揭示决定多孔聚合物材料性能的关键因素

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确定微观结构特征与其性质之间的关系对于提高材料性能和推进下一代结构和功能材料的设计至关重要。然而，这项任务本身就具有挑战性。
为了应对这些挑战，LLNL 的科学家开发了一种高效而全面的计算框架，以解释多孔微结构及其特性的含义。这项研究发表在《ACS 应用材料与界面》杂志上。
LLNL 科学家、论文主要作者 Longsheng Feng 表示：“我们开发了一个综合计算框架，它结合了基于物理的微观结构建模、微观结构特征提取、微观结构感知的有效性能评估和机器学习分析工具。”
该团队将该框架应用于聚合物基多孔材料作为代表性模型系统，并展示了其探索聚合动力学如何影响各种一般和局部微观结构特征（如域尺寸和孔径分布）以及这些特征如何影响传输特性的能力。
“我们的目标是建立一个框架，不仅能够使用基于物理的模型来理解微观结构的形成并评估其有效特性，而且还旨在辨别哪些微观结构特征决定了不同的特性以及它们如何决定这些特性，”LLNL 科学家、论文合著者 Tae Wook Heo 说。
该方法为评估聚合物基多孔材料中的微观结构与性能关系提供了一个新颖的框架，为先进材料的开发铺平了道路。
劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家、论文合著者 Juergen Biener 表示：“了解这些关系可以指导加工程序，以定制特定的微结构，从而实现聚合物多孔材料在各种应用（如膜）中的所需特性。”
LLNL 科学家 Sijia Huang 也对本文做出了贡献。