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先进的金属合金是现代生活不可或缺的一部分，汽车、建筑材料和电子产品等均采用这种材料。然而，大多数金属由微小的晶粒构成，由于研究人员对晶粒边界的了解十分模糊，为特定应用创造具有最佳强度、硬度、耐腐蚀性和导电性等性能的新合金受到限制。
当两种金属混合在一起时，再生金属的原子可能沿晶界聚集，也可能通过晶粒内的原子晶格进行扩散。在很大程度上，材料的整体性能取决于原子的行为，但目前还没有预测这种行为的系统方法。
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