数千年来，人类在开发新型金属合金方面进行了无数的实验。通常来说，在任何一种合金中，某一金属的成分将占据主导，而其余金属只占少量比例。

    颠覆认知的发现

    然而，一项由麻省理工学院团队在去年5月发布的研究发现了一种可能颠覆人类在过去很长时间内在合金开发认知上的新方法，使用这种方法可能帮助人类制造出更多拥有新属性的合金类别。

    该方法发表于《自然》杂志中，其内容可能颠覆过去在合金研发上的传统思想，即提高金属合金的强度会不可避免地降低合金的延展性（金属能够变形而不折断的能力）。

    研究依据

    该新方法部分基于目前的一项研究热点——高熵合金。高熵合金由多种金属元素按照等原子比或接近于等原子比而合成，一些材料研究人员认为以这种比例进行混合可以产生单相显微组织同时提高机械制品的耐久性和稳定性。

    尽管科学家对高熵合金充满期待，但直至今日有关高熵合金的研究尚未研制出可行的高级合金。因此，麻省理工学院团队决定独辟蹊径，其研究人员将标准的高熵合金研制方法与炼钢技术相结合（钢铁是目前人类所研制出的最坚固的材料之一）。

    仍待研究

    该团队通过该新方法研制出的合金在性能上优于大部分高熵合金，其拥有更好的延展性和稳定性。然而，新型合金不如钢铁稳定，麻省理工学院团队称其将继续通过研究来研制更稳定的高熵合金，但目前其研制出的合金已成功证明了该种混合方法的可行性。

    三维打印

    三维打印通常被视为是制造的未来，合金无疑也被涵盖在内。

    潜力无穷

    尽管目前设备零件可以通过三维打印进行制造，但马克斯-普朗克研究所则认为现有的合金使用并未发挥该技术的全部潜力，因此，其专门成立了合金增量制造的研究小组。

    卡耐基梅隆大学的研究人员遇到了麻烦

    卡耐基梅隆大学的研究人员宣布他们正在设法解决三维打印钛金属的问题。在对3D打印钛金属进行深度X射线探测之后，研究人员们发现该材料内部的存在高孔隙度的问题。三维打印的钛金属中存在的微小孔隙小到几微米，大到几百微米不等，而且随机分布，导致使用钛材料3D打印的金属对象内部有可能出现裂纹线。

    该团队随后又发现三维打印机激光束的能量，速度和间距均会对由钛粉三维打印物体的孔隙度造成影响。尽管通过调整参数可以有效减少3D打印钛金属的孔隙度，但却无法完全消除该问题。

    卡耐基梅隆大学的研究人员认为影响孔隙度的因素可在金属在粉末状态下被发现，所以通过研究钛粉，他们有可能可以使其制造成果得到最大化。

    大数据法

    人类过去对新合金的寻找所做出的努力一直处于递增的状态，通常这些努力都是通过不断进行实验而进行的。但随着超级电脑的问世，如今材料研究人员能够借助大数据的力量。

    潜在新合金寻找计划

    研究人员已经制作出有关潜在新合金的一览表。即使是从失败研究中所获得的信息也能有效提供给超级电脑作为有用的信息来使用。尽管有些潜在的新合金只在理论上存在，但工程师已经开始对它们进行复核，通过他们想要获得的合金特性，筛选出值得合成和应用的潜在合金对象，例如，研究人员可能尝试查看某一合金的传导性或绝缘性以及其作为磁体时的磁性表现或其能够承受的压力。

    困难重重仍需努力

    研究人员在能够完全运用大数据的路上还需要克服一系列的困难。首先，计算机模型目前在有关如何具体通过实验室研制出理想的材料方面所提供的帮助还远远不够。其次，该方法无法很好地转化为对结构材料的研究，如钢铁等可用于建造飞机机翼或引擎的材料，造成该问题的原因归咎于某些力学性能（如弹性和硬度）主要取决于加工材料所采用的方式，而计算机代码无法对其进行描述。

    短期看来，材料研究人员必须依赖实验和不同项目之间所进行的数据交换。但长期来讲，研究人员还得寄希望于计算机科学能在接下来的几十年内取得跨越式的飞跃。