​Омские ученые усовершенствовали один из математических подходов для моделирования наноматериалов, приблизив вычисляемые с помощью них параметры к реальности. Статья ученых опубликована в журнале Physical Review E.

Чтобы придать новым наноматериалам нужные свойства, ученые используют модели молекулярных кластеров на подложке. Для простоты вычислений обычно рассматривается поверхность из атомов, расположенных в вершинах квадратной решетки. Тем не менее для атомов таких металлов, как золото, платина, медь и цинк, характерна еще и укладка в форме пирамиды.

Классические методы моделирования хорошо работают при изучении молекул только на квадратной решетке. Исследование ученых из Омского государственного технического университета, поддержанное Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда, позволило расширить применимость появившегося сравнительно недавно метода ренормализации на более сложные системы с другими типами поверхности. Исследователи использовали метод представления нескольких соседних атомов в качестве одной большой частицы. Такой способ позволяет достаточно точно предсказывать поведение системы, но только при небольших изменениях внешних параметров.

На основе полученных данных исследователи подобрали поправки, позволяющие добиться высокой точности для системы с пирамидальной решеткой, характерной для поверхности золота, платины, меди или цинка. Следующим этапом исследования стало доказательство эффективности метода при различных размерах молекул, осевших на подложке. Ученые подставляли различные значения длин связей между атомами в несколько математических моделей, включая экспериментальную. Оказалось, что новая модель может точнее всего предсказать поведение наноматериалов с молекулами разных размеров.

«Первоначально метод использовался только для изучения простейших систем, преимущественно квантовых. Мы предложили небольшие модификации, которые позволили применить его к адсорбционным системам. Это позволит лучше понять процессы, происходящие на поверхности твердого тела, и в перспективе сэкономить время и деньги экспериментаторов, разрабатывающих новые наноматериалы. Одним из направлений наших исследований станет дальнейшее расширение возможностей метода и изучение вопроса, что произойдет в более сложных системах с другой геометрией поверхности и молекулами большего размера.

Есть предположение, что с предельно большими молекулами вне зависимости от геометрии поверхности все модели начнут вести себя одинаково. То есть система перейдет из решеточной в хорошо изученную непрерывную», — рассказывает ведущий автор статьи, старший научный сотрудник научно-образовательного ресурсного центра «Химическая технология и новые материалы» ОмГТУ Сергей Акименко.

Источники

Ученые расширили математическую модель для предсказания свойств наноматериалов
24ТОП.kz (24top.kz), 20/09/2019
Ученые расширили математическую модель для предсказания свойств наноматериалов
Газета.Ru, 20/09/2019
Ученые расширили математическую модель для предсказания свойств наноматериалов
123ru.net, 20/09/2019
Ученые расширили математическую модель для предсказания свойств наноматериалов
Новости России (news-life.ru), 20/09/2019
Улучшена модель для предсказания свойств наноматериалов
Индикатор (indicator.ru), 20/09/2019
Улучшена модель для предсказания свойств наноматериалов
Seldon.News (news.myseldon.com), 20/09/2019
Улучшена модель для предсказания свойств наноматериалов
Российский научный фонд (rscf.ru), 23/09/2019
Улучшена модель для предсказания свойств наноматериалов
Российский научный фонд (рнф.рф), 23/09/2019
Улучшена модель для предсказания свойств наноматериалов
Nanonewsnet.ru, 24/09/2019
Улучшена модель для предсказания свойств наноматериалов
Российская национальная нанотехническая сеть (rusnanonet.ru), 25/09/2019
Омские ученые сделали уникальное открытие
12 канал (gtrk-omsk.ru), 30/09/2019
Омские ученые сделали уникальное открытие
Seldon.News (news.myseldon.com), 30/09/2019
Омские ученые сделали уникальное открытие
Новости России (news-life.ru), 30/09/2019
Об открытии омских ученых написали в американском журнале
Омск Регион (omskregion.info), 01/10/2019
Ученые ОмГТУ со своим проектом попали на страницы американского издания
БК55 (bk55.ru), 02/10/2019

Похожие новости

  • 07/03/2018

    Омские ученые придумали, как создавать треугольные нанокирпичи

    ​Российские ученые из Омского государственного технического университета разработали метод самосборки атомов и молекул в двумерные нанообъекты, который в будущем позволит производить их в промышленных масштабах для множества разных задач.
    621
  • 30/08/2019

    Петр Корусенко: наша команда изучает наноматериалы с применением метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии

    ​Ландау, Сахаров, Капица, Курчатов – эти имена русских физиков известны не только в России, их исследования признаны во всем мире. В российские времена эта наука развивается не так бурно, однако нам и сейчас есть чем гордиться.
    547
  • 30/04/2019

    Российские ученые описали взаимодействия между двумя газами

    Сотрудники Омского государственного технического университета проанализировали свойства фаз веществ в модели, в которой смешаны два типа газа, и классифицировали взаимодействия между ними. Полученные результаты позволят усовершенствовать оборудование, которое меняет химические показатели веществ.
    356
  • 25/10/2016

    Томский аспирант улучшит диагностику мощнейшего в мире синхротрона

    ​Аспирант Физико-технического института Томского политеха Артем Новокшонов вместе с учеными Научной Лаборатории DESY (Германия) работает над улучшением и тестированием новых методик диагностики электронного пучка синхротрона PETRA III - одного из мощнейших источников синхротронного и рентгеновского излучения в мире.
    1571
  • 14/12/2017

    Томские ученые создадут центр анализа данных адронного коллайдера

    ​Ученые Томского государственного университета получат грант, предназначенный для создания центра мирового класса по анализу данных Большого адронного коллайдера. Ожидается, что томские ученые создадут кластер для анализа данных на базе суперкомпьютера СКИФ Cyberia.
    734
  • 05/03/2018

    ​Ученые ТГУ создали алгоритм для расчета фотофизических и люминесцентных характеристик молекул

    ​Ученые кафедры оптики и спектроскопии физического факультета ТГУ с коллегами из Швеции и Финляндии создали алгоритм для расчета фотофизических и люминесцентных характеристик молекул. Благодаря этому алгоритму можно вычислять оптические, люминесцентные (светимость, квантовый выход флуоресценции) свойства молекул и веществ с использованием высокоточных методов квантовой химии.
    1007
  • 03/07/2018

    Алтайские ученые разрабатывают компьютерную программу для прогнозов развития тромбоэмболии

    ​Ученые Алтайского государственного университета (АлтГУ) разрабатывают уникальную компьютерную программу для раннего прогнозирования развития тромбоэмболии легочной артерии. Программу планируется распространять через социальные сети, сообщили в пресс-службе вуза.
    638
  • 31/05/2017

    Надежда Чернышева: наш пирометр будет измерять температуру и определять, насколько точны показания

    "Диагностика измерительной ситуации при бесконтактных измерениях температуры в сложных условиях" - так называлась работа, которую аспирант ОмГТУ Надежда ЧЕРНЫШЕВА представляла на Всероссийском форуме молодых ученых в Екатеринбурге 27-28 апреля 2017 года.
    855
  • 12/04/2019

    АлтГУ принимает участие в масштабном космическом эксперименте

    ​Опорный Алтайский государственный университет в составе консорциума «Роботизированный кластер малоразмерных космических аппаратов» примет участие в масштабном космическом эксперименте. В проведении космического эксперимента «Отработка технологии межспутниковых каналов связи и организации функционирования группы (роя) МКА», организуемого под эгидой Ракетно-космической корпорации «Энергия» им.
    275
  • 17/10/2019

    НГУ – 60 лет: все только начинается

    ​Новосибирскому государственному университету исполнилось 60 лет. Новосибирский государственный университет ориентирован на подготовку кадров для науки, образования и высокотехнологических отраслей промышленности, новейших междисциплинарных направлений науки.
    150