Ученые из Самарского государственного технического университета предложили методы упрощения кристаллической структуры вещества. Результаты работы позволят лучше изучить новые материалы и их свойства. Статья опубликована в журнале Structural Chemistry.
«Основная цель упрощения любой кристаллической структуры — понять особенности ее строения и свойств, и упрощение можно считать обоснованным, если оно помогает достичь этой цели, — поясняет один из исследователей, директор Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению СамГТУ Владислав Блатов. — Еще одним важным условием является то, что упрощение должно следовать строгому алгоритму, чтобы избежать субъективизма человека, и быть применимым к большим кристаллографическим данным».
Кристаллографическая модель кристаллической структуры содержит информацию о положениях атомов в пространстве и требует специальных методов для восстановления связи между атомами. В качестве основного критерия типа связи большинство методов используют межатомные расстояния. Однако лучшие результаты были получены с дополнительными критериями, такими как валентные усилия связи или параметры атомных многогранников Вороного. Последние представляют собой результат разбиения пространства кристалла на области так, чтобы точки каждой находились в максимальной близости только к данному атому.
В результате кристаллографическая модель трансформируется в кристаллохимическую, где межатомные контакты разного типа представлены сеткой. Если эта сетка включает все виды межатомных контактов, то она содержит исчерпывающую информацию о топологии структуры вещества, а следовательно, о его свойствах. Если из сетки удалить некоторые узлы, представленные атомами или звенья (связи между ними), то получится упрощенная модель. Процедура упрощения может включать в себя: удаление некоторых атомов и связей и объединение некоторых атомов вместе со связями между ними в структурные группы. Все эти операции выполняются с помощью автоматизированного комплекса компьютерных программ и электронных баз данных ToposPro, разработанного учеными. Анализируя упрощенные структуры, можно находить закономерности в их строении, скрытые в исходных полных структурах.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
