a déclaré:"Comprendre quels atomes se combineront pour former de nouveaux matériaux à partir du vaste espace des candidats possibles est l'un des grands défis scientifiques, et le résoudre ouvrira des opportunités scientifiques passionnantes qui pourraient conduire à des propriétés importantes.

"L'étape clé de cette recherche était la capacité de générer un grand nombre de structures vraiment représentatives qui pourraient être utilisées pour évaluer quelles combinaisons d'éléments étaient stables, ce qui a considérablement réduit l'espace qui devait être exploré expérimentalement - comme avoir une carte avec l'adresse de quelqu'un, plutôt que de savoir qu'ils vivent quelque part à Londres."

"L'un des principaux défis futurs de la découverte de matériaux est de combiner la prédiction de la composition et de la structure avec la prédiction des propriétés. Nos collègues de Liverpool, au sein du même projet financé par EPSRC, ont récemment signalé une avancée clé ici, aussi dans La nature ."

Le développement de nouveaux matériaux est au cœur de nombreux travaux scientifiques, défis technologiques et industriels d'aujourd'hui et de demain, par exemple en créant des matériaux avancés pour la production et le stockage d'énergie.

L'article 'Découverte accélérée de deux types de structure cristalline dans un champ de phase inorganique complexe' est publié dans La nature .