近日，国际著名学术期刊《材料科学进展》（Progress in Materials Science）在线登刊了上海交通大学曾小勤教授团队的综述文章“Review of progress in calculation and simulation of high-temperature oxidation”，该文章细致全面地总结了用于理解和预测氧化现象的计算方法，强调了它们的发展过程、应用场景和对深入理解高温氧化机制的促进作用。该论文以上海交通大学为第一单位，365BET官网网站曾小勤教授和沈朝副教授为通讯作者，高冬新科研助理为第一作者。
在航空航天、能源生产和制造等关键领域普遍存在高温氧化的问题，其可能导致材料降解，进而损害安全和效率。为了应对这些挑战，越来越多的科研工作通过复杂计算和模拟深入揭示氧化机制。团队深入研究了这一领域计算和模拟研究的历史背景，追溯了它们从早期经验模型到当前先进计算和模拟技术的发展，这些计算和模拟技术为高温氧化的原子和介观机制提供了前所未有的见解。
图一 高温氧化领域常用的计算和模拟方法
在该综述中，团队批判性地评估了不同计算和模拟技术的优势、局限性以及它们为高温氧化复杂过程提供的独特见解。此外，团队确定了当前对高温氧化过程理解中的关键挑战和理论不足。作者认为解决这些差距不仅需要计算能力和算法的进步，更需要一种结合计算、实验和理论分析的综合材料研究方法。最后，团队提出了可能导致该领域突破的潜在研究方向。这包括开发更精确和高效的计算模型，整合微观-介观-宏观的多尺度计算框架，以及结合机器学习和人工智能技术来揭示氧化机制、预测氧化行为和指导新材料的设计。
这项工作得到了海外优青项目、中国核工业集团青年英才项目、上海市浦江学者项目、国家自然科学基金项目等资助。