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Accès ouvert déclaré 2026 article

Multi-objective and cross-scale inverse design of temperature-control materials via physics-constrained machine learning

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : hk, cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Temperature-control materials, notably composite phase-change materials (CPCMs), show great potential for the thermal management of next-generation power electronics. However, the synergistic optimization of multiple performance metrics still relies heavily on Edisonian trial-and-error experimentation. Herein, we present an artificial intelligence framework that incorporates a physics-constrained inverse-design system (PHICS) built upon a directed acyclic graph (DAG) architecture for CPCMs, integrating interface, phase, and carrier engineering. By encoding structural hierarchies and physical causality through DAG, PHICS framework couples forward predictive modeling with a diversity-enhanced NSGA-II optimizer to efficiently map Pareto-optimal design boundaries. Guided by these predictions, we successfully fabricate a high-performance CPCM composed of an oriented graphite fiber skeleton and an n-octacosane matrix with amorphous alumina (am-Al2O3) interfacial transition layers. Benefiting from the bifunctional role of the am-Al2O3 interlayer as both an interfacial phonon bridge and electron barrier, the resulting CPCMs achieve a superior balance of thermal conduction, thermal storage, and electrical insulation. These results demonstrate the accuracy of PHICS-guided multifunctional composite design, establishing a closed-loop platform that combines physics-constrained machine learning with experimental validation to solve key thermal–electrical trade-offs.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Multi-objective and cross-scale inverse design of temperature-control materials <i>via</i> physics-constrained machine learning
Date Crossref
22/08/2026
Éditeur
Oxford University Press (OUP)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Phase Change Materials ResearchThermal properties of materialsThermal Expansion and Ionic Conductivity

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