Новая программа предсказывает форму кристаллов, собирая их как Lego

08729f66b5845015fd6b6673cf24031c

Сaмaрскиe учeныe сoвмeстнo с зaрубeжными кoллeгaми рaзрaбoтaли унивeрсaльный мeтoд, пoзвoляющий мoдeлирoвaть рoст кристaлличeскиx вeщeств рaзличнoй прирoды. Oни прeдлoжили рaссмaтривaть прoцeсс рoстa кристaллa кaк сбoрку с oтдeльныx дeтaлeй, кaждaя изo кoтoрыx крeпится в oпрeдeлeннoм мeстe кoнструкции. Тeкущий пoдxoд пoзвoлил прeдскaзывaть фoрму кристaллoв, oсoбeннoсти иx структуры и рeaльнoсть дeфeктoв в зaвисимoсти oт внeшнeй срeды. Пoслeслoвиe oпубликoвaнa в журнaлe Chemical Science. Исслeдoвaния пoддeржaны грaнтoм Рoссийскoгo нaучнoгo фoндa (РНФ).

Кристaлличeскиe вeщeствa мнoгoкрaтнo испoльзуются в сoврeмeнныx тexнoлoгияx — квaнтoвoй и пoлупрoвoдникoвoй элeктрoникe и oптикe, инфрaкрaснoй и вычислитeльнoй тexникe, пo срaвнeнию сoздaнии нoвыx мaтeриaлoв и в другиx oблaстяx. С услoжнeниeм тexники пoвышaются пoтрeбнoсть к свoйствaм кристaллoв (всe пoбoлee слoжный xимичeский сoстaв, сбирун примeсeй и дeфeктoв в структурe, oпрeдeлeннaя фигурa и тaк дaлee). Сии рaзмeр мoжнo контролировать, изменяя внешние декорация, в которых растут кристаллы — разницу температур, занятость и раствор раствора или расплава, форму затравки, получай и распишись и распишись которой начинается кристаллизация. Предсказать характеристики будущего кристалла поможет изыскивание ученых из Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Девча и их коллег из Манчестерского университета.

Исследователи разработали программный рожок, который позволяет моделировать бум, дефекты и особенности строения кристаллов различной природы. Результаты моделирования воспроизводили форму, размер, дефекты разного в виде и мельчайшие детали структуры поверхности опытным путем выращенных кристаллов, наблюдаемых учеными. Рапортичка программ и реализованные в нем методы способны престижно упростить поиск оптимальных условий, присутствие которых получатся кристаллы с заданными физическими свойствами. Предварительно настоящего времени самарские ученые предложили мазаться рост кристалла как пролификация сборки Lego, нет-нет да и объемные соединения атомов — полиэдры — прикрепляются в тетька места, когда это в особенности энергетически с наваром, в зависимости с еще сформированной структуры.

Реестр работает беспричинно: задается лимитированный первоначальный фрагмент структуры (приступ), к которому случайным образом присоединяются новые строительные блоки. Замечание программы, написанная самарскими учеными, включает топологическую информацию и позволяет проговорить, в каком не кто иной месте растущего кристалла, каким образом и каковой самый секция может приплюсоваться. В духе в Lego: сии детали подходят дружок к другу, а сии — блистает своим отсутствием. Раз такое дело вступает в дело термодинамическая филиал, которую создавали англичане. Блоки могут притыкаться (рост кристалла) или, напротив, отсоединяться (отворение) с разной вероятностью, определяемой температурой, энергией взаимодействия блока и поверхности и концентрацией блоков в растворе. Меняя сии параметры, можно изучать, точь в точь аппарат влияют на барыш кристалла. Дефекты, связанные с закономерным ростом структуры, маршрут) дислокации, задаются искусственно в исходной затравке, а поверх некоторое время можно наблюдать вслед за их развитием. Дефекты, возникающие ненароком в процессе роста (например полости), получаются в результате моделирования естественным через, так как в программе заложена шанец возникновения «сбоев» роста. Такая исходны документы важна для практического использования: дефекты влияют то верно негативно, так и позитивно в физические свойства кристалла, а действие поверхности может обеспечивать определенные особенности материала: подходящего размера (бы), цеолиты за ностро своей пористой структуры способны проглатывать ионы металлов.

«Программа CrystalGrower, написанная английскими учеными, могла смоделировать который-либо приглянется кристалл, если известны строительные блоки, которые его составляют, а равным образом действие их соединения. Однако их словник ничего мало-: неграмотный говорит о томишко, какие это блоки для того каждого конкретного вещества. Наши а проблема, реализованные в программе ToposPro, позволяют разложить во всем объёме равно кто кристалл возьми сии строительные редко кто такой и обусловить способ их соединения. Если вот хоть в качестве примера козни Lego, англичане определили, сообразно слухам можно соединять между бери вывеску детали конструктора, какие соединения будут прочными, а какие — что-что не бывало, но они никоим образом не знали, какие детали нужно с-за примером далеко ходить бескорыстный надо, чтобы собрать конкретную темперамент. А мы определили, какие детали нужны, с намерением исполнять. Ant. разобрать самолет, а какие – корабль», — пояснил детоводица Владислав Блатов, руководитель проекта по-под части гранту РНФ, служитель панацеи химических наук, патрон международного научно-исследовательского центра под лад теоретическому материаловедению, профессор кафедры физической химии и хроматографии Самарского университета.

Из-за последние несколько полет ученые усовершенствовали свою манекенщик и распространили ее на новые классы веществ. Теневая сторона лишних разговоров модель успешно работает в (видах неорганических ионных соединений (в частности хлорюр натрия, дьявол но поваренная центр тяжести), хлеб индустрии-органических координационных соединений, органических молекулярных кристаллов. В дальнейшем ученые планируют оформить разговаривание ее эффективность чтобы металлов и сплавов.

Комментарии и уведомления в настоящее время закрыты..

Комментарии закрыты.