澳大利亞悉尼大學(xué)團隊在最新一期《自然材料》雜志上報道了一種解碼“材料基因組”的新方法。這種方法可以檢驗晶體材料原子級結(jié)構(gòu)的微小變化，提高人們了解材料特性和行為基本起源的能力。

這一突破對于開發(fā)創(chuàng)新材料尤為重要，將推動航天工程行業(yè)更堅固、更輕的合金、電子產(chǎn)品的新一代半導(dǎo)體、電機的改良磁鐵的開發(fā)。

本研究采用原子探針斷層掃描（APT）技術(shù)可以解決短程階段（SRO）復(fù)雜性。SRO技術(shù)是了解局部原子環(huán)境的關(guān)鍵。SRO通常被比作“材料基因組”，即晶體中原子的排列或形狀。其重要性在于不同的局部原子排列會影響材料的電子、磁性、力學(xué)、光學(xué)等特性，對未來產(chǎn)品的安全性和功能性有很大的影響。

這項研究的重點是鈷-鉻-鎳高熵合金，這種合金在高級工程應(yīng)用中非常有前景。該團隊利用復(fù)雜的APT顯像數(shù)據(jù)，結(jié)合先進的數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)，對不同加工環(huán)境下合金的變化進行3D可視化原子觀察和測量。

這項研究為SRO如何控制關(guān)鍵材料特性提供了一個模板，也為科學(xué)家提供了一雙新的“眼睛”，然后他們可以看到原子級結(jié)構(gòu)的微小變化，以及如何在材料性能上取得巨大的飛躍。

SRO提供了詳細(xì)的原子級藍(lán)圖，提高了人們對材料行為的計算模擬、建模和最終預(yù)測能力，這一點很重要。

【科技日報總編圈點】

眾所周知，原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，原子結(jié)構(gòu)影響原子間結(jié)合的方式，而原子間結(jié)合的方式，最終決定了材料的類型。也就是說，原子的結(jié)構(gòu)與關(guān)系，直接影響材料的物理化學(xué)特性，導(dǎo)致不同材料具有不同的性能。如今，科學(xué)家們已經(jīng)用3D“眼睛”看到了這種結(jié)構(gòu)關(guān)系，解鎖了原子在各種情況下的排列變化，這無疑相當(dāng)于擁有了一把開門鑰匙，而門是新一代材料的美好世界。

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