了解材料和化学物质之间的相互作用对工程师来说至关重要，因为它可以帮助他们确定日常生活和全球应用的最佳用途。
金属氧化物是一种金属和氧的二元材料，由于其在能量储存、生产和转化方面的重要性而引起了研究人员的极大兴趣。为了进一步提高这些可能性，匹兹堡大学斯旺森工程学院的一个研究小组确定了一种观察氢和金属氧化物如何相互作用的新方法。
斯旺森学院的副教授和200周年校友教授Giannis Mpourmpakis解释说:“已经使用了许多实验技术来理解这一现象——从光谱学到催化。”“这些方法确实为材料如何与化学物质相互作用提供了一个多方面的视角，但它们可能既昂贵又耗时。”
Mpourmpakis和他的团队依靠他们的计算建模和机器学习方法来有效地取代传统的科学研究的试错方法。他们的虚拟反应性模型准确地预测了当氢被插入到不同的金属氧化物中时所产生的电化学条件。
Mpourmpakis说:“更大的意义在于，像这项工作中开发的模型——考虑到材料的局部和全局几何形状——可以找到从能量存储到催化和化学品生产的各种应用。”“任何对材料结构敏感的应用都可以使用该模型来开发结构-性能关系，并识别具有所需性能的材料。
“更重要的是，计算建模使我们能够以更低的成本安全有效地测试和验证大量材料，并取得巨大成功，其他研究人员可以进一步追求。”
皮特斯旺森学院此前曾发表过关于材料如何与其化学环境相互作用的研究。2022年5月，由同一个团队领导的研究开始创造基于氧化钨和类似化合物的新型可持续催化剂。该项目使用计算模拟来了解氧化钨如何在分子水平上与氢相互作用，并通过实验室实验验证了这些发现。
这篇题为“全球和局部连通性描述氢和金属氧化物的嵌入”的论文最近发表在《物理评论快报》上。
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希望本篇文章《探索材料与氢相互作用的新视角》能对你有所帮助！
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