亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Physics‐Driven 3D Structural Prediction and Transport Kinetics of Porous Carbons via Random Field and Phase‐Field Evolution

材料科学 多孔性 动能 缩放比例 高斯分布 网络拓扑 多尺度建模 反向 表征(材料科学) 工作(物理) 联轴节(管道) 生物系统 差异进化 动力学 随机场 多孔介质 标量(数学) 统计物理学 领域(数学) 高斯随机场 反问题 计算机科学 粒子(生态学) 分子动力学 稳健性(进化) 拓扑(电路) 焊剂(冶金) 摄动(天文学) 纳米技术 高斯过程
作者
Chuang Wang,Xingxing Cheng,Chao Wang,Zhiqiang Wang,Murodbek Safaraliev,Baohua Zhang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:: e74448-e74448
标识
DOI:10.1002/adma.74448
摘要

ABSTRACT The complex pore topology of hierarchical porous carbons constrains energy transport, yet conventional research relies on homogenized scalar descriptions, treating pore evolution as a black box. To overcome 3D characterization limits, this study establishes an integrated R&D framework coupling bidirectional performance prediction with physics‐driven 3D structural prediction. A high‐precision bidirectional mapping model ( R 2 = 0.8595) was constructed using CatBoost and differential evolution (DE) to enable target‐oriented inverse optimization. In the structural dimension, we developed a synergistic algorithm combining Gaussian random fields (GRF) and Cahn–Hilliard (C─H) phase‐field dynamics to dynamically predict authentic 3D topologies by simulating interfacial energy‐driven pore evolution. Findings reveal that global connectivity is achieved at a total porosity of 0.46, with specific critical thresholds of 0.15, 0.25, and 0.35 for micro‐, meso‐, and macropores, respectively. By integrating particle tracking, the study identifies transport hotspots contributing 80% of the total flux and calibrates a non‐Darcy kinetic scaling law (exponent n = 1.6357), highlighting mesopores' role in alleviating kinetic bottlenecks. Experimental validation confirms that the inverse‐optimized conditions accurately meet performance targets (error 3.2%–7.4%), while the 3D structural prediction model achieves high‐fidelity restoration of experimental morphologies. This work provides a robust physics‐driven paradigm for transitioning from empirical trial‐and‐error to intelligent, target‐oriented 3D structural prediction and design.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
9秒前
大模型应助巷子里的喵采纳,获得10
10秒前
哭泣纹发布了新的文献求助10
12秒前
CPU完成签到 ,获得积分10
14秒前
海洋球完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
所所应助科研启动采纳,获得10
23秒前
25秒前
877633629完成签到 ,获得积分10
28秒前
www发布了新的文献求助10
31秒前
老王爱学习完成签到,获得积分10
34秒前
48秒前
48秒前
健忘英姑发布了新的文献求助10
52秒前
健忘英姑完成签到,获得积分10
58秒前
1分钟前
1分钟前
王永文发布了新的文献求助20
1分钟前
ranqiang发布了新的文献求助10
1分钟前
zZ发布了新的文献求助10
1分钟前
JSEILWQ完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
共享精神应助ranqiang采纳,获得10
1分钟前
科研启动发布了新的文献求助10
1分钟前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
茄茄女士完成签到 ,获得积分10
1分钟前
我要读博完成签到 ,获得积分10
1分钟前
v0id应助清爽的大树采纳,获得10
1分钟前
2分钟前
2分钟前
WU发布了新的文献求助10
2分钟前
dxz发布了新的文献求助10
2分钟前
领导范儿应助赶due小天才采纳,获得10
2分钟前
yike发布了新的文献求助10
2分钟前
欧皇完成签到,获得积分10
2分钟前
dxz完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
今后应助dxz采纳,获得30
2分钟前
justin发布了新的文献求助50
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7496484
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9087439
关于积分的说明 19382603
捐赠科研通 7107501
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3250002
关于科研通互助平台的介绍 2419479
邀请新用户注册赠送积分活动 2235830