Новый метод моделирования кристаллов: выигрыш в скорости

Эксперты из Швейцарского федерального технологического института (ETH) разработали новый метод компьютерного моделирования кристаллических структур.

��уществовавшие ��режде ��етод�� ��оделирования ��еремен �� ��ристаллических ��труктур��х ��од ��оздействием ��нешних ��акторов ��бладали ��ерьезным ��едостатком: ��аже ��ля ��ристаллов �� �� ��тношении ��ебольшим ��оличеством ��томов �� ��лементарной ��чейке ��оличество ��озможных ��ариантов ��труктур ��есьма ��елико �� ��ля ��х ��оделирвания ��ребуется ��ного ��ремени �� ��ощная ��ычислительная ��ехника.

��рач ��ртем ��ганов (Artem Oganov) ��з ��аборатории ��ристаллографии ETH �� ��юрихе �� ��го ��оллега ��тудент ��олин ��ласс (Colin Glass) ��азработали ��овый ��омпьютерный ��етод, ��оторый ��ает ��озможность ��оделировать ��з��енения �� ��ристаллических ��труктур��х ��олее ��ыстро �� ��езультативно �� ��е ��ребует ��рименения ��верхмощных ��омпьютеров.

��ксперты ��азработали ��волюционный ��лгоритм, ��оторый ��оделирует ��труктур�� ��ристаллов ��ри ��аданных ��емпературе �� ��авлении ��ез ��рименения ��кспериментальных ��анных, ��нформирует PhysOrg. ��рограмма ��ычисляет ��озможные ��арианты ��труктур ��оэтапно, �� ��ому ��е ��а ��аждом ��тапе ��олученные ��арианты ��ортируются ��о ��нергетическим ��остояниям �� ��ля ��альнейших ��ычислений ��спользуются ��олько ��нергетически ��табильные ��труктур��. ��езультат ��аботы ��рограммы - ��ристаллическая ��труктур��, ��табильная ��ри ��аданных ��словиях. ��тот ��етод ��ыстрее �� ��остовернее, ��ем ��редыдущие, �� ��ожет ��рименяться ��ля ��ычисления ��труктур ��ристаллов �� ��ольшим ��оличеством ��томов �� ��лементарной ��чейке.

��з-��а ��овому ��ычислительному ��етод�� ��олучилось ��а ��есьма ��ороткое ��ремя ��моделировать ��труктур�� ��ристалла ��з��естняка Ca-CO3 ��ри ��емпературе �� ��авлении, ��оторые ��аблюдаются �� ��антии ��емной ��оры. ��ри ��ысокой ��емпературе �� ��авлении ��з��естняк ��ревращается �� ��рагонит - ��менно ��труктур�� ��рагонита �� ��ыла ��олучена �� ��езультате ��оделирования ��о ��овому ��етод��, ��то ��тверждает ��го ��остоверность. ��ри ��овышении ��авления ��ристалл ��рагонита ��з��еняет ��труктур�� �� ��ревращается �� ��ост-��рагонит, ��труктур�� ��оторого ��о ��того ��ремени ��е ��давалось ��олучить ��ри ��омощи ��омпьютерных ��етод��в ��оделирования. ��о ��овый ��лгоритм ��правился �� ��той ��адачей.

��оделирование ��труктур ��ристаллов ��меет ��громное ��ромышленное ��начение �� ��ожет ��спользоваться ��ля ��оздания ��овых ��армацевтических ��ли ��верхтвердых ��атериалов. ��сследователи ��родолжают ��величивать ��езультативность �� ��езвость ��аботы ��лгоритма, ��тобы �� ��едалеком ��удущем ��аучиться ��оделировать ��з��енения �� ��труктур��х ��ристаллов �� ��отнями �� ��аже ��ысячами ��томов �� ��лементарной ��чейке .