Ali gooniee在他的电脑上模拟了是什么在最核心的地方将世界维系在一起:原子、分子、分子链和分子束——然后是结块和纤维。通过他的计算，Empa的研究人员还可以解释我们用指尖能感觉到的特性:光滑和粗糙的表面，柔性和刚性材料，导热物质和绝缘体。
这些特性中的许多都起源于物质的深处。金属或木头，塑料或陶瓷，石头或凝胶——所有这些都已经被检查过很多次了。但是，复合材料呢?这些材料的特性是如何产生的?它们又是如何以一种理想的方式改变的?在当今快节奏的研究中，实验室里乏味的反复试验已经不够了;如今，你需要计算机辅助预测，以便能够快速决定你必须采取哪条实验路径。
gooniee是在Empa各个研究实验室工作的众多计算机模拟专家之一。他在德黑兰的Amirkabir科技大学学习聚合物技术，并在奥地利的里奥本大学获得博士学位。他说:“尽管在获得工程学位后，我更加深入地沉浸在物理公式的世界中，但我从未与现实世界失去联系。”“对我来说，模拟本身并不是目的。我用它们来解释我们在材料中观察到的效果。”
什么是一个头发感觉？最重要的是：为什么？
为了了解到底什么是Gooneie计算，这是值得考虑的生物高分子复合纤维材料，我们都心知肚明：头发。刚洗过的，感觉柔软而有弹性。当它是干的，它爆裂声如电;和潮湿时，它像吱吱声橡胶。我们可以削减它，将其拉出，烧毛它，它烫发，漂白，并吹干它。但是，在做所有这些特性从何而来？
头发由单个氨基酸组成，这些氨基酸结合起来形成长链蛋白质，称为角蛋白。这些长角蛋白分子结合在一起形成线和纤维束。由细胞膜组成的复合体将这些纤维捆绑在一起。这些纤维束被几层死角鳞片包裹着，这些鳞片相互交错，就像松果的鳞片一样。因此，如果只考虑基本的化学成分——氨基酸，头发的性质将是无法解释的。理解整体结构是至关重要的。
所以，让我们在脑海中，把化学结构放大，只把分子看成一个个小球体，它们像珍珠项链一样连在一起。现在的情况不再由化学决定，而是由这些珍珠链的碰撞和摩擦作用决定的。专家们使用粗糙的数学模型进行计算。
最终，我们抵达了我们可以看到和感觉：毫米范围，其中毛发被认为是均匀材料 - 细结构不再重要。材料的宏观性能可以使用“有限元方法”来描述和预测。
纤维的详细了解
直到仅仅几年前，有在高分子复合材料领域没有这种多层面的方法。随着他在莱奥本大学的研究，阿里Gooneie细化了这种做法，这让他非常适合电子探针。仿真专家搬到了圣加仑和现正对下曼弗雷德Heuberger电子探针的高级纤维实验室研究。
赫伯格的研究目标之一是提炼合成纤维——这是一个在经济上很重要的课题:如今，全世界使用的所有纤维中约有三分之二是合成的。合成纤维远远不止是细细的塑料长丝。只有当它们的分子结构(包括小晶体和排列的分子)朝着理想的性质(如柔韧性或坚固性)调整时，它们才会成为“纤维”。只有知道了从纳米到微米尺度的纤维结构，才能在加工过程中确定产品的性能。
导电聚合物复合材料
Gooneie已经举办了几次项目。例如，一个旨在在聚酰胺基质中嵌入的碳纳米管（CNT）。在正确的剂量，碳纳米管可以给合成材料的导电性 - 这使得对光伏产业这个有趣的材料，例如。但什么是被混合的纳米管的完美量？应管具有相同的长度或将长的混合物提供更好的结果？
到目前为止，对复合材料研究人员来说，通过一系列实验来缩小和解决手边的问题是很常见的。然而，Ali gooniee从理论角度解决了这个问题，并使用了他的多维模拟方法。他提出的解决方案是:不同长度的碳纳米管混合物能最快地产生导电性。最终，他成功地预测了纳米管在聚合物中排列的方式，而不考虑处理过程的速度。
同时进行计算，研究人员进行了第一个实验：在245摄氏度的热挤出机中，将纳米管以各种比例混合到聚酰胺基质中。结果证明，在电导率方面，加上0.15％重量的混合物产生了最佳结果。用实验室实验携手，应用数学为这个问题提供了优雅的解决方案。
温柔的宠物回收
模拟计算还可以回收利用项目实现很多。瑞士收集了近48000吨PET瓶的2018年由此看来，行业获得了35000吨再生PET。合成材料是广受欢迎的，因为它是机械弹性，空气和气体密封的，并能承受高的温度。然而，PET不能回收的次数不受限制。如果材料是重熔过于频繁，发生化学反应的材料中：分子氧化，交联和形式肿块，并且材料变得粘稠和透明的。
一种叫做DOPO-PEPA的添加剂可以改变这一切。事实上，这种材料是由先进纤维实验室的Empa研究员Sabyasachi Gaan开发的阻燃剂。现在，研究人员想要探索它是否也可以作为PET回收的润滑剂和防腐剂。goonie首先估计DOPO-PEPA是否能在预期温度下混入PET中。然后他计算出PET分子的珍珠项链在熔体中是如何移动的，DOPO-PEPA分子是如何在它们之间挤压的，以及混合物中何时会出现平衡。
结果：百分之几的DoPO-Pepa的混合物已经足以让再生的宠物流畅。由于EMPA的更高的数学，回收将很快地运行更顺利。
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