Δ.

Π.

Μ.

Σ.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΩΝ ΥΜΕΝΙΩΝ & ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
Μοντελοποίηση (Modelling)
Η σελίδα αυτή είναι υπό κατασκευή και ανανεώνεται συνεχώς

Οι διαδικασίες μοντελοποίησης των υλικών περιλαμβάνουν δημοφιλή εργαλεία που αποτελούν ήδη κομμάτι σύγχρονης επιστήμης. Αυτές περιλαμβάνουν τις αναλύσεις finite element (FE), finite difference (FD), fluid dynamics (CFD), και ελαχιστοποίηση ελεύθερης ενέργειας. Οι διαδικασίες αυτές μπορούν όλες να επεκταθούν και να βελτιωθούν και οι αλλαγές που έχουν συντελεστεί στις διαδικασίες modeling τα τελευταία χρόνια είναι δραματικές.
Η μοντελοποίηση περιλαμβάνει τις προσεγγίσεις βασισμένες σε υπολογιστή με τις πολύ ποικίλες στρατηγικές, χωρίς να αποκλείονται οι αναλυτικές μέθοδοι. Ο ρόλος του modeling εξαρτάται πολύ από τo τομέα της βιομηχανίας στην οποία θα βρει εφαρμογή.

Materials Modelling
What models can be used?
What can be modelled?
Classical Methods
Solid and fluids mechanics,
FEM, diffusion theories,
thermodynamics,
statistical mechanics.
Materials:
Metals, ceramics, polymers,
biomaterials, nanostructures,
macromolecular assembly, …
Synthesis:
Synthesis and processing, thin
film growth, nanofabrication, biomimicking,
self-organization, …
Structures:
Crystalline, amorphous,
macromolecules, quantum dots…
Properties:
Moduli, hardness, tribological
behaviour, conductivity…
Phenomena:
Defects and failure, surface and
grain boundary diffusion, size
dependence and scaling laws,
microstructure evolution, …
Mesoscopic Methods
Continuum gradient theories,
molecular dynamics,
tight binding methods.
Ab initio Methods
Quantum theory, DFT, …

Μοντελοποίηση υλικών. Σκοπός και μέθοδοι.

Διάφορες βιομηχανίες (π.χ., η βιομηχανία τροφίμων, ή οι αμυντικές βιομηχανίες) εφαρμόζουν προγράμματα στα οποία χρησιμοποιούνται διάφορες διαδικασίες modeling. Οι διαδικασίες αυτές αποσκοπούν στην ανάλυση, μοντελοποίηση και βελτιστοποίηση διαφόρων παραμέτρων που αφορούν τα υλικά που χρησιμοποιούνται:
(α) Είδος του υλικού: Μέταλλα και κράματα μετάλλων, Κεραμικά και γυαλιά, Ημιαγωγοί (πολυστρωματικοί και νανοσυστήματα). Πολυμερή υλικά, Composite υλικά, Μαλακά στερεά (υγρά κρύσταλλα, κολλοειδή)
(β) Ιδιότητες: Μαγνητικές, Ηλεκτρικές (μονωτής/διηλεκτρικό, ημιαγωγός, αγωγός, υπεραγωγός) Οπτικές, Θερμικές, Μηχανικός (συντελεστής Young, σκληρότητα, ανθεκτικότητα), Ειδικές ιδιότητες (απόδοση ως αισθητήρα αερίου, καταλύτης)
(γ) Κλίμακα μήκους; Από ατομική σε μακροσκοπική.
(δ) Χρονοδιάγραμμα; Από femtoseconds στα γεωλογικά χρονοδιαγράμματα.
Πολλά σημαντικά συστήματα μοντελοποιούνται ακόμα και όταν δεν βρίσκονται σε θερμοδυναμική ισορροπία, ούτε είναι ομοιογενή, όπως για παράδειγμα τα λεπτά υμένια άνθρακα με ιδιότητες παρόμοιες με του διαμαντιού (diamond like carbon thin films - DLC)