伦敦的科学家已经创建了一款计算机模型，试图从原子构造角度来预测一些粘土复合材料的应用性能和物理性质。粘土-聚合物基复合材料很强、很硬、很轻，这使得他们在汽车和飞机零部件中很有用。但是他们通常要经历反复的试验和失败才能开发出来。研究人员说，他们的“虚拟实验室”系统可以帮助开展这种猜想---解决此种新材料的制备过程。该研究成果发表在《先进材料》杂志上。
      
　　复合材料，通过将聚合物分子例如尼龙，与片状粘土层混合可以拥有与单独成分非常不同的性质。即使充分的了解材料的分子结构仍然很难预测它的性能。“我们周围一些上显而易见的物质远比你想象的要更难提取，尽管迄今为止我们的物质原子理论已经120年了”，皮特柯文尼教授这样说，他的团队在伦敦大学正在开展这项研究。
　　柯文尼教授称，从小性质（原子和分子间斥力）到大性能（例如硬度，密度和构造）的推测中的困难限制了激发新材料的应用的发展，例如超导体，石墨烯。“通常，诺贝尔奖会授予那些有趣分子的发现，这些分子被认定为会有很多有趣的应用”他告诉BBC新闻。“但是那些应用的实际投放可能需要相当长的时间”。柯文尼教授和他的团队已经使用一个叫“多尺度建模”的过程着手解决这个问题。这项技术的先驱已经在去年被授予诺贝尔化学奖。将单原子和电子的微相互作用的规则和更大块儿物质怎样相互作用的理解相结合，从而允许伦敦大学的研究人员直接去测试不同的聚合物和粘土分子组合，事实上无需在实验室制备所有的复合材料。
      
　　“不适用计算机模拟，你不得不做很多不同的实验”，柯文尼教授这样说到。例如，粘土片层，大概有五个原子那么薄，可以分散在聚合物内部，或者像堆叠成扑克牌那样。粘土片层（黄色）可像纸牌或者砖块那样堆叠起来，而聚合物分子（蓝绿色）则起到类似于砂浆的作用。初，分散的结构是由丰田在20世纪80年代发现的。该公司仅仅通过尝试不同的聚合物和粘土的混合物，终成功制备出例“纳米复合材料”，并申请了。由于聚合物分子就像微小平坦砖块之间的砂浆，这使得粘土结构更加坚硬和耐用，而且，可以在天然材料例如珍珠母中找到。
　　柯文尼教授说，他的研究能够帮助揭示这些不同立体基阵形成的组成和条件。他的团队尝试不同组合，然后检查他们模型与已知性能的复合材料匹配结果。“现在我们已经有了一个虚拟的实验室，一个模拟环境，它能根据这些不同的化学反应告诉我们很多关于为什么会有这么多产品的变化形式的细节”。
　　柯文尼教授相信，这项工作可以延伸至模拟例如石墨烯的工业化生产。这几乎是一场比赛---它像我们展示出，石墨烯不仅仅由于它的分子性质而有趣，它还具备现实的实际应用。这就需要解决像粘土中存在的同一类问题——如果加大粘土的量，它还具备这种有趣的性质吗？
　　布里斯托尔大学AdrianMulholland教授使用多尺度建模法研究生物相互作用，例如，药物如何影响我们身体中的蛋白质。他告诉BBC，这项新研究对“非常活跃领域”是一个有用的贡献。
　　穆赫兰德教授因2013年诺贝尔奖而著名，他说道，“这个领域对于研究和改善更多工业和制药过程来说很重要。我认为它的时代已经来临”。
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