Kristalinių struktūrų duomenų bazė pateikia receptų, skirtų ne ekspertų virėjų, gaminti naujas medžiagas

Tel örme bileklik (Liepa 2019).

Anonim

Reaguodama į populiarią paklausą, "Duke" universiteto medžiagų mokslininkai prisikėlė internetinę kristalų struktūrų kūrybinę knygą, kuri prasidėjo, kai "World Wide Web" buvo "Netscape Navigator" ir "HTML 1.0".

1995 m. Michaelis Mehlis, tuomet JAV laivybos tyrimų laboratorijos mokslininkas, pradėjo kaupti, kataloguoti ir dalintis informacija apie kristalines struktūras pagrindinėje kolegų tinklavietėje.

Tyrėjams reikėjo pamatinio katalogo, kuris vadovautų jų pastangoms, nes kristalai gamina šimtus skirtingų struktūrų. Chemikai naudojasi kristalais kaip patogūs naujų medžiagų blokai dėl jų standžių, užsakytų molekulinių formų, kurie padeda nustatyti medžiagos savybes.

"Mehl" svetainė, pavadinta "Crystal Lattice Structures", pateikė išsamią informaciją, kuri, nors ir prieinama iš kitų šaltinių, buvo naudingesnė mokslininkams, kurie nežinojo apie kristalografijos konvencijas. Jei kristalinės duomenų bazės buvo virtuvės knygos ir kiekviena kristalų struktūra buvo receptas, mokslininkai parašė kitas nuorodas, tinkamas atlikti profesionaliems vokiečių virėjams su specialiais mokymais. Kita vertus, "Crystal Lattice Structures" buvo jūsų vidutinis naminis virėjas.

"Biblioteka parodė, kaip kristalografija yra susijusi su kristalais realiame pasaulyje", - paaiškino Mehl, dabar Jungtinių Amerikos Valstijų jūrų akademijoje. "Tai taip pat suteikė plačią apžvalgą apie eksperimentiniu būdu stebimas struktūras, kurios visada yra gera vieta pradėti ieškoti kažko naujo".

2009 m. "Mehl" išleido svetainę, tačiau iš dalies dėl "NRL" atliktų saugumo patobulinimų ir dėl to, kad interneto svetainės sukūrimas per 15 metų išliko nepagrįstai sudėtingas, o jos įrašai nebuvo standartizuoti.

"Bendruomenėje buvo daug žmonių, klausinėjančių, kur buvo duomenų bazė, ir ar tai būtų galima grąžinti, ar ne", - teigė kunigaikščio mechanikos inžinerijos ir medžiagų mokslų profesorius Stefanas Curtarolo. "Mes nusprendėme kartu sutelkti visą informaciją į popierių ir grąžinti tinklalapį griežtesne ir atviro kodo versija."

Su "Mehl" pagalba Curtarolo ir jo komanda prisikėlė "Crystal Lattice Structures", pradėjo naują ir patobulintą internetinį katalogą ir paskelbė popierių su visais jo duomenimis (pirmasis iš ilgesnės kolekcijos). Popierius pasirodė internete gegužės 22 d. " Computational Materials Science".

Popieriuje, kuris užkopė daugiau nei metus, yra 288 įrašų, skirtų įvairioms kristalinėms struktūroms. Kiekviename įraše pateikiami duomenys apie struktūros simetriją, jos kristalines savybes ir vieneto elemento formą. Jame taip pat yra generinių matematinių lygčių, apibūdinančių kiekvieno atomo vietą, o ne teikia šią informaciją specializuotoje formoje, kaip paprastai daro kitos duomenų bazės.

"Atsižvelgiant į išsireiškusias išraiškingas atomines išdėstymo lygtis suteikia daugiau lankstumo, įtraukiant nežymius variacijas ir konkrečiai derinant kiekvieną struktūrą, " sakė Cormac Toher, asistentas, kunigaikščio mechanikos inžinerijos ir medžiagų mokslų profesorius. "Be to, kiekvieno įrašo viršuje mes turėsime 3D vaizdų peržiūrą, kad žmonės galėtų matyti struktūras skirtingais kampais."

Naujos svetainės sukūrimas dar labiau tvirtas, kiekvienas įrašas yra tiesiogiai susijęs su Medžių genomikos centro AFLOW biblioteka - internetine dviejų ar trijų elementų junginių duomenų baze, kuri leidžia vartotojams numatyti dar žinomų medžiagų savybes. Įdiegus naują duomenų bazę, vartotojai gali paprasčiausiai pasirinkti, kuriuos elementinių atomų vietą, kurioje pozicijas bet kurioje iš 288 kristalinių struktūrų, ir programa apskaičiuoja galimas medžiagos greičiausiai savybes.

"Mes turėjome nuspręsti, kokį formą pateikti informaciją, gauti visus duomenis ir po 800 puslapių, įsitikinkite, kad nebuvo jokių klaidų", - sakė Davidas Hicksas, Curtarolo laboratorijos absolventas. "Ir tada, įgyvendinant viską AFLOW, atsirado dar 288 C + + kodavimo bylos. Tai buvo daug darbo, tačiau mes manome, kad tai bus labai naudingas bendruomenės šaltinis."

menu
menu