Zusammenfassung:
Einer der heiligen Grale der Materialwissenschaft, die Entschlüsselung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, wurde weitgehend durch Bottom-up-Untersuchungen ermittelt, bei denen untersucht wurde, wie die Anordnung der Atome und die interatomare Bindung in einem Material dessen makroskopisches Verhalten bestimmen. Hier betrachten wir einen ergänzenden Ansatz, eine Top-Down-Studie der Struktur von Netzwerken von Materialien, basierend auf der Interaktion zwischen den Materialien selbst. Wir demonstrieren den Nutzen der Anwendung der Netzwerktheorie auf die Materialwissenschaft in zwei Anwendungen: Erstens entschlüsseln wir das vollständige "Phasenstabilitätsnetzwerk aller anorganischen Materialien" als ein dicht verknüpftes komplexes Netzwerk von 21.000 thermodynamisch stabilen Verbindungen (Knoten), die durch 41 Millionen Verbindungslinien (Kanten) miteinander verbunden sind, die ihre Zweiphasengleichgewichte definieren, wie sie durch die Dichtefunktionaltheorie mit hohem Durchsatz berechnet wurden. Anhand der Konnektivität der Knoten in diesem Phasenstabilitätsnetzwerk leiten wir eine rationale, datengesteuerte Metrik für die Reaktivität von Materialien ab, den "Adelsindex", und identifizieren quantitativ die edelsten Materialien in der Natur. Zweitens wenden wir die Netzwerktheorie auf das Problem der Synthetisierbarkeit anorganischer Materialien an, eine große Herausforderung für die Beschleunigung ihrer Entdeckung mithilfe von Berechnungen. Wir nutzen das maschinelle Lernen unseres Netzwerks, um die Wahrscheinlichkeit vorherzusagen, dass hypothetische, computergenerierte Materialien für eine erfolgreiche experimentelle Synthese in Frage kommen.

Datum und Uhrzeit:
9. September 2022 um 11:00 Uhr

Ort:
Humboldt-Universität zu Berlin Erwin-Schrödinger-Zentrum, Raum 0'119
Rudower Chaussee 26, 12489 Berlin - Adlershof