原標(biāo)題：新方法可量化惡劣環(huán)境對材料的影響

白云母在科學(xué)領(lǐng)域有許多應(yīng)用，但它極易受到惡劣環(huán)境的影響。圖片來源：研究團(tuán)隊(duì)

美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校、桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室及巴克內(nèi)爾大學(xué)團(tuán)隊(duì)共同發(fā)現(xiàn)：從常見礦物白云母中獲取的研究成果，再結(jié)合地震統(tǒng)計(jì)模型，可以量化惡劣環(huán)境因素對材料性能的影響。這一發(fā)現(xiàn)對于先進(jìn)太陽能電池板、地質(zhì)碳封存設(shè)施以及建筑、道路和橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施所用材料的選擇和設(shè)計(jì)具有重要意義。研究發(fā)表在最新一期《自然·通訊》雜志上。

該研究核心在于白云母這種礦物的獨(dú)特性質(zhì)。由于其表面平整至原子級別，使得團(tuán)隊(duì)能夠精確測量材料表面與外界環(huán)境（如水和不同pH值的溶液）之間的相互作用，及其對材料強(qiáng)度的影響。通過使用納米壓痕儀對白云母樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)能夠準(zhǔn)確記錄材料在不同化學(xué)條件下受到機(jī)械負(fù)載時(shí)的位移或破壞情況。

結(jié)果顯示，白云母在干燥條件下的變形能力要大于濕潤環(huán)境，且在堿性較強(qiáng)的溶液中，材料頂層更容易變?nèi)?。這些結(jié)果表明，化學(xué)環(huán)境顯著影響了材料的力學(xué)性能，從而可能加速材料的老化和損壞過程。

團(tuán)隊(duì)指出，傳統(tǒng)方法在評估工程材料中化學(xué)機(jī)械弱化效應(yīng)時(shí)往往依賴復(fù)雜的分子動力學(xué)模型，需要大量的計(jì)算資源。相比之下，他們提供了一種更為高效的方法，即利用地震統(tǒng)計(jì)模型來預(yù)測材料性能，這不僅加快了材料失效測試的速度，也提高了實(shí)驗(yàn)的效率。

該方法不僅為理解地質(zhì)過程提供了新的視角，也為開發(fā)耐久性更強(qiáng)、適應(yīng)各種極端條件的新型材料開辟了新途徑。（記者張夢然）