200万美元的加州大学圣地亚哥分校材料科学奖

加州大学圣地亚哥分校、阿拉巴马大学和科罗拉多州立大学的材料科学研究人员正在共同努力解决一个棘手的极端环境材料挑战。他们的努力可以为一系列关键应用（包括聚光太阳能，高超音速飞行和核聚变反应堆）提供性能更好的陶瓷材料铺平道路。

新项目的资金来自美国国家科学基金会（NSF）近200万美元的赠款。该奖项是NSF为设计革命性材料而投资7250万美元的一部分。

涉及加州大学圣地亚哥分校的项目的目标是设计在极高温度下不会熔化的陶瓷材料，同时在低温下既能抗断裂，又能在高温下坚固。 在加州大学圣地亚哥分校，这个项目由Olivia Graeve教授领导。她是加州大学圣地亚哥分校材料科学与工程研究生课程的教务主任，也是加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院机械与航空航天工程系的教授。

“这项NSF赠款将为追求加州大学圣地亚哥分校特别有利的材料科学研究和劳动力发展提供绝佳的机会。我们设计了这个项目，以便年轻的研究人员将有宝贵的机会在计算和实验材料科学研究之间来回移动，同时学习充分利用沿途产生的所有数据，“Graeve说，他也是加州大学圣地亚哥分校CaliBaja弹性材料和系统中心的负责人。

这项新努力只是由加州大学圣地亚哥分校教授和培训材料科学研究生和本科生的教师领导的众多研究项目之一。 了解有关加州大学圣地亚哥分校材料科学与工程课程的更多信息。此外，加州大学圣地亚哥分校是著名的NSF资助的MRSEC的所在地，校园内更大的材料科学生态系统通过加州大学圣地亚哥分校的材料发现与设计研究所（IMDD）相互连接。

更好的陶瓷，更美好的世界

在超高温下表现良好的陶瓷是一类先进材料，在广泛的极端环境应用中具有很大的前景。 但是，如果这些超高温陶瓷要充分发挥其潜力，就必须解决一些缺点。在低温下，这些陶瓷的当前版本通常非常脆。在高温下，即使它们不熔化，这些陶瓷也会失去强度。

过去，研究人员已经找到了改进这些缺点之一的方法，但不能同时改进两者。同时解决这两个缺点正是研究人员现在通过这个名为拓扑设计和弹性超高温陶瓷的新研究项目获得资助的工作。它是NSF设计材料革命和工程我们的未来计划（DMREF）以及NSF陶瓷计划的一部分。

该项目也是 材料基因组计划的一部分，该计划是美国联邦多机构计划，与传统方法相比，发现，制造和部署先进材料的速度是传统方法的两倍，成本仅为其一小部分。该倡议创造了政策、资源和基础设施，以支持美国机构采用加速材料开发的方法。

计算和实验陶瓷研究

该项目涉及自下而上设计陶瓷材料，利用材料的自然长度尺度和化学性质，同时提高材料在低温下的韧性和高温下的强度。该团队将利用低对称晶体结构，设计细长形状，组合在一起以创建互锁的微观结构。

研究人员将在计算模拟、材料合成、材料优化和材料测试之间来回切换。这些模型将为实验提供信息，实验结果将用于改进模型。通过这种集成的计算和实验研究方法，该团队计划最终同时解决同一陶瓷中的低温脆性和高温强度问题。

使未来的材料科学劳动力多样化

这个动态的研究计划将计算模拟，材料合成，材料优化和材料测试联系起来，将为下一代科学家和工程师提供跨学科培训，为他们准备全国公共和私营部门的新兴材料科学职业。

该项目的积极影响将通过暑期课程扩展到高中和本科生，鼓励每个人参与，包括来自传统上材料科学服务不足背景的学生。研究团队还将提供研讨会，为高中教师提供有关材料科学趋势的最新信息，特别是陶瓷。高中教师将获得工具集，帮助他们将尖端材料科学信息整合到物理、化学和物理科学课程中。