Дизайн новых материалов — это революция в материаловедении, в физике и в химии. До недавнего времени материалы открывались методом проб и ошибок или с помощью каких-то счастливых происшествий. Надеяться на такие способы легкомысленно, если мы хотим открывать материалы, которые обладают нужными для нас свойствами, и открывать их систематически и быстро. В этой связи интересна возможность прогнозирования новых материалов на компьютере. Данный курс будет посвящен именно этому. Основной акцент уделяется методам предсказания с помощью компьютера различных типов материалов для практических применений, а также новых типов химических веществ и вещества планетных недр. Все эти темы в совокупности опираются на одно и то же — на революционные методы прогнозирования состояния вещества только с помощью компьютера.
Лекция №3. Методы предсказания кристалличеких структур
Задача предсказания кристаллических структур — это основная задача теоретической кристаллографии. И одна из центральных задач физики и химии. Эта задача долгое время считалась нерешаемой — не только нерешенной, но даже нерешаемой. В то же время она очень важна, потому что кристаллическая структура — это основная характеристика вещества. Если вы знаете кристаллическую структуру, если вы знаете, где находятся атомы и какого они сорта в данном материале, то вы можете предсказать практически все его свойства.
Лекция №4. Дизайн сверхтвердых материалов
Твердость — это свойство, которое традиционно измеряется путем царапания. Если один материал царапает другой, то считается, что у него выше твердость. Это относительная твердость, она не имеет жестких количественных характеристик. Строгие количественные характеристики твердости определяются путем теста надавливанием. Когда вы берете пирамидку, сделанную обычно из алмаза, прикладываете некоторое усилие и надавливаете пирамидкой на поверхность вашего тестируемого материала, измеряете силу надавливания, измеряете площадь отпечатка, применяется поправочный коэффициент, и эта величина будет твердостью вашего материала.
