美用遗传算法逆向设计新型纳米材料

据物理学家组织网10月29日(北京时间)报道,美国科学家使用遗传算法逆向设计出一种架构,并用这种架构来设计新型纳米材料。这是科学家们首次证明,可用逆向设计方法来设计自组装的纳米结构。另外,该研究也证明了机器学习和“大数据”方法在设计纳米材料方面的潜力。最新研究发表在10月28日出版的美国《国家科学院院刊》上。 该研究团队使用以前研发出的一种遗传算法,设计出嫁接了DNA的粒子,这种粒子能自组装成他们想要的晶体结构。这是一种逆向研究过程。传统研究中,嫁接了单链DNA的胶状粒子可以自组装,随后,科学家们会对得到的晶体结构进行检查,然后再进行改进,直到得到自己想要的结构。 该研究的合作者森纳特·库尔玛表示:“尽管传统方法有助于我们事后理解是什么因素在管控这一自组装过程,但并不能让我们提前设计出我们需要的结构。最新研究解决了这个设计问题,而且,提出了一种革命性的优化方法,其不仅能提前再现细节,而且也能解释以前未被观察到的结......阅读全文

美用遗传算法逆向设计新型纳米材料

  据物理学家组织网10月29日(北京时间)报道,美国科学家使用遗传算法逆向设计出一种架构,并用这种架构来设计新型纳米材料。这是科学家们首次证明,可用逆向设计方法来设计自组装的纳米结构。另外,该研究也证明了机器学习和“大数据”方法在设计纳米材料方面的潜力。最新研究发表在10月28日出版的美国《国家科

遗传算法-的特点

(1)算法从问题解的串集开始搜索,而不是从单个解开始。这是遗传算法与传统优化算法的极大区别。传统优化算法是从单个初始值迭代求最优解的;容易误入局部最优解。遗传算法从串集开始搜索,覆盖面大,利于全局择优。(2)遗传算法同时处理群体中的多个个体,即对搜索空间中的多个解进行评估,减少了陷入局部最优解的风险

遗传算法的概念和应用

遗传算法(Genetic Algorithm,GA)最早是由美国的 John holland于20世纪70年代提出,该算法是根据大自然中生物体进化规律而设计提出的。是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。该算法通过数学的方式,

纳米服装,真的有纳米材料吗?

越来越多的高科技已经进入到我们日常生活之中,比如纳米服装。将纳米级的微粒覆盖在纤维表面或镶嵌在纤维甚至分子间隙间,利用纳米微粒表面积大、表面能高等特点,在物质表面形成一个均匀的、厚度极薄的(肉眼观察不到、手摸感觉不到)、间隙极小(小于100nm)的‘气雾状’保护层。使得常温下尺寸远远大于100nm的

遗传算法的基本运算过程

遗传算法的基本运算过程如下: (1)初始化:设置进化代数计数器t=0,设置最大进化代数T,随机生成M个个体作为初始群体P(0)。 (2)个体评价:计算群体P(t)中各个个体的适应度。 (3)选择运算:将选择算子作用于群体。选择的目的是把优化的个体直接遗传到下一代或通过配对交叉产生新的个体再遗传到下一

遗传算法的主要应用领域介绍

函数优化函数优化是遗传算法的经典应用领域,也是遗传算法进行性能评价的常用算例,许多人构造出了各种各样复杂形式的测试函数:连续函数和离散函数、凸函数和凹函数、低维函数和高维函数、单峰函数和多峰函数等。对于一些非线性、多模型、多目标的函数优化问题,用其它优化方法较难求解,而遗传算法可以方便的得到较好的结

纳米材料行业发展策略

  中国纳米材料在国际上的竞争力与国际先进国家仍存在着较大差距。基础研究和应用开发研究的脱节现象也没得到很好解决,结合新产品研发的产学研创新机制,在运行和实施方面还存在一些问题,这就使中国的纳米材料产业缺乏可持续的技术创新支撑。针对我国纳米材料行业存在的问题,前瞻需提出科学的发展策略。   长远来

纳米材料技术会议举行

  6月17~20日,第三届纳米材料与纳米技术会议在捷克举行,14个国家的200多位专家学者交流了纳米技术在建筑材料中的应用情况,来自北京化工大学、清华大学的专家也介绍了相关研究成果。   捷克奥斯特拉瓦纳米技术研究中心开发的纳米复合材料在新型建材中的应用引起了广泛关注。他们采用纳米级的二氧化钛对

纳米材料的粒度分析

1. 粒度分析的概念    大部分固体材料均是由各种形状不同的颗粒构造而成,因此,细微颗粒材料的形状和大小对材料结构和性能具有重要的影响。尤其对于纳米材料,其颗粒大小和形状对材料的性能起着决定性的作用。因此,对纳米材料的颗粒大小、形状的表征和控制具有重要的意义。一般固体材料颗粒大小可以用颗粒粒度概念

纳米材料的粒度分析

    大部分固体材料均是由各种形状不同的颗粒构造而成,因此,细微颗粒材料的形状和大小对材料结构和性能具有重要的影响。尤其对于纳米材料,其颗粒大小和形状对材料的性能起着决定性的作用。因此,对纳米材料的颗粒大小、形状的表征和控制具有重要的意义。一般固体材料颗粒大小可以用颗粒粒度概念来描述。但由于颗粒形

硅纳米管:自组生长新纳米材料

  湖南大学博士生导师唐元洪教授课题组率先合成自组生长的硅纳米管,标志着我国在纳米材料研究方面取得重大突破。   自组生长的硅纳米管是在一定条件下由一个个原子自己搭建生成、内部排列有序的纳米管,它完全可以体现硅纳米管的真实特性,同时具备碳纳米材料和硅纳米线材料的性能,在传感器、晶体管、光电器件等方

AFM纳米材料与粉体材料的分析

 纳米材料与粉体材料的分析在材料科学中,无论无机材料或有机材料,在研究中都有要研究文献,材料是晶态还是非晶态。分子或原子的存在状态中间化物及各种相的变化,以便找出结构与性质之间的规律。在这些研究中AFM 可以使研究者,从分子或原子水平直接观察晶体或非晶体的形貌、缺陷、空位能、聚集能及各种力的相互作用

纳米材料与纳米技术会议在捷克举行

  6月17~20日,第三届纳米材料与纳米技术会议在捷克举行,14个国家的200多位专家学者交流了纳米技术在建筑材料中的应用情况,来自北京化工大学、清华大学的专家也介绍了相关研究成果。   捷克奥斯特拉瓦纳米技术研究中心开发的纳米复合材料在新型建材中的应用引起了广泛关注。他们采用纳米级的二氧化钛对

欧盟通过纳米材料定义

  欧盟委员会10月18日通过纳米材料的定义,根据这一定义,纳米材料的基本组成颗粒大小应在1纳米至100纳米之间。  这一定义是:纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料,这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间,并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒

纳米材料拉力试验机

一、中文版试验软件一套(测控系统可进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切、撕裂、穿刺、顶破等试验,可根据客户产品要求按GB、ISO、ASTM、JIS、EN等标准编制,能自动求取大试验力,断裂力,屈服力,抗拉强度,抗压强度,弯曲强度,弹性模量,伸长率,定伸长应力,定应力伸长等参数);1、PC接口及数据连接线

纳米材料的粒度分析(二)

3、粒度分析的种类和适用范围 材料颗粒度分析的方法以有很多,现已研制并生产了200多种基于各种工作原理的分析测量装置,并且不断有新的颗粒粒度测量方法和测量仪器研制成功。虽然粒度分析的方法多种多样,基本上可归纳为以下几中方法。传统的颗粒测量方法有筛分法、显微镜法、沉降法、电感应法等,近年来发展的方法有

纳米新材料“钯蓝”问世

  我国科学家制备出一种蓝色的新型钯纳米材料,它不仅具有很高的催化活性,而且或可成为癌症光热疗的“希望之星”。   日前,《自然—纳米技术》刊登了厦门大学化学化工学院郑南峰教授课题组的研究成果,题为“具等离子体光学和催化性能的钯纳米薄片”。   钯是一种稀贵金属,在化学中主要用做催

纳米材料的粒度分析(三)

①    射法(static light scattering)在静态光散射粒度分析法中,当颗粒粒度大光波波长时,克用夫朗和费衍射测量前向小角区域的散射光强度分布来确定颗粒粒度。当粒子尺寸与光波波长相近时,要用米散射理论进行修正,并利用光谱分析法。基于这两种理论原理的激光粒度分析已经应用于生产实际中

纳米材料的粒度分析(一)

1.1前言1.粒度分析的概念 大部分固体材料均是由各种形状不同的颗粒构造而成,因此,细微颗粒材料的形状和大小对材料结构和性能具有重要的影响。尤其对于纳米材料,其颗粒大小和形状对材料的性能起着决定性的作用。因此,对纳米材料的颗粒大小、形状的表征和控制具有重要的意义。一般固体材料颗粒大小可以用颗粒粒度概

纳米复合材料的背景

复合材料由于其优良的综合性能,特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域,纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分,如今发展很快,世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。该研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料、纳米钨铜复合材料。在纳

硅纳米负极是什么材料

研究人员发现硅纳米作为负极理论容量可以达到4200,而目前的石墨负极材料理论也就372,行内很多厂家想用纳米硅作为负极材料,问题是硅充电时体积膨胀好几倍,有出现粉化现象,基本证明纳米硅不能单独作为负极材料,现在比较流行的是硅碳复合材料,缓解硅的膨胀,我们咸阳六元碳晶公司也是初入此行,也想研究开发硅碳

新型纳米材料项目落户龙口

  从山东省商务厅获悉,烟台华大纳米材料有限公司近日举行奠基仪式,标志着全球规模最大的新型纳米材料项目正式落户龙口高新区。   该项目总投资达9000万美元,计划2011年12月竣工投产。项目达产后年可生产各种新型纳米材料6万吨。投资方之一的香港凯美科技有限公司拥有目前全球惟一的纳米级替代纺前着色

纳米材料的表征是什么

从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下(注1米=100厘米,1厘米=10000微米,1微米=1000纳米,1纳米=10埃)。即100纳米以下,因此定义:颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的,

哥伦比亚科学家用遗传算法设计自组装ssDNA拼接粒子

  材料设计领域通常遵守所谓的“爱迪生法”,其实这是指一个不断尝试错误,直至找到正确答案的过程,而不是一种系统的理论方法。有人认为,爱迪生利用当时的理论并付诸于尝试法,是因为当时没有合适的理论。而更好的方案应该是一种先验的方法,即提前把想要的材料属性、相应的结构设计确定下来。相关论文发表在最近的美国

关于锂电池负极材料纳米材料的介绍

  纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~1000个原子紧密排列在一起的尺度。  "纳米复合聚氨酯合成革材料的功能化"和"纳米材料在真空绝热板材中的应用"2项合作项目取得较大进展。具有负离子释放功能且释放量可达2000以上

关于锂电池负极材料纳米材料的简介

  纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子(nano particle)组成。纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1~100nm间的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,从通常的关于微观和宏观的观点看,这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,是一种典型的介观系统,它具有表面效应、小

什么是遗传算法的编码及编码的规范?

由于遗传算法不能直接处理问题空间的参数,因此必须通过编码将要求解的问题表示成遗传空间的染色体或者个体。这一转换操作就叫做编码,也可以称作(问题的)表示(representation)。 评估编码策略常采用以下3个规范: a)完备性(completeness):问题空间中的所有点(候选解)都能作为GA

碳纳米材料家族增加新成员——弯曲纳米石墨烯

  继球状的富勒烯、筒状的碳纳米管和片状的石墨烯之后,碳纳米材料家族又有了新成员。日本研究人员开发出一种像马鞍一般弯曲的碳纳米分子,有望在电子元件和医疗等领域得到应用。   名古屋大学教授伊丹健一郎率领的研究小组在15日的《自然・化学》杂志网络版上报告了这一成果,他们将这种碳纳米分子命名

混合纳米纤维生物材料

  最近,宾夕法尼亚大学医学院开发出一种新奇的混合纳米纤维生物材料,可在整形外科手术中作为载荷支架或受伤组织补丁,既能为细胞提供足够宽松的生长空间,又能指示它们按肌理排列成新组织,比以往的生物材料更灵活而适合人体功能性。相关论文在线发表于本周的美国《国家科学院学报》上。   奥林匹克运动员、体育爱

新合成法造出特种纳米材料

  俄罗斯国家研究型工艺技术大学NUST MISIS(莫斯科国立科技大学)的科学家利用“溶液燃烧”中的自蔓延高温合成法(SHS),研制出有特殊性能的纳米材料。这些材料可广泛应用于燃料、太阳能电池、新一代电容和蓄能装置及新型催化剂中。  亚历山大·穆卡思扬教授领导的团队将硝酸镍和甘氨酸混合物放到高孔隙