Представляем Вашему вниманию лекцию одного из самых известных ученых материаловедения Артема Оганова, который расскажет о своем революционном методе предсказания кристаллической структуры материала на основе компьютерного алгоритма. Такое направление в современном материаловедении называется компьютерный дизайн материалов. Со слов Артема Оганова, все материалы полученные с помощью компьютерного моделирования впоследствии получены экспериментальным путем, только за гораздо большее количество времени.
Любое продвижение технологий невозможно без создания новых материалов. Задача предсказания новых материалов напрямую связана с задачей предсказанием кристаллической структуры, которая в свою очередь определяет все свойства материалов.
Первые изучения кристаллической решетки
Еще в начале 20 века в 1912 году сын с отцом Уильям Лоренс Брэгг и Уильям Генри Брэгг используя метод дифракции рентгеновских лучей выполнили расшифровку кристаллических структур алмаза (С) и каменной соли (NaCl) после прохождения рентгеновских лучей через их кристаллы. Уильям Лоренс Брэгг стал самым молодым лауреатом Нобелевской премии по физике в свои 25 лет! До сих пор этот рекорд возраста получения премии не побит. Очень скептически к данному открытию отнеслись в то время химики, которые полагали, что все вещества состоят из дискретных молекул и их свойства зависят только от их молекулярных взаимосвязей. К слову, при расшифровке структуры ДНК в 1953 году использовался тот метод рентгеновской дифракции та же лаборатория Уильяма Лоренса Брэгга, но только Нобелевскую премию получили его последователи Френсис Крик и Джеймс Уотсон.
Возможно ли предсказать стабильные соединения?
Но что на счет предсказания кристаллической решетки? Еще вплоть до 90-х годов ученые к возможности предсказания относились пессимистично. Итак, на какой же стадии наука сегодня находится в вопросах предсказания и какие перспективы?
Классический теоретический метод выявления нужного расположения атомов основан на переборе всевозможных вариантов их взаимного расположения при условии возникновения минимальной энергии в данной связке атомов. Однако всевозможных вариантов взаимного расположения атомов кристалла очень велико и даже наличие современных вычислительных мощностей не способно такое количество просчитать для того чтобы эффективно быстро открывать новые соединения и нано-материалы. Число вариантов экспоненциально растет с увеличением числа предлагаемых атомов. Если таких атомов десятки, не хватит при нынешних компьютерных технологиях, и тысячи лет для переборки всех вариантов соединений. Есть ли сегодня другие способы прогнозирования новых устойчивых соединений?
Лекция Артема Оганова о предсказаниях кристаллических структур
Академик Артем Оганов предлагает свой революционный метод компьютерного дизайна новых материалов и предсказания кристаллических структур USPEX. Насколько он эффективен и коррелирует ли он с экспериментальными данными мы узнаем в его интересной лекции, которую можно посмотреть широкому кругу — от преподавателя и студента ВУЗа до ученика старших школьных классов. Желаем приятного просмотра.
Кстати, все, кто желает стать участником проекта, может скачать программу USPEX HOME, которая будет использовать вашу вычислительную мощность компьютера в сети интернет в период отсутствия или малой активности компьютера с вашей стороны. То есть ваш компьютер участвует в расчете устойчивых соединений только в тот момент, когда вы не работаете за компьютером или работаете с программами потребляющие минимальное количество системных ресурсов. Вы можете с гордостью заявить, что принимаете, пусть пассивное, но участие в открытии новых нано веществ и материалов!
