Die Modellierung spielt in der Materialwissenschaft eine entscheidende Rolle, um das Verhalten von Materialien unter verschiedenen Bedingungen vorherzusagen und zu optimieren. Sie umfasst die Verwendung mathematischer und computergestützter Techniken, um die Struktur, Eigenschaften und das Verhalten von Materialien auf verschiedenen Skalen abzubilden.

Ein wichtiger Aspekt der Modellierung ist der multiskalige Ansatz, der die Untersuchung von Materialien auf unterschiedlichen Ebenen ermöglicht, von atomaren bis hin zu makroskopischen Skalen. Dieser Ansatz nutzt sowohl molekulardynamische Modellierung, die auf atomaren Interaktionen basiert, als auch kontinuierliche Modelle, die makroskopische Eigenschaften beschreiben.

Die modernen Modellierungstechniken ermöglichen es, komplexe Phänomene wie Diffusion, Phasenübergänge und mechanische Verformungen präzise zu simulieren. Durch die Integration von Experimenten und Simulationen können Forscher neue Materialien entwickeln, die speziell für bestimmte Anwendungen optimiert sind.

Eines der spezialisierten Anwendungsfelder ist die Modellierung von Magnetoelektrischen Sensoren und Aktuatoren. Diese Sensoren und Aktuatoren kombinieren magnetische und elektrische Eigenschaften und finden Anwendung in Bereichen wie Medizintechnik und drahtlose Kommunikation. Die Modellierung hilft dabei, das Design und die Leistungsfähigkeit dieser Geräte zu verbessern, indem sie Einblicke in das Verhalten unter verschiedenen Betriebsbedingungen bietet.

Zusammengefasst ist die Modellierung ein unverzichtbares Werkzeug in der Materialwissenschaft, das das Verständnis und die Entwicklung neuer Werkstoffe und Technologien erheblich vorantreibt.