探索高性能材料的微观结构

仅仅2024年的头几个月，《自然》杂志就发表了两篇由爱荷华州立大学材料科学与工程博士后研究员罗坤共同撰写的科学论文。

罗肯在一份简短的传记中写道：“我的研究旨在揭示控制多种材料行为的基本机制，为跨行业开发创新和高性能材料铺平道路。”

罗拥有实验科学背景，利用高压物理技术研究超硬材料。他还拥有使用机器学习工具发现材料内微观结构的理论模拟方面的专业知识。

“在我的职业生涯中，我认识到理论模拟在解释材料宏观行为背后的原子机制方面的重要性，”他说。

在爱荷华州立大学，他致力于“继续探索物质行为背后的机制”。

对于这两项《自然》研究(以及2022年7月发表的另一篇《自然》论文，他是该论文的第一作者，“相干界面控制从石墨到金刚石的直接转变”)，罗使用相同的工具和技术来贡献研究结果。

他从真实的原子排列开始，使用现有的最好的电子显微镜数据，这些数据提供了二维图像。罗利用这些图像通过计算机软件手动构建三维原子模型。

“目前，实验无法观察这些微结构在相变、运动或变形过程中原位的演化，”罗说。“因此，有效的计算模拟可以为我们提供坚实的理论基础，以揭示这些现象背后的机制，最终得出令人信服的结论。”

罗说，2022年《自然》杂志发表的论文中描述的有关从石墨直接转化为金刚石的研究结果发现了一种名为Gradia的新材料，这种材料已在美国获得专利。

Gradia具有机械和电气特性，例如超硬度和导电性，罗说这些特性可以应用于新技术。

他说，《自然》杂志最新发表的一篇关于可以像金属一样成型和模制的陶瓷材料的论文可以作为耐热或绝缘结构材料。

罗的原子结构模型“确实是发现新材料的基础科学工具，”他说，“同时，它们打开了更多实际应用的大门。”