Компьютерное моделирование в разработке новых радиационностойких материалов

Научно-популярная статья призера II степени конкурса "Просто о сложном" XII Интернет-олимпиады по нанотехнологиям Боева Антона Олеговича (аспирант 3 года обучения, ФГАОУ ВО "Белгородский государственный  национальный исследовательский университет", г.Белгород)

Изучение физических процессов, происходящих в материалах, ограничено развитием методов исследования. Даже самый мощный микроскоп не позволяет наблюдать за процессами на атомном уровне в реальном времени. Хотя, понимание этих процессов могло бы в тысячи раз ускорить разработку новых материалов. Ведь, в современных исследованиях зачастую открытия происходят случайно. Вот добавим в “этот металл” немного вот “этого вещества” и посмотрим, вдруг что-то интересное получится? Не получилось. Добавим другое вещество... И так далее, пока не получится интересный результат.

Вы спросите, почему в век бурного развития технологий мы до сих пор пользуемся доисторическими методами? На самом деле это не так. Начиная с 70-х годов прошлого века для исследования некоторых процессов на атомном уровне все активнее используется компьютерное моделирование. Одним из самых применяемых методов компьютерного моделирования, позволяющим исследовать структуры размером до нескольких миллионов атомов при повышенных температурах, является молекулярная динамика. В ней атомы представлены в виде шариков, а взаимодействие между ними задается математическими функциями, которые позволяют атомам в компьютере вести себя также, как и в реальности. Точность описания этого взаимодействия напрямую связана с точностью описания физических свойств данного вещества. Однако, создание качественных потенциалов межатомного взаимодействия (математических функций) - это непростая задача, которая под силу только нескольким лабораториям в России.

Продолжение – в файле статьи...

Полная версия статьи Боева Антона Олеговича.
Орфография и пунктуация сохранены.
Все права на статью принадлежат автору.