Инженеры научились предсказывать магнитные свойства материалов

Ирландские и американские инженеры разработали компьютерную модель, позволяющую предсказывать, будет ли создаваемый материал иметь магнитные свойства. Статья с результатами их работы опубликована в журнале Science Advances.

Магнитные материалы встречаются в природе нечасто, а создание новых — это трудоемкий процесс, требующий перебора множества молекулярных структур. Многие вещества, обладающие ярко выраженными магнитными свойствами, представляют собой единичные случаи (исключения из правил), которые трудно предсказать.

В данном исследовании ученые предложили компьютерную модель, которая способна за короткое время проанализировать сотни тысяч структур и отобрать те, которые с наибольшей вероятностью обладают магнитными свойствами.

Авторы работы сосредоточили свое внимание на семействе так называемых сплавов Гейслера — соединениях трех химических элементов, объединенных в один из трех типов структур. Получается более 236 тысяч соединений из 55 элементов. Сконструировав их прототипы и исследовав, как взаимодействуют атомы и сколько энергии требует каждая структура, ученые сузили круг поисков до 35 000 соединений. Протестировав их на стабильность, авторы работы выделили 248 материалов. И только 22 из них, согласно подсчетам, имеют магнитные свойства.

Чтобы доказать эффективность модели, ученые создали два материала по ее прогнозам. Два созданных соединения, Co₂MnTi и Mn₂PtPd, показали свойства, очень близкие к тем, которые были предсказаны компьютерной моделью.