Архив рубрики ~Лента новостей~

Новый метод моделирования предскажет структуры еще не существующих металлических соединений

Новый метод моделирования предскажет структуры еще не существующих металлических соединений

. Образование интерметаллида

. Образование интерметаллида

© Ольга Блатова

Ученые разработали метод, который позволяет предсказать строение интерметаллидов — соединений на основе двух или более металлов, обладающих повышенной прочностью и устойчивостью к температурам. Он опирается на универсальные механизмы взаимодействия атомов разных металлов друг с другом и формирования кристаллической решетки конечного материала. Предложенный подход упростит разработку новых материалов для аэрокосмической отрасли и автомобилестроения. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Chemistry of Materials.

Чистые металлы, например железо, медь, алюминий и другие, имеют довольно простое строение: их атомы плотно упакованы в кристаллические решетки высокой симметрии. Если объединить в одном материале два разных металла, получится интерметаллидное соединение с гораздо более сложной структурой. Предсказать, как именно в ней расположатся атомы металлов, сложно, поскольку традиционные методы моделирования кристаллических решеток не учитывают все детали системы связей между атомами. Это усложняет поиск новых материалов с повышенной прочностью, устойчивостью к высоким температурам и другими важными для промышленности — в частности, для автомобиле- и авиастроения — качествами.

Ученые из Самарского государственного технического университета (Самара) разработали подход, позволяющий прогнозировать атомарное строение интерметаллидов с учетом особенностей строения металлов, из которых они образуются. Изначально авторы рассмотрели кристаллическую структуру различных металлов в виде трехмерной сетки, в узлах которой находятся атомы, соединенные между собой условными прямыми линиями — химическими связями.

Исследователи обнаружили, что сетку, описывающую структуру металла (например, кубическую решетку железа), можно представить в виде более простых взаимопроникающих подсеток с меньшим числом элементов (узлов). Некоторое количество таких подсеток можно удалить из общей кристаллической решетки, чтобы на их месте остались пустоты.

Согласно предложенной модели, именно в них при формировании интерметаллида встраиваются атомы другого металла. Таким образом, формирующаяся сложная структура из нескольких типов атомов сохраняет в себе черты более простой решетки исходного металла.

Ученые протестировали предложенный подход, смоделировав интерметаллидные соединения на основе трех наиболее распространенных среди металлов вариантов кристаллических решеток. Оказалось, новый метод позволяет воспроизвести архитектуру многих известных материалов, например интерметаллидов на основе титана и хрома; церия и кадмия; родия и ванадия и других.

Более того, для одного из вариантов кристаллических решеток авторам удалось найти 90 разных архитектур, всего 16 из которых лежат в основе известных интерметаллидов. Остальные 74 структуры могут служить шаблонами для проектирования новых материалов.

«Мы предложили подход, который ускорит разработку новых материалов для разных отраслей промышленности. Он позволит сначала точно смоделировать структуру соединения с интересующими свойствами, подобрать подходящий топологический шаблон и лишь после этого проводить синтез, который требует затрат времени и ресурсов. В дальнейшем мы планируем провести масштабное моделирование новых интерметаллических структур, проверить их стабильность методами квантовой химии, синтезировать их в лаборатории и экспериментально доказать их полезные свойства», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ольга Блатова, кандидат химических наук, доцент кафедры общей и неорганической химии Самарского государственного технического университета.

Источник: indicator.ru

Оцените материал:

Поделиться
Понравилась статья? Расскажите другим
ВКонтакте
Читайте также
Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Нейронку БЕЗ ЦЕНЗУРЫ выпустили в открытый доступ — Gemma 4… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Нашли комбайн для скачивания видео и музыки практически отовсюду —… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Инструменты дня 🔍 Кьюи Перепроверяет ChatGPT, Claude и Gemini перед отправкой, потому… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Kimi K3 нашла уязвимость в Redis за 27 минут Исследователь… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Alibaba представила мощный движок синтеза речи Qwen-Audio-3.0-TTS Команда Qwen выпустила… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Lightricks научила ИИ убирать лишних людей и машины с видео… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Copilot теперь живет в «Проводнике» Windows 11 Microsoft продолжает встраивать… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ GitHub Copilot теперь поддерживает модель Gemini 3.6 Flash GitHub начал… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Anthropic представила плагин Claude Security для поиска уязвимостей Anthropic выпустила… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Cursor Router: снижение стоимости запросов к ИИ на 60% Команда… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Российский разработчик СУБД Postgres Pro может сократить до 30% сотрудников…. Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Veon досрочно выкупил облигации на $886 млн, одновременно разместив новый… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ 💢 Иван Паломарес Каррaскоса (Machine Learning Mastery) разбирает пять стратегий… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ ✅ CEO Cloudflare Мэттью Принс на мероприятии Axios в Каннах… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Нейронку БЕЗ ЦЕНЗУРЫ выпустили в открытый доступ — Gemma 4… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Нашли комбайн для скачивания видео и музыки практически отовсюду —… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Инструменты дня 🔍 Кьюи Перепроверяет ChatGPT, Claude и Gemini перед отправкой, потому… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Kimi K3 нашла уязвимость в Redis за 27 минут Исследователь… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Alibaba представила мощный движок синтеза речи Qwen-Audio-3.0-TTS Команда Qwen выпустила… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Lightricks научила ИИ убирать лишних людей и машины с видео… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Copilot теперь живет в «Проводнике» Windows 11 Microsoft продолжает встраивать… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ GitHub Copilot теперь поддерживает модель Gemini 3.6 Flash GitHub начал… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Anthropic представила плагин Claude Security для поиска уязвимостей Anthropic выпустила… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Cursor Router: снижение стоимости запросов к ИИ на 60% Команда… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Российский разработчик СУБД Postgres Pro может сократить до 30% сотрудников…. Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Veon досрочно выкупил облигации на $886 млн, одновременно разместив новый… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ 💢 Иван Паломарес Каррaскоса (Machine Learning Mastery) разбирает пять стратегий… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ ✅ CEO Cloudflare Мэттью Принс на мероприятии Axios в Каннах…