宾夕法尼亚州立大学：绘制玻璃基因组图并推进玻璃行业发展

Mauro想要加强玻璃化学和玻璃物理学之间的结合的领域。他结合这两个领域创造了一个职业生涯，并表示化学与物理之间的相互作用是更好地理解玻璃的关键。图片来源：iStock Photo / olaser

玻璃已经成为社会的一部分已有数千年之久，因此这种材料很容易变得无形和被忽视，但宾夕法尼亚州立大学的材料科学家已经制定了一个能够绘制玻璃基因组图并推进玻璃未来发展的计划。

这项工作是材料基因组计划的一部分，该计划试图将开发新材料的速度提高一倍。

宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系教授John Mauro正在构建一套预测建模工具，他将玻璃的物理和化学知识结合起来，绘制出像了解人类基因组一样的玻璃的构建模块和属性。他的团队在了解相关工业系统中玻璃组成、结构和性能之间的关系中打下了坚固的基础。他在最新期的“Current Opinion in Solid State and Materials Science”杂志中发表了他的成果。

“解码玻璃基因组的概念是，采用所有不同的建模方法，从基础物理到经验建模以及机器学习，”Mauro说。“通过将所有这些工具结合在一起，我们可以获得我们所关注的所有玻璃特性的最佳模型。然后我们可以利用这些新知识来改进当前的合成成分，同时也可能进入新的成分空间。”

Mauro想要加强玻璃化学和玻璃物理学之间的结合的领域。他结合这两个领域创造了一个职业生涯，并表示化学与物理之间的相互作用是更好地理解玻璃的关键。

用于推进材料研究的基于机器的学习模型的概念已经存在多年，其中先进的计算机分析看似无数的变量和组合以寻找新的性能和用途。最近，由于不断扩大的计算能力，计算机分析已成为推动力。

Mauro表示，传统意义上，发明家想要通过定制玻璃以满足特定属性。例如，Mauro帮助设计的康宁大猩猩玻璃增加了薄层透明玻璃的强度。然而，基因组方法将允许发明者以不同的方式思考，因为它将突出显示通过玻璃配方可获得的无数潜在特性。然后玻璃成分可以被设计成独特的材料以满足未来应用的严格要求。

“这与仅仅尝试设计一种只需要一组特定属性的玻璃非常不同，因为这些目标属性通常会发生变化，”Mauro说。“通过基因组方法，无论目标如何变化，你都能够拥有满足这些要求的东西。”

玻璃仍处于领先地位的一份清单——能源生产和储存，更高效的建筑物，生物医学组件，纳米药物输送和通信以及信息显示技术的领域中剔除——很容易看出了解玻璃所有潜在特性的重要性。

“有些人认为玻璃是一种过时的材料，因为它已经使用了数千年，”Mauro说。“例如，我们认为玻璃窗是理所当然的，但是有许多先进的化学，物理和工程技术可用于普通窗户玻璃的制造。如果我们想开发下一代玻璃产品，我们需要对玻璃有一个非常深刻理解。”

原文来自phys，原文题目：Researcher pulling from past to shape future of glass research，由材料科技在线汇总整理。