وينطوي تصميم مواد جديدة على تطبيق مبادئ علمية أساسية لخلق مواد ذات خصائص محددة، وهذه العملية تجمع بين الفهم النظري والتجارب العملية لوضع حلول مبتكرة في مختلف الصناعات.

فهم المبادئ العلمية الأساسية

وتشمل المبادئ العلمية الأساسية مفاهيم من الفيزياء والكيمياء وعلم المواد، وتوضح هذه المبادئ كيفية تفاعل الذرات والجزيئات، وكيفية استجابة المواد للقوات الخارجية، وكيفية تأثير هياكلها على الممتلكات.

من النظرية إلى تصميم المواد

ويساعد تطبيق النماذج النظرية على التنبؤ بكيفية التصرف بالمواد في ظروف مختلفة، وتستخدم المحاكاة الحاسوبية والنماذج الرياضية في تصميم المواد قبل الاختبار المادي، وادخار الوقت والموارد.

التطبيقات العملية

وبعد التحقق من التصميم المادي نظريا، يخضع هذا التصميم للتوليف والاختبار، ويكفل هذا الإجراء استيفاء المواد للمواصفات المطلوبة للقوة والمرونة والسلوكية وغير ذلك من الممتلكات.

الخطوات الرئيسية في تطوير المواد

  • تحديد الممتلكات أو الوظيفة المستهدفة.
  • تطبيق المبادئ الأساسية لتصور المواد.
  • استخدام أدوات حاسوبية للتنبؤ والتفكير.
  • تجمّع وتختبر المواد
  • راجع التصميم بناء على نتائج الاختبار