繪制玻璃遺傳因子組圖 推進(jìn)玻璃行業(yè)發(fā)展

【中玻網(wǎng)】玻璃作為一種傳統(tǒng)材料，其發(fā)展一度停滯，但是電子產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展，為玻璃行業(yè)帶來新的轉(zhuǎn)機(jī)。賓夕法尼亞州立大學(xué)的材料科學(xué)家已經(jīng)制定了一個(gè)能夠繪制玻璃遺傳因子組圖并推進(jìn)玻璃未來發(fā)展的計(jì)劃。這項(xiàng)工作是材料遺傳因子組計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃試圖將開發(fā)新材料的速度提高一倍。

　　Mauro想要加強(qiáng)玻璃化學(xué)和玻璃物理學(xué)之間的結(jié)合的領(lǐng)域。他結(jié)合這兩個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造了一個(gè)職業(yè)生涯，并表示化學(xué)與物理之間的相互作用是更好地理解玻璃的關(guān)鍵。

　　賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授John Mauro正在構(gòu)建一套預(yù)測(cè)建模工具，他將玻璃的物理和化學(xué)知識(shí)結(jié)合起來，繪制出像了解人類遺傳因子組一樣的玻璃的構(gòu)建模塊和屬性。他的團(tuán)隊(duì)在了解相關(guān)工業(yè)系統(tǒng)中玻璃組成、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系中打下了堅(jiān)固的基礎(chǔ)。他在新期的“Current Opinion in Solid State and Materials Science”雜志中發(fā)表了他的成果。

　　“解碼玻璃遺傳因子組的概念是，采用所有不同的建模方法，從基礎(chǔ)物理到經(jīng)驗(yàn)建模以及機(jī)器學(xué)習(xí)，”Mauro說。“通過將所有這些工具結(jié)合在一起，我們可以獲得我們所關(guān)注的所有玻璃特性的模型。然后我們可以利用這些新知識(shí)來改進(jìn)當(dāng)前的合成成分，同時(shí)也可能進(jìn)入新的成分空間�！�

　　Mauro想要加強(qiáng)玻璃化學(xué)和玻璃物理學(xué)之間的結(jié)合的領(lǐng)域。他結(jié)合這兩個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造了一個(gè)職業(yè)生涯，并表示化學(xué)與物理之間的相互作用是更好地理解玻璃的關(guān)鍵。

　　用于推進(jìn)材料研究的基于機(jī)器的學(xué)習(xí)模型的概念已經(jīng)存在多年，其中先進(jìn)的計(jì)算機(jī)分析看似無數(shù)的變量和組合以尋找新的性能和用途。由于不斷擴(kuò)大的計(jì)算能力，計(jì)算機(jī)分析已成為推動(dòng)力。

　　Mauro表示，傳統(tǒng)意義上，發(fā)明家想要通過定制玻璃以滿足特定屬性。例如，Mauro幫助設(shè)計(jì)的康寧大猩猩玻璃增加了薄層透明玻璃的強(qiáng)度。然而，遺傳因子組方法將允許創(chuàng)造者以不同的方式思考，因?yàn)樗鼘⑼怀鲲@示通過玻璃配方可獲得的無數(shù)潛在特性。然后玻璃成分可以被設(shè)計(jì)成獨(dú)特的材料以滿足未來應(yīng)用的嚴(yán)格要求。

　　“這與僅僅嘗試設(shè)計(jì)一種只需要一組特定屬性的玻璃非常不同，因?yàn)檫@些目標(biāo)屬性通常會(huì)發(fā)生變化，”Mauro說。“通過遺傳因子組方法，無論目標(biāo)如何變化，你都能夠擁有滿足這些要求的東西�！�

　　玻璃仍處于優(yōu)異地位的一份清單——能源生產(chǎn)和儲(chǔ)存，更效率高的建筑物，生物醫(yī)學(xué)組件，納米藥物輸送和通信以及信息顯示技術(shù)的領(lǐng)域中剔除——很容易看出了解玻璃所有潛在特性的重要性。

　　“有些人認(rèn)為玻璃是一種過時(shí)的材料，因?yàn)樗呀?jīng)使用了數(shù)千年，”Mauro說。“例如，我們認(rèn)為玻璃窗是理所當(dāng)然的，但是有許多先進(jìn)的化學(xué)，物理和工程技術(shù)可用于普通窗戶玻璃的制造。如果我們想開發(fā)下一代玻璃產(chǎn)品，我們需要對(duì)玻璃有一個(gè)非常深刻理解�！�