Design of New Materials

دکتر جورج پی تومون، برنده جایزه نوبل فیزیک گفت: "ما تمدن ها را با مواد اصلی که استفاده کرده اند برچسب گذاری کرده ایم: عصر حجر، عصر برنز و عصر آهن ••• یک تمدن هم توسعه یافته و هم توسط مواد محدود می شود امروزه، انسان در مرز بین عصر آهن و عصر مواد جدید زندگی می‌کند.» الزامات سختگیرانه‌تر برای مواد برای انجام عملکردهای خاص و مقاومت در برابر شرایط شدید، همانطور که نیازهای صنعت و دفاع دیکته می‌شود، ادامه تحقیقات فشرده تر در علم مواد. بر اساس گزارش اخیر "روندها و فرصت ها در تحقیقات مواد"، هدف حیاتی تحقیقات مواد، طراحی سنتز و ساخت مواد با بازده بالا و جدید با خواص قابل پیش بینی، متنوع و کنترل شده است. در گذشته، این یک فرآیند نسبتاً تجربی بوده است، اما با به دست آوردن درک جامع‌تر از رفتار ماده در مقیاس اتمی و مولکولی، این هدف بیش از پیش قابل دستیابی می‌شود. یک روند مهم اخیر، افزایش پیچیدگی و قدرت رویکردهای نظری است. با کمک توسعه کامپیوترها و تکنیک‌های عددی برعکس، و همچنین مفاهیم مکانیک آماری، نظریه‌پردازان شروع به مقابله با پیچیدگی مواد واقعی کرده‌اند. از طریق حمله متمرکز به سیستم‌های مدل که در آن نظریه‌پرداز، دانشمند تجربی و مهندس همگی برای طراحی مواد جدید و کنترل خواص آنها با هم همکاری می‌کنند، پیشرفت‌های مهمی انتظار می‌رود.

Dr. George P. Thomon, Nobel Laureate in Physics said, "We have labelled civilizations by the main materials which they have used: The Stone Age, the Bronze Age and the Iron Age ••• a civilization is both developed and limited by the materials at its disposal. Today, man lives on the boundary between the Iron Age and a New Materials Age." The ever more stringent requirements for materials to accomplish specific functions and withstand extreme conditions, as dictated by the needs of industry and defense, con­ tinue to spur ever more intensive research in Materials Science. According to the recent report "Trends and Opportunities in Materials Research" a vital goal of materials research is to design synthesize and fabricate in high yield, new materials with properties that can be pre­ dicted, varied and controlled. In the past this has been a fairly empirical process, but as we gain more comprehensive understanding of the behavior of matter on an atomic and molecular scale this goal becomes ever more attain­ able. An important recent trend is the increasing sophistication and power of theoretical approaches. Aided by the development of computers and versa­ tile numerical techniques, as well as concepts from statistical mechanics, theorists are beginning to confront the complexity of real materials. Important advances are expected through a concentrated attack on model systems in which the theorist, experimental scientist and engineer all work together towards designing new materials and controlling their properties.