Journal de la science des matériaux et des nanomatériaux

Théorie, 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.