这些材料比钢更硬，并且在化学腐蚀环境中稳定，还可以成为新型耐磨和耐腐蚀涂层、热电材料、电池、催化剂和抗辐射设备的基础。
这些材料（使用过渡金属碳氮化物或硼化物制成的陶瓷）的配方是通过一种称为无序熵熵描述符（DEED）的新计算方法发现的。在首次演示中，该项目预测了 900 种高性能材料新配方的可合成性，其中 17 种随后在实验室进行了测试并成功生产。
这种快速发现可合成成分的能力将使研究人员能够专注于优化其颠覆行业的特性。
研究结果发表在《自然》杂志上，其中包括宾夕法尼亚州立大学、密苏里科技大学、北卡罗来纳州立大学和纽约州立大学布法罗分校合作者的贡献。
Curtarolo 团队维护杜克大学自动流材料数据库 (AFLOW)，这是一个与许多材料优化在线工具相连的巨大材料属性数据库。这些丰富的信息使算法能够准确预测未探索的混合物的特性，而无需尝试模拟原子动力学的复杂性或在实验室中制造它们。
“高熵”材料
这些材料从混沌的原子混合物中获得增强的稳定性，而不是仅仅依赖于传统材料的有序原子结构。2018 年，他们发现了高熵碳化物，这是一种更简单的特殊情况。
高熵碳化物都具有相对均匀的焓，因此我们可以忽略方程的一部分。但是为了预测其他过渡金属的新陶瓷配方，我们必须解决焓问题。
焓是衡量每种设计坚固程度的指标，而熵是衡量具有相似强度的可能设计数量的指标。
请想象一个 10 岁的孩子试图用一大堆乐高积木建造一个狗屋。即使构建块的类型有限，也会有许多可能的设计结果。
为了快速量化焓和熵，我们必须计算我们可能创造的数十万种不同成分组合中所包含的能量，这是一项艰巨的任务。
成品陶瓷具有金属外观，呈深灰色或黑色。它们摸起来像不锈钢等金属合金，并且具有相似的密度，但外观要暗得多。尽管它们看起来是金属的，但它们像传统陶瓷一样又硬又脆。