去年是记录在记录下，2024年已经去热门开始。同时，地方，国家和国际气候目标正在迫在眉睫，而远离化石燃料也很困难。例如，美国预计将很短在2030年减少碳排放的目标中。
实现这些目标的障碍之一，专家说，来自重工业使用的材料，其中一些对化石燃料的未来至关重要。例如，钢既是碳的主要来源，占全球排放量的9％，并且是诸如风力涡轮机和电池。
有一些共识，我们需要新的或改进的材料，这些材料更容易生产和具有改善的强度和多功能性 - 要利用可再生能源的特征。但是，创造新材料传统上是劳动密集型，耗时且浪费的事业。
应对气候变化的新材料
传统上，创建新材料并将其用于关键组件中用于关键组件是10 - 20年的过程。但是，材料行业正处于一种革命之中。Jiadong Gong最近在Questek Innovations上发表的文章，一家位于芝加哥地区的材料工程公司。
“许多公司仍在50年前使用技术来进行材料开发，考虑到现在计算功率每18个月增加一倍，这令人震惊，”Gong在当今的行业中写道。
关键是数字化转型，这已成为许多希望引入效率的行业的主要因素，这些效率将影响环境和底线。
“将可持续性纳入数字化转型计划不仅仅是减少环境影响，”Jumar的数字服务专家Chris Weston最近告诉环境杂志。“这是关于未来的业务，提高效率，并满足日益环保世界中客户和利益相关者的期望。”
在材料世界中，数字转换意味着在创建新材料时使用数字模型，而不是传统的，效率低下的试验过程，该过程主导了整个20世纪的材料工程。
材料工程的新数字工具
使用基于物理定律设计新材料的数字模型并不是什么新材料。该做法被称为集成计算材料工程（ICME），该学科是由Questek联合创始人兼麻省理工学院教授格雷戈里·奥尔森（Gregory Olson）。多年来，材料工程师已经使用了ICME来创造更强大，更通用的材料。
锣写道，现在有所不同的是，现在可以更快地进行数字建模，而以前没有发现将大型材料工程师组成的组织成本效益。促进这种转变的是人工智能的最新扩散和新工具的开发，这些工具使基于物理的数字模型更加易于访问。
“现在可以完全拥抱数字化转型的创新行业参与者可以挥舞材料的工具，”他写道今天的行业。
空间中的产品包括Annsys Granta Mi，可以帮助用户管理材料数据；西门子NX，这可以使用数字双技术加快设计过程；和ICMD这是由Questek开发的SaaS应用程序，允许用户将ICME功能带入内部，从而增强开发，设计和部署新颖材料的能力。
ICMD和材料设计的民主化
ICMD去年刚刚发布，有可能成为游戏规则。许可该技术的公司可以访问基于物理的数字模型，该模型在四分之一世纪的Questek项目中为客户（包括Apple，Boeing和GM）开发，并受AI和机器学习的支持。
“没有时间和钱去融化数百种原型材料，然后一次对其进行测试，说，啊哈，我们找到了一个有效的原型材料，”Questek总裁Jason Sebastian告诉设计新闻该软件启动后不久。“与旧的试验和错误方法相比，[使用]这种机器学习会使事物缩小，然后……一种基于物理学的理解，以真正了解发生了什么。”
工程师可以使用ICMD®来查看组成和制造过程或其他变量的变化将如何影响材料的特性，例如强度，韧性，耐腐蚀性等。这允许创建更轻，更省油的材料，可以消除或减少对环境有害的稀土元素的需求以及提高发电厂燃油效率的新型材料。
借助这些工具，行业可以在没有进入障碍的情况下进行创新。锣预测这个所谓的“民主化”将对从化石燃料的转变产生重大影响，例如太阳能电池板的开发，氢遏制和核融合，这是引入新材料至关重要的一些区域。
首先看到急剧变化的区域将是电池行业，在那里，材料只需要赶上现有的钠离子和固态电池科学。
如果您查看最近在最近的潜在突破的嗡嗡声超导体，很容易看出一个创新如何彻底改变行业并帮助改变气候变化的轨迹。材料工程可能是接下来的。
