现代材料合成：利用超维化学寻找热力学捷径
材料科学
2023-06-14 v1
摘要
合成仍是推进材料科学的挑战。该挑战的一个关键焦点是如何实现选择性合成，尤其涉及亚稳材料时。本观点文章探讨如下问题：诸如双离子交换（复分解）反应中的“旁观”元素如何能够实现选择性材料合成？通过原位观测反应路径并利用现代计算热力学计算其能量学，我们观察到瞬态结晶中间体，表明许多反应在远早于由平均组分设定的全局平衡之前，便达到了由局域化学势决定的局域热力学平衡。利用此认知，可通过引入超出目标产物所需的额外元素，在热力学上“捷径”绕过不利中间体，从而获取更多具有有利能量学与选择性相成核的中间体。最终，将第一性原理方法与实验洞察相统一的数据驱动建模，将提升新兴复杂材料合成预测逆合成模型的准确性。
引用
@article{arxiv.2303.11915,
title = {Modernist Materials Synthesis: Finding Thermodynamic Shortcuts with Hyperdimensional Chemistry},
author = {James R Neilson and Matthew J McDermott and Kristin A Persson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11915},
year = {2023}
}