Journal de la science des matériaux et des nanomatériaux

Le Journal de la science des matériaux et des nanomatériaux offre une plateforme de haute qualité aux chercheurs, académiciens et professionnels du monde entier pour promouvoir les avancées des connaissances, de la recherche et de la pratique dans les domaines de la science des matériaux et des nanomatériaux. La revue traite de la création de matériaux dotés de nouvelles propriétés à l'échelle micrométrique et nanométrique et de leur utilisation dans divers domaines. La revue vise à aider de nombreux chercheurs en herbe du monde entier en diffusant les dernières percées et avancées technologiques dans les domaines.

Le Journal de la science des matériaux et des nanomatériaux accueille les soumissions de scientifiques et d'ingénieurs de toutes les spécialités, sous-spécialités et spécialités connexes telles que les nanorobots, la science des matériaux, les nanocapteurs, la microtechnologie, le génie médico-légal, le génie chimique, la biologie, le génie biologique et le génie électrique. La revue couvre les catégories d'articles à publier suivantes : article de recherche original, article de synthèse, communication courte, commentaire, article d'opinion, revue courte, etc. Certains des domaines de recherche d'intérêt sont les bionanomatériaux, les matériaux et dispositifs magnétiques à l'échelle nanométrique, les nanostructures et la nanostructuration, les nanomatériaux. , Science et ingénierie des matériaux, traitement et caractérisation des matériaux, sélection des matériaux, propriétés et applications.

L'atout majeur de la revue réside dans sa grande association et le formidable soutien d'un groupe d'élite composé de membres du comité de rédaction et d'arbitres qui veillent à ce que seules des recherches de qualité soient publiées. La revue suit un examen et une évaluation rigoureux par les pairs en double aveugle et s'efforce de publier des recherches nouvelles et de la plus grande valeur sur la science des matériaux et les nanomatériaux pour servir divers domaines tels que les industries de la nanotechnologie, de l'électronique, de l'informatique, du biomédical, de l'automobile et de l'aérospatiale. Les auteurs peuvent profiter de la fonction de suivi éditorial pour soumettre des manuscrits et suivre leur statut.

Biomatériaux

Les biomatériaux sont les matériaux (synthétiques et naturels ; solides et parfois liquides) qui sont utilisés en contact avec des systèmes biologiques ou dans des dispositifs médicaux. En tant que domaine, les biomatériaux connaissent une croissance continue depuis près de cinq décennies et utilisent diverses méthodes issues de la science et de l'ingénierie des matériaux, de la chimie, de la médecine et de la biologie. Les biomatériaux prennent également en compte l'éthique, le droit et le système de prestation de soins de santé. Les biomatériaux sont principalement utilisés à des fins médicales, mais ils peuvent également être utiles dans le secteur de la croissance de cellules en culture, pour le dosage des protéines sanguines en laboratoire clinique, dans le traitement de biomolécules en biotechnologie, pour les implants de régulation de la fertilité chez les bovins, dans les réseaux de gènes de diagnostic. , dans l'aquaculture des huîtres et pour les « biopuces » expérimentales à base de cellules de silicium. Le point commun de ces applications est l’interaction entre les systèmes biologiques et les matériaux naturels synthétiques ou modifiés.

Les biomatériaux sont rarement utilisés seuls, mais sont de plus en plus souvent intégrés dans des gadgets ou des implants. Par conséquent, le sujet ne peut être étudié sans prendre en compte les dispositifs biomédicaux et la réponse biologique à ceux-ci. Les biomatériaux sont parfois utilisés seuls mais sont de plus en plus souvent incorporés dans les implants et les dispositifs. De cette manière, le sujet ne peut être étudié sans prendre en compte les dispositifs biomédicaux et la réponse à ceux-ci.

Matériaux Céramiques

La définition la plus largement acceptée d’une céramique est « Une céramique est un solide inorganique non métallique ». Ainsi, tous les semi-conducteurs inorganiques sont des céramiques. Par définition, un matériau cesse d'être une céramique lorsqu'il est fondu. Les matériaux céramiques ont des propriétés et des applications uniques en raison de leurs forces de liaison, de leurs structures cristallines et de leurs structures de bandes. Ils sont utilisés comme matériaux de structure dans des environnements thermochimiquement exigeants, mais ils possèdent également des fonctionnalités électriques, optiques et magnétiques uniques. Nous sommes impliqués dans des recherches de classe mondiale sur les céramiques avancées, du traitement à la micro/nanostructure en passant par la caractérisation (par exemple mécanique, électrique, optique et magnétique) et les dispositifs.

Les céramiques sont généralement associées à des liaisons « mixtes », une combinaison de liaisons covalentes, ioniques et parfois métalliques. Ils sont constitués de réseaux d’atomes interconnectés ; il n'y a pas de molécules discrètes. Cette caractéristique distingue les céramiques des solides moléculaires tels que les cristaux d'iode.

Matériaux magnétiques

L'objectif de l'examen des matériaux magnétiques dans la division MSE est de mieux comprendre le rôle que jouent les composants de base, par exemple la nature et l'appropriation des structures cristallines précieuses, les limites de grains et les étapes indistinctes, sur les propriétés magnétiques extérieures des matériaux. Nous étudions la structure des matériaux de masse, des films minces et des matériaux nanoparticulaires par des méthodes de diffraction HRTEM, EELS et par faisceau X et nous réfléchissons à leurs propriétés magnétiques par des procédures hystérétiques standard. Les paramètres thermodynamiques essentiels, similaires aux températures de Curie, sont pris en compte à la fois par des techniques thermiques (DSC) et par magnétométrie. Une grande partie de nos recherches sur les matériaux magnétiques sont axées sur des applications, notamment l'enregistrement magnétique (têtes et supports), les actionneurs et l'utilisation médicale des nanoparticules magnétiques. L'exploration des matériaux magnétiques est étroitement associée au Data Storage Systems Center (DSSC), un consortium industriel CMU.

Matériaux composites

L'expression composites en référence à la science des matériaux fait allusion à des matériaux conçus dans lesquels au moins deux matériaux essentiels sont d'une manière ou d'une autre consolidés pour utiliser les propriétés de chacun. Ces matériaux propulsés sont régulièrement créés pour fabriquer des matériaux plus légers, plus ancrés, assez adaptables, assez épais que les segments individuels confrontés aux leurs. Les composites ont rapidement progressé dans un large éventail de domaines, depuis les équipements sportifs plus légers, plus ancrés ou plus efficaces dans l'innovation automobile, par exemple la fibre de carbone utilisée pour rendre les véhicules plus ancrés, plus légers et plus économes en carburant.

Un matériau composite est fabriqué en consolidant au moins deux matériaux – souvent ceux-ci ayant des propriétés totalement différentes. Les deux matériaux coopèrent pour conférer au composite des propriétés uniques. Quoi qu'il en soit, à l'intérieur du composite, vous pouvez facilement différencier les matériaux distinctifs les uns des autres car ils ne se décomposent pas et ne se mélangent pas les uns aux autres. Le point de vue le plus apprécié des matériaux composites actuels est qu'ils sont légers et solides. En choisissant un mélange approprié de matériaux de structure et de renfort, il est possible de fabriquer un autre matériau qui répond précisément aux nécessités d'une application spécifique. Les composites offrent en outre une flexibilité de conception car un grand nombre d’entre eux peuvent prendre des formes complexes. L'inconvénient est souvent le coût. Bien que le produit suivant soit plus productif, les matières premières sont souvent coûteuses.

Polymères

Les polymères deviennent un matériau de choix dans de nombreuses applications car ils offrent un minimum d'effort et un poids léger ; Au cours de la dernière décennie, des découvertes ont donné naissance à des polymères dotés de la haute qualité, de la conductivité ou des propriétés optiques de différents matériaux, souvent associés à des capacités de manipulation et de nanofabrication uniques. Les polymères sont également le matériau le plus similaire aux biomatériaux et trouvent une utilisation cruciale dans de nombreuses études menées à Cornell liées à la conception biomédicale et à la nanobiotechnologie. Les matériaux hybrides et les nanocomposites qui associent des polymères à des nanoparticules et à des étapes inorganiques discrètes sont également examinés par les spécialistes de Cornell en tant que matériaux dotés de caractéristiques physiques remarquables.

Matériaux micro et mésoporeux

Les matériaux microporeux et mésoporeux sont une requête universelle couvrant toutes les parties de solides perméables déléguées soit microporeuses (largeur de pores jusqu'à 2 nm) soit mésoporeuses (largeur de pores d'environ 2 à environ 50 nm). Les exemples sont les zéolites et les matériaux de type zéolite, les argiles à piliers ou non, les clathrasils et les clathrates, les tamis atomiques de carbone ou la silice et la silice-alumine mésoporeuses (par exemple, du type M41S, avec un système de pores demandé), l'urée et les produits associés. substances hôtes, ou oxydes métalliques perméables, sels et matériaux composites. Les matériaux courants et manufacturés se trouvent dans l’étendue du journal. Les sujets comprennent : toutes les parties de solides microporeux et mésoporeux présentes dans la nature ; la synthèse de matériaux cristallins ou amorphes avec des pores dans la plage appropriée ; la représentation physico-chimique, notamment spectroscopique et microscopique de ces matériaux ; leur modification, par exemple par échange d'ions et réactions à l'état solide ; tous les thèmes identifiés à la diffusion d'espèces mobiles dans les pores de tels matériaux ; adsorption (et autres méthodes de détachement) utilisant des adsorbants microporeux ou mésoporeux ; catalyse par de tels matériaux ; les associations d'accueil ; science théorique et démonstration des merveilles ci-dessus ; tous les points identifiés avec leur application ou application potentielle dans la catalyse moderne, la technologie de séparation, la protection de l'environnement, l'électrochimie, les membranes, les capteurs, les dispositifs optiques, etc.

Synthèse des matériaux

L'ingénierie des matériaux est en même temps aussi ancienne que l'histoire de l'humanité (âge du bronze, âge du fer, âge du silicium), et un domaine qui explose aujourd'hui avec les progrès ultérieurs, à mesure que nous prenons le contrôle de la structure à l'échelle nanométrique ou que nous passons à l'échelle nanométrique. des zones où les matériaux manufacturés et naturels s'interfacent. En génie chimique, des zones spécifiques de qualité et d'intrigue intègrent des matériaux naturels (les deux polymères et les petites particules), des dispersions colloïdales et des nanoparticules, la production de céramiques et de verres, ainsi que des biomatériaux. Les applications de nos développements couvrent les matériaux de base légers, l'électronique de grande surface, les liquides avec une conduite de flux adaptée sur mesure et les nouveaux véhicules de transport pharmaceutique.

Calcul et conception des matériaux

Un matériau est caractérisé comme une substance (souvent une phase forte, mais d'autres phases denses peuvent être incorporées) qu'il est proposé d'utiliser pour des applications spécifiques. Les matériaux peuvent pour la plupart être séparés en deux classes : cristallins et non cristallins. Les cas de matériaux habituels sont les métaux, les semi-conducteurs, les céramiques et les polymères. Les matériaux nouveaux et propulsés qui sont créés sont les nanomatériaux et les biomatériaux.

Le principe de la science des matériaux consiste à étudier la structure des matériaux et à les relier à leurs propriétés. Une fois qu’un chercheur en matériaux aura réfléchi à cette relation structure-propriété, il pourra alors étudier les performances relatives d’un matériau dans une application donnée. Ces attributs, pris ensemble et liés par les lois de la thermodynamique et de l'énergie, supervisent la microstructure d'un matériau, et donc ses propriétés.

L'étude des matériaux d'aujourd'hui nécessite régulièrement un mélange de calculs et de tests en gardant à l'esprit l'objectif final de comprendre d'une manière générale les structures et les propriétés des matériaux et leur lien avec la synthèse et le traitement. Diverses stratégies de calcul à diverses échelles spatio-temporelles sont désormais bien établies, allant des estimations de structures électroniques au vu de la théorie de la fonction de densité, des éléments atomiques nucléaires et des procédures de Monte Carlo, de la technique du champ de phase aux applications macroscopiques du continuum. Material Design est un cadre réunissant théorie, ressources et instruments pour créer des rencontres numériques avancées.