Supercomputer, i crogioli di lega di domani

Di fronte all’inevitabilità delle sfide ambientali e sociali, è diventato imperativo accelerare la scoperta di nuovi materiali più efficienti. Nei trasporti e nell’energia, ad esempio, sono state ampiamente studiate leghe metalliche innovative. Ma la diversità chimica e il numero di possibili combinazioni di materiali polimetallici fa sembrare la modellazione uno strumento essenziale per identificare combinazioni promettenti in tempi molto brevi.

Esempio ? Il meraviglioso mondo delle leghe ad alta entropia, quei materiali che combinano almeno cinque diversi elementi metallici in proporzioni uguali. Per certe combinazioni, otteniamo leghe ad alta entropia, soluzioni solide con proprietà uniche di resistenza meccanica, durezza e resistenza al calore… Ma di fronte a un’enorme gamma di possibilità, come troviamo le combinazioni che favoriscono una lega ad alta entropia?

Scienziati dell’Université Catholique de Louvain in Belgio, del Dartmouth College negli Stati Uniti e dell’Institute of Condensed Matter Chemistry di Purdue (CNRS/Purdue University/Purdue INP) hanno condotto un’ampia esplorazione virtuale di queste leghe. In uno studio pubblicato in Comunicazioni sulla naturaQuesto team internazionale ha esaminato più di 658.000 gruppi primari per mappare questa regione poco conosciuta. Evidenziando i ruoli chiave delle quantità termodinamiche di queste leghe, ovvero entalpia, entropia, stabilità intermetallica e punto di fusione, sono stati in grado di identificare tutte le combinazioni che portano a nuove leghe ad alta entropia. Poi ne hanno riuniti alcuni per testare le loro previsioni. Dai dati computazionali al banco, questa è la nuova era dell’informatica e della scienza dei materiali assistita dall’intelligenza artificiale, che è anche oggetto del programma prioritario di ricerca sulle attrezzature e l’esplorazione (PEPR) Diadema Lanciato nel maggio 2022.