Атомы как пазл: ученые разгадали правила сборки кристаллов
Ученые из Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению, МНИЦТМ, доказали, что топологию — метод, который помогает описывать, как атомы и молекулы складываются в сложные структуры — можно применять не только к целым кристаллам, но и к их отдельным частям.
Результаты исследования опубликованы в журнале Королевского химического общества CrystEngComm, а статью включили в список самых интересных работ за последние три месяца.
Раньше атомные подрешетки — то есть группы атомов внутри кристалла — анализировали в основном геометрически, просто как набор точек, — объясняет старший научный сотрудник МНИЦТМ Инна Медриш.
Мы же показали, что к ним можно применить топологический подход. Это значит, что даже если структура искажена из-за температуры, давления или химических свойств атомов, ее все равно можно отнести к определенному типу и найти связи с другими структурами.
Ученые предложили новый параметр, который показывает, насколько равномерно расположены атомы в подрешетке.
Например, если вещество состоит из металла и неметалла, атомы неметалла часто стремятся оттолкнуться друг от друга и встать на одинаковом расстоянии.
Чем равномернее это расстояние, тем однороднее подрешетка.
Что это дает
- Можно предсказать, как будет выглядеть искаженная структура, зная ее идеальную симметричную версию.
- Однородность подрешетки влияет на свойства всего материала.
- Метод помогает понять, как атомы неметаллов задают форму кристалла.
Параллельно Самарский политех участвует в строительстве межвузовского кампуса в рамках нацпроекта «Молодежь и дети». Это создаст новые возможности для студентов и ученых.
Ранее ученые описали материал с небывалыми свойствами.