For centuries, great minds like Kep

For centuries, great minds like Kepler, Maxwell and Einstein have investigated the statistical characterization of many-body systems and the implications of small-scale structures on the macroscopic transport and mechanical properties," Matous said. "For the first time, we predicted the properties of granular Platonic solids (crystalline) packs and discovered a significant shape effect in their overall thermo-mechanical behavior. Based on our work, a large class of materials with arbitrary inclusions can now be easily studied."

The research is part of the Matous group's data-driven (image-based) multi-scale modeling strategy, where computations are guided by micro-structural experimental data.

"In my research, I study heterogeneous and multifunctional materials in extreme environments by computational and experimental means," Matous said. "These materials are essential in our daily lives and are utilized in bioengineering, the automotive and aerospace industries, micro-electro-mechanical systems (MEMS) and other applications. Heterogeneous multifunctional materials fill several pivotal roles, including structural support, self-healing capability, power generation and storage, stress mitigation and bio-filtration, just to name a few.

"These seemingly simple and elegant material functions are governed by a plethora of physics, mechanics and chemistry that test our understanding of microstructure-statistics-property relations and our capacity to tune properties at will. Many of these materials can be better understood if higher-order statistical information is retained in their well-resolved multi-scale analysis. My goal is to advance detailed understanding of mechanics and materials science through developing microstructure-statistics-property relations that can aid the development of new materials."

Matous notes that the next step in this line of work is to understand the effect of material interfaces and anisotropy (directionally dependent material behavior).

"Extending these models and accounting for interface properties and their behavior is the challenge," he said. "Also many materials are anisotropic and quantifying a higher-order anisotropic description is still an open question. Moreover, linking this work with image-based characterization techniques, such as microcomputer tomography that has become a popular method for obtaining a description of real microstructures, to analyze real material systems is a natural next step.

Kết quả (Việt) 1:

Trong nhiều thế kỷ, các tâm trí tuyệt vời như Kepler, Maxwell và Einstein đã điều tra các đặc tính thống kê của hệ thống cơ thể nhiều và những tác động của các công trình quy mô nhỏ trên các phương tiện giao thông vĩ mô và tính chất cơ học,"Matous nói. "Lần đầu tiên, chúng tôi dự đoán các tính chất của chất rắn Platonic hạt (tinh thể) gói và phát hiện ra một tác động đáng kể hình dạng trong hành vi nói chung nhiệt cơ khí của họ. Dựa trên công việc của chúng tôi, một lớp lớn của vật liệu với tùy ý bao gồm có thể bây giờ được dễ dàng học."Các nghiên cứu là một phần của chiến lược hướng dữ liệu (hình ảnh dựa trên) mô hình đa quy mô của nhóm Matous, nơi mà tính toán được hướng dẫn bởi vi-cấu trúc dữ liệu thử nghiệm."Trong nghiên cứu của tôi, tôi nghiên cứu vật liệu không đồng nhất và đa chức năng trong môi trường khắc nghiệt bằng tính toán và thử nghiệm có nghĩa là," Matous nói. "Các tài liệu là rất cần thiết trong cuộc sống hàng ngày của chúng tôi và được sử dụng trong bioengineering, các ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ, Hệ thống vi điện cơ khí (MEMS) và các ứng dụng khác. Vật liệu đa chức năng không đồng nhất điền một số vai trò quan trọng, bao gồm cấu trúc hỗ trợ, khả năng tự chữa bệnh, máy phát điện và lưu trữ, căng thẳng giảm nhẹ và sinh học-lọc, chỉ cần đến tên một vài."Đây dường như đơn giản và thanh lịch vật liệu chức năng được quản lý bởi một plethora của vật lý, cơ khí và hóa học mà kiểm tra của chúng tôi sự hiểu biết về hệ thống kê-microstructure sở hữu và khả năng của chúng tôi để điều chỉnh thuộc tính lúc sẽ. Nhiều người trong số các tài liệu này có thể được hiểu tốt hơn nếu thông tin thống kê cao hơn để được giữ lại trong phân tích nhiều quy mô tốt giải quyết của họ. Mục tiêu của tôi là để nâng cao sự hiểu biết chi tiết về cơ khí và khoa học vật liệu thông qua phát triển hệ thống kê-microstructure sở hữu có thể trợ giúp sự phát triển của vật liệu mới."Matous ghi chú rằng bước tiếp theo trong dòng này của công việc là để hiểu hiệu quả của giao diện tài liệu và anisotropy (directionally phụ thuộc vật liệu hành vi)."Mở rộng các mô hình và kế toán cho giao diện tài sản và hành vi của họ là những thách thức," ông nói. "Ngoài ra nhiều tài liệu là đẳng hướng và định lượng một trật tự cao đẳng hướng mô tả vẫn là một câu hỏi mở. Hơn nữa, liên kết này làm việc với hình ảnh dựa trên đặc tính kỹ thuật, chẳng hạn như chụp cắt lớp vi máy tính đã trở thành một phương pháp phổ biến cho việc thu thập một mô tả của thực microstructures, để phân tích hệ thống tài liệu thực tế là một bước tiếp theo tự nhiên.

Kết quả (Việt) 2:

Trong nhiều thế kỷ, tâm trí tuyệt vời như Kepler, Maxwell và Einstein đã điều tra các đặc tính thống kê của hệ thống nhiều vật thể và ý nghĩa của cấu trúc quy mô nhỏ vào việc vận chuyển vĩ mô và tính chất cơ học, "Matous nói." Lần đầu tiên, chúng tôi dự đoán tính chất của các chất rắn Platonic dạng hạt (tinh thể) gói và phát hiện ra một hiệu ứng hình dạng đáng kể trong hành vi cơ nhiệt tổng thể của họ. Dựa trên công trình của chúng tôi, một lớp lớn các vật liệu có lẫn tạp tùy ý bây giờ có thể dễ dàng nghiên cứu. "Nghiên cứu này là một phần của (dựa trên hình ảnh) chiến lược mô hình đa quy mô dữ liệu theo định hướng của nhóm Matous, nơi mà tính toán được hướng dẫn bởi các loại vi cấu trúc số liệu thực nghiệm. "Trong nghiên cứu của tôi, tôi nghiên cứu vật liệu không đồng nhất và đa chức năng trong môi trường khắc nghiệt của phương tiện tính toán và thực nghiệm," Matous nói. "Những vật liệu này là rất cần thiết trong cuộc sống hàng ngày của chúng tôi và được sử dụng trong công nghệ sinh học, công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ, vi sinh hệ thống cơ điện (MEMS) và các ứng dụng khác. Vật liệu đa chức năng không đồng nhất điền vào một số vai trò then chốt, bao gồm hỗ trợ cấu trúc, khả năng tự phục hồi, phát điện và lưu trữ, giảm thiểu căng thẳng và lọc sinh học, chỉ cần đến tên một vài. "Các chức năng này liệu có vẻ đơn giản và thanh lịch được điều chỉnh bởi một loạt các vật lý , cơ học và hóa học đó kiểm tra sự hiểu biết của chúng ta về mối quan hệ vi-thống kê-tài sản và năng lực của chúng tôi để tính điều chỉnh theo ý muốn. Nhiều người trong số các tài liệu này có thể được hiểu tốt hơn nếu bậc cao thông tin thống kê được giữ lại ở nổi giải quyết phân tích đa năng của họ. Mục tiêu của tôi là để thúc đẩy sự hiểu biết chi tiết của cơ học và khoa học vật liệu thông qua phát triển các mối quan hệ vi-thống kê-tài sản có thể hỗ trợ sự phát triển của vật liệu mới. "Matous lưu ý rằng các bước tiếp theo trong dòng công việc này là để hiểu được ảnh hưởng của các giao diện vật chất và bất đẳng hướng (bộ hai chiều phụ thuộc vào hành vi của vật chất). "Mở rộng các mô hình này và chiếm thuộc tính giao diện và hành vi của họ là thách thức," ông nói. "Cũng có nhiều vật liệu đẳng hướng và định lượng một bậc cao Mô tả bất đẳng hướng vẫn là một câu hỏi mở. Hơn nữa, liên kết các công việc này với các kỹ thuật đặc trưng dựa trên hình ảnh, chẳng hạn như chụp cắt lớp vi tính đã trở thành một phương pháp phổ biến để có được một mô tả của vi cấu trúc thực sự, để phân tích các hệ thống vật chất thực sự là một bước tiếp theo tự nhiên.