Ученые из Самарского государственного технического университета разработали метод предсказания атомарного строения интерметаллидов — соединений на основе двух и более металлов, обладающих повышенной прочностью и термостойкостью. Работу авторов опубликовали в научном журнале Chemistry of Materials.
Авторы представили кристаллическую решетку чистого металла как трехмерную сеть узлов и связей и разложили ее на простые взаимопроникающие подсетки с меньшим числом узлов. Удаляя из общей решетки некоторое количество таких подсеток, химики получают пустоты, в которые при образовании интерметаллида встраиваются атомы другого металла.
В результате сложная многокомпонентная структура сохраняет черты исходной более простой решетки, что упрощает прогнозирование итоговой архитектуры материала. Метод протестирован на трех наиболее распространенных типах кристаллических решеток.
Решение позволяет воспроизвести архитектуру многих известных интерметаллидов (например, на основе титана и хрома; церия и кадмия; родия и ванадия). Методика также выявила большое количество новых вариантов структуры.
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, который требует затрат времени и ресурсов.
Авторы намерены провести масштабное моделирование новых интерметаллических структур, проверить их стабильность методами квантовой химии и затем синтезировать в лабораториях для экспериментальной проверки полезных свойств.
Ранее мы рассказывали, что ученые нашли ген, который защищает от герпеса и COVID-19, но усиливает вирус бешенства.
