Виктория Орлова Опубликована сегодня в 19:50 Россия научилась заглядывать в металлы будущего: структура новых сплавов теперь просчитывается до атома Алгоритм СамГТУ воспроизвёл строение систем титана, хрома, церия, кадмия и других металлов Самарские исследователи предложили новый способ предсказания атомной архитектуры интерметаллидов — материалов, которые играют ключевую роль в авиации, энергетике, машиностроении и производстве сверхпрочных деталей. Методика, опубликованная в журнале Chemistry of Materials, позволяет прогнозировать структуру соединений ещё до их синтеза, экономя месяцы работы и значительные ресурсы лабораторий. Интерметаллиды — это материалы, чьи атомы следуют строгому порядку, формируя необычные устойчивые фазы. Проблема в том, что их структура часто непредсказуема: даже комбинация двух металлов может давать десятки различных конфигураций. Самарские химики предложили математически элегантное решение, позволяющее "увидеть" будущий материал до его появления. Как работает новая методика Учёные представили решётку чистого металла как трёхмерную сеть узлов и связей. Затем эту сеть разложили на несколько взаимопроникающих простых подсеток — каждую с меньшим набором атомных позиций. Если удалить часть подсеток, в структуре образуются "вакансии" — места, куда могут встроиться атомы другого элемента при формировании интерметаллида. Главная идея — сложная структура интерметаллида наследует топологию исходной решётки. Это резко сокращает число вариантов построения и позволяет заранее предсказать итоговую архитектуру соединения. Метод успешно протестирован на трёх распространённых типах решёток и применён для воспроизведения структур известных интерметаллидов на основе титана, хрома, церия, кадмия, родия и ванадия. Кроме того, подход выявил множество потенциально стабильных, ранее неизвестных вариантов — будущих материалов, которые ещё предстоит синтезировать. "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". Следующим этапом станет масштабное моделирование новых соединений, проверка их стабильности методами квантовой химии и последующий экспериментальный синтез. Почему это важно Новые материалы — основа технологического прогресса. Более лёгкие сплавы позволяют экономить топливо в авиации, жаропрочные соединения — строить реакторы нового типа, а твёрдые и устойчивые материалы — создавать надёжную электронику. Предсказание структуры — центральная задача материаловедения, но до сих пор она требовала сотен экспериментов. Новая методика превращает поиск в точечную работу: сначала точное моделирование, затем гибридная проверка, и только после — лабораторный синтез. Сравнение подходов к созданию интерметаллидов Подход Source: https://www.ecosever.ru/article/63651.html