Un nuovo modello mesoscopico
La modellazione è fondamentale per un'attività di progettazione efficiente ed efficace in tutti i campi. Il controllo degli effetti di deformazione nei materiali cristallini multifunzionali consente di sfruttare i segnali risultanti (ad es. magnetizzazione e polarizzazione) per progettare nuovi dispositivi con proprietà ottimali. Purtroppo mancano i modelli mesoscopici (a scala intermedia) dei comportamenti del reticolo cristallino. Per colmare le lacune dell'ordine di micron sulle scale di lunghezza e di tempo, alcuni scienziati finanziati dall'UE hanno avviato il progetto MESOPHYSDEF ("Mesoscopic framework for modeling physical processes in multiphase materials with defects"). Il modello sviluppato è universalmente applicabile a materiali con una determinata struttura cristallina di riferimento (o simmetria di gruppo spaziale) che presentano una transizione di fase da cubica a tetragonale. I parametri per il modello sono tratti da primi principi o calcoli atomistici e il modello predice comportamenti macroscopici. A differenza dei modelli a elementi finiti, questo conserva i dettagli della natura discreta del reticolo. L'utente specifica la posizione e la natura di un difetto nel reticolo cristallino e il modello descrive la deformazione del reticolo stesso. Confrontare le previsioni dei modelli con misure sperimentali di depolarizzazione o demagnetizzazione ci permette di comprendere i meccanismi fisici che soggiacciono agli effetti osservati. Questo modello generale è concettualmente semplice ma fisicamente correlato e rappresenta numerosi materiali dello stesso tipo. Le attività del progetto hanno spianato la strada per determinare le relazioni struttura-proprietà nei materiali multifase cristallini su tutte le scale di lunghezza e di tempo. In questo modo si apre il campo alla progettazione basata sulla conoscenza rapida e allo sviluppo di nuovi dispositivi con caratteristiche specifiche come la resistenza alla fatica o ai danni da radiazioni.
