大数据技术揭示了通用材料以前未知的功能

当科学家和工程师发现优化现有材料的新方法时，就为创新铺平了道路，使我们的电话，计算机到医疗设备的所有组件都变得更小，更快，更高效。

根据《自然》杂志NPG亚洲材料杂志今天发表的研究报告，由伦斯勒理工学院材料科学与工程学副教授埃德温·福腾(Edwin Fohtung)领导的一组研究人员找到了一种新的方法，该方法可以通过释放能够使众多从生物传感器到量子计算的各种应用。

他们证明，当镍被制成极小的单晶纳米线并受到机械能时，会产生巨大的磁场，这种现象被称为巨磁致伸缩。

相反，如果将磁场施加到材料，则其中的原子将改变形状。这种位移可以被用来收集能量。Fohtung说，该特性对于数据存储和数据收集(甚至是生物传感器)都非常有用。尽管镍是一种常见的材料，但是在这些领域中镍的前景从未被人知道。

Fohtung说：“想象一下，建立一个具有大面积纳米线的系统。您可以将其置于外部磁场中，它将收获非常大量的机械能，但它会非常小。”

研究人员通过一种称为无透镜显微镜的技术发现了这种独特的特性，该技术中使用同步加速器收集衍射数据。然后将该数据插入计算机算法，以产生电子密度和原子位移的3D图像。

Fohtung说，使用大数据方法，该技术可以产生比传统显微镜更好的图像，从而为研究人员提供更多信息。它将计算和实验物理学与材料科学相结合，这是他在多个专业领域的交集。

Fohtung说：“这种方法能够看到很小的物体，并发现我们从未想到的关于这些材料及其用途的东西。” “如果使用透镜，则只能看到可见的物体。它取决于透镜的尺寸，透镜的性质，透镜的曲率。没有透镜，我们的分辨率仅受辐射波长的限制。 ”。

Fohtung使用相同的技术表明六价铁酸钡(一种常用于磁带，CD和计算机组件的通用且丰富的材料)具有自发性的磁极化和电极化，当暴露于电场时会发生自发的极化和极化。该特性称为铁电特性，可用于快速写入，节电和数据存储。这些发现最近发表在《物理评论》 B上。

Fohtung认为，无透镜研究物质的方法将使研究人员能够进一步了解固态材料，例如技术设备中使用的那些材料。它甚至可以使人们对人体组织和细胞有更深入的了解，使用这种技术可以在更自然的栖息地中进行观察。

Fohtung说：“令我如此激动的是未来的潜力。现有的材料太多了，我们只是无法理解其潜在的应用。”