Sisuliselt otsing kõige stabiilsem struktuuri vähendatakse arvutamisel sellise seisundi, mis on madalaim energia. Energia sel juhul sõltub elektromagnetilisest interaktsiooni nuklei ja aatomite elektronide elektromagnetilist koostoimet, millest kristalli uuriti. Seda saab hinnata kvantitatiivsete mehaaniliste arvutuste abil, mis põhineb lihtsustatud Schrödinger võrrandil. Nii et kasutatud USPEXi algoritmis tiheduse teooria funktsionaalsuse teooriamis töötati välja teisel poolel eelmise sajandi. Selle peamine eesmärk on lihtsustada molekule ja kristallide elektroonilise struktuuri arvutusi. Teooria võimaldab asendada elektroonilise tiheduse multielektroonilise lainefunktsiooni, jäädes samas ametlikult täpne (kuid tegelikult selgub, et ühtlustamine osutub vältimatuks). Praktikas toob see kaasa arvutuste keerukuse vähenemisele ja selle tulemusena nendele kulutatud ajale. Seega ühendatakse kvantmehaanilised arvutused evolutsioonilise algoritmiga USPEX-is (joonis 2). Kuidas evolutsiooniline algoritm töötab?
On võimalik otsida struktuure madalaima energiaga: kogemata positsioone aatomite suhtes üksteise suhtes ja analüüsida iga sellist seisundit. Kuid kuna valikute arv on suur (isegi kui aatomid on vaid 10, siis nende asukoha võimalused üksteise suhtes võrreldes on umbes 100 miljardit eurot), seejärel võtaks arvutus liiga palju aega. Seetõttu õnnestus teadlaste edu saavutada alles pärast täpsema meetodi arendamist. USPEX algoritm põhineb evolutsioonilisel lähenemisviisil (joonis 2). Esiteks tekitatakse juhuslikult väike arv struktuure ja nende energia arvutatakse. Valikud kõrgeima energiaga, mis on kõige vähem stabiilne, süsteem eemaldatakse ja kõige stabiilsema genereerib sarnaseid ja arvutab need. Samal ajal juhuslikult arvuti jätkab uusi struktuure, et säilitada elanikkonna mitmekesisus, mis on eduka evolutsiooni lahutamatu seisund.
Seega aitas kristallstruktuuride prognoosimise probleem bioloogiast võetud loogika. On raske öelda, et selles süsteemis on geen, sest uued struktuurid võivad erineda nende eelkäijatest väga erinevate parameetritega. Kõige kohandatud valiku tingimustele "Üksikisikud" lahkuvad järglastest, st algoritmi, õppides oma vigu, maksimeerib edusammude võimalusi järgmisel katsel. Süsteem päris kiiresti leiab variandi madalaima energia ja tõhusalt arvutab olukorra, kui struktuuriüksus (rakk) sisaldab kümneid ja isegi esimese saja aatomite, samas eelmise algoritme ei suutnud toime tulla kümme.
Üks uusi ülesandeid, mis on paigutatud USPEXi ees MiP-is, on valkude tertsiaarse struktuuri ennustamine nende aminohappejärjestuse järgi. See kaasaegse molekulaarbioloogia probleem on võtme seas. Üldiselt, enne teadlasi, ülesanne on väga raske ka seetõttu, et on raske arvutada energiat sellise kompleksi molekuli valku, raske. Artem Oganova sõnul on selle algoritm juba võimalik ennustada peptiidide struktuuri umbes 40 aminohappe.
Video 2. Polümeerid ja biopolümeerid. Millised ained on polümeeridega seotud? Mis on polümeeri struktuur? Kui tavaline on polümeersete materjalide kasutamine? Selle kohta öeldakse professor, PhD kristallograafia Artem Oganan.
Ühes tema teaduslikust ja populaarsest Artem Oganov (joonis 3) kirjeldab USPEXi järgmiselt:
"Siin on kujutisnäide ühise idee tõendamiseks. Kujutage ette, et peate leidma kõrgeima mägi tundmatu planeedi pinnal, millel on täielik pimedus valitseb. Ressursside säästmiseks on oluline mõista, et me ei pea täitma täielikku leevendust kaarti, vaid ainult selle kõrgeimat punkti.
Joonis 3. Artem Romaevich Joganov
Sa maanduda planeedi väike maandumine Biorobot, saates need ükshaaval kohad. Juhend, mida iga robot peab täitma, on minna üle pinna vastu gravitatsioonilise atraktsiooni jõudude vastu ja lähima mäe tippude saavutamise tulemusena, mille koordinaadid, mille ta peab teavitama orbiidibaasi. Meil ei ole raha suurte uuringute kontingendi jaoks ja tõenäosus, et üks robotid võtavad kohe kõrgeima mäe, äärmiselt väike. Seetõttu on vaja kohaldada tuntud Venemaa sõjaväeteaduse põhimõtet: "Parem mitte siin siin rakendatav number ja võime" ellu viidud evolutsioonilise lähenemisviisi kujul. Lähima naabri summutamine, robotid kohtuvad ja paljundavad ennast niimoodi, korraldades neid mööda joont "nende" tipud. Bioreobotide järglased tulenevad samad juhised: nad liiguvad reljeefi tõusu suunas, uurides piirkonda nende vanemate kahe tippu. Need "üksikisikud", mis tuli tippu all keskmise taseme, vastata (see on valitud) ja maandumine uuesti juhuslikult (see on simuleeritud "geneetilise mitmekesisuse" elanikkonna) ".
Kuidas hinnata viga, millega USPEX töötab? Te saate võtta ülesande koos tuntud õige vastuse ja otsustada 100 korda 100 korda abiga algoritmi abil. Kui õige vastus saadakse 99 juhul, on arvutusviga tõenäosus 1%. Tavaliselt saadakse õiged ennustused tõenäosusega 98-99%, kui algrakkude aatomite arv on 40 tükki.
USPEX evolutsiooniline algoritm viis kaasa palju huvitavaid avastusi ja isegi meditsiinilise ravimi uue meditsiinilise vormi väljatöötamisele, mida arutatakse allpool. Ma ei tea, mis on uue põlvkonna superarvutite ilmumise ajal? Kas kristallide struktuurne ennustus algoritm muutub? Näiteks tegelevad mõned teadlased kvantarvutite arendamisega. Tulevikus on nad palju tõhusamad kui kõige arenenum kaasaegne. Artem Oganova sõnul jätab evolutsioonilised algoritmid juhtpositsiooni, kuid nad hakkavad töötama kiiremini.
USPEX osutus algoritmi mitte ainult tõhusaks, vaid ka multifunktsionaalseks. Praegu toimub Artem Oganova juhtimisel palju erinevaid suundades palju teaduslikke dokumente. Mõned viimased projektid üritasid uute termoelektriliste materjalide simuleerimist ja valkude struktuuri ennustust.
"Meil on mitu projekti, üks neist on madalamõõtmeliste materjalide, näiteks nanoosakeste, materjali pindade uurimine, Teine on kemikaalide uuring kõrge rõhu all. Uute termoelektriliste materjalide prognoosimisega on veel üks huvitav projekt. Nüüd teame juba, et ravimi struktuuride prognoosimise meetodi kohandamine, mida me leiutasime, töötavad tõhusalt termoelektrilised ülesanded. Praegu oleme valmis suureks jerkiks, mille tulemuseks peaks olema uute termoelektriliste materjalide avastus. On juba selge, et termoelektrikud loodud meetod on väga võimas, kulutused on edukad. Ja me oleme täielikult valmis otsima uusi materjale. Tegeleme ka uute kõrgete temperatuuri ülijuhtide prognoosimise ja uurimisega. Me palume küsimuse prognoosimise prognooside struktuuri. See on meie jaoks uus ülesanne ja väga uudishimulik. "
Huvitav, USPEX on juba kasu isegi meditsiinis: "Pealegi oleme arendame uusi ravimeid. Eelkõige me olime ennustatud, saadi uus ravim ja patenteeritud, \\ t - Räägib A.R. Joogan. - See on hüdraadi 4-aminopüridiin, ravimi hulgiskleroosi ".
Me räägime Valeri rosizen'i arvuti disaini materjalide hiljuti patenteeritud laboratooriumist (joonis 4), Anastasia Naumova ja Artem Ogana, võimaldades sümptomaatiliselt skleroosi raviks. Patendi väljas, mis aitab vähendada ravimi hinda. Hajutatud skleroos on krooniline autoimmuunhaigus, mis on üks nendest patoloogiatest, kui oma immuunsüsteem kahjustab omanikku. Samal ajal on närvikiudude müeliini ümbris kahjustatud, mis tavaliselt teostab elektriliselt isolatsioonifunktsiooni. Neuronite tavapärase töö jaoks on väga oluline: müeliiniga kaetud närvirakkude kasvu vool viiakse läbi 5-10 korda kiiremini kui katmata. Seetõttu põhjustab hulgiskleroos närvisüsteemi töös rikkumisi.
Mitmekordse skleroosi esinemise algpõhjused jäävad täielikult kasutamata. Nad püüavad neid mõista paljudes maailma laborites. Venemaal tegeleb see biokatalüüsi laboris Bioorgaanilise keemia Instituudis.
Joonis 4. Valery Roizen - üks patendi autoritest skleroosi ravimi eest, Arvuti projekteerimismaterjalide laboratooriumi töötaja, uute ravimite ravimvormide arendamine ja tegeleb aktiivselt teaduse populariseerimisega.
Video 3. Teaduslik ja populaarne loeng Valery Rosizen "Maitsvad kristallid". Te õpite narkootikumide töö põhimõtteid, mis on oluline ravimi andmise tähtsusest inimkehale ja kurja kahe vennaga aspiriini kohta.
Varem 4-aminopüridiini kliinikus on juba kasutatud, kuid teadlased suutnud muuta keemilise koostise, parandavad selle ravimi imendumist veres. Nad said 4-aminopüridiini kristallhüdraadi (joonis fig 5) stöhhiomeetria 1: 5. Sellises vormis anti ravim ise patenteeritud ja selle saamise meetod. Aine parandab neurotransmitterite emissiooni neuromuskulaarsete sünapside, mis hõlbustab hulgiskleroosiga patsientide heaolu. Väärib märkimist, et selline mehhanism tähendab sümptomite ravi, kuid mitte väga haigust ise. Lisaks biosaadavusele on uue arengu peamine hetk järgmine: kuna kristallis oli võimalik "sõlmida" 4-aminopüridiini, muutus see meditsiiniliseks kasutamiseks mugavamaks. Kristallilised ained on suhteliselt lihtne saada puhastatud ja homogeenses vormis ja ravimite vabadus potentsiaalselt kahjulike lisandite üks peamisi kriteeriume hea ravim.
Nagu eespool mainitud, võimaldab USPEX leida uusi keemilisi struktuure. Tuleb välja, et isegi "harilik" süsinikus on oma mõistatused. Süsinik on väga huvitav keemiline element, sest see moodustab ulatusliku struktuuride kogumi, ulatudes superhard dielektriidest, mis lõpeb pehme pooljuhtide ja isegi ülijuhtidega. Esimesena võib hõlmata teemant ja Lansdalet teise grafiidi kolmandasse - mõned fullereenid madalatel temperatuuridel. Hoolimata teadaolevate süsinikuvormide mitmekesisusest, õnnestus Teadlased ARTEMi OGANOVA juhendamisel avada põhiliselt uue struktuuri: see ei olnud varem teada, et süsinik võib moodustada kompleksid "Külalisteomanik" tüüp (joonis 6). Töö osales materjalide arvuti disainilabori töös (joonis 7).
Joonis 7. Oleg haldjas, Graduate Student MFTI, töötaja laboratooriumi arvuti projekteerimismaterjalide ja üks autorid avatud süsiniku struktuuri. Vabal ajal tegeleb Oleg teaduse populariseerimisega: tema artikleid võib leida väljaannetest "Kass Schrederinger", "Teadus", Strf.ru, "Rosatom". Lisaks Oleg - Moskva võitja Teadus Slam. Ja teleri osaleja näitab "Smart".
"Külaliomaniku" interaktsiooni avaldub näiteks, näiteks komplekssetes molekulidest, mis on ühendatud mitte-virulentsete ühendustega. See tähendab, et teatud aatomi / molekuli hõivab kristallvõrku teatud koha, kuid see ei moodusta kovalentset seost ümbritsevate ühenditega. Selline käitumine on laialt levinud bioloogiliste molekulide seas, mis seonduvad üksteisega, moodustades vastupidavaid ja suuri komplekse, mis täidavad erinevaid funktsioone meie organismis. Üldiselt tänu ühendile, mis koosneb kahest struktuurielementidest. Ainete moodustuvate ainete puhul ei olnud sellised vormid teada. Teadlased on oma avastuse avaldanud 2014. aastal, laiendades meie teadmisi keemiliste elementide 14. rühma omadustest ja käitumisest üldiselt (joonis 8). Tuleb märkida, et avatud süsiniku kujul moodustatakse aatomite vahel kovalentsed sidemed. Me räägime vastuvõtva omaniku tüübist, mis on tingitud hästi väljendunud kahe süsinikuaatomite olemasolust, millel on täiesti erinev struktuurikeskkond.
Arvuti kujundamismaterjalide laboratooriumis uurib aineid, millised ained on kõrge surve all stabiilsed. See on see, kuidas pea laboratooriumi väidab huvi selliste teadusuuringute: "Me õpime materjale kõrge rõhu all, eelkõige uues keemias, mis ilmub sellistes tingimustes. See on väga ebatavaline keemia, mis ei sobi traditsiooniliste eeskirjadega. Uutel ühendustel saadud teadmised toovad kaasa arusaamise, mis juhtub planeedid. Kuna need ebatavalised kemikaalid võivad näidata ennast planeedi aluspindalate väga oluliste materjalidena. " On raske ennustada, kuidas kõrgsurve ained käituvad: enamik keemilistest reeglitest lõpetab töö, sest need tingimused on tavapärasest erinevad. Sellegipoolest on vaja seda mõista, kui me tahame teada, kuidas universumi korraldatakse. Lõviosa Universumi Baryoni ainest on planeetide, tähtede, satelliitide sees just kõrge surve. Üllataval kombel on tema keemia kohta veel väga vähe.
Uus keemia, mis on rakendatud kõrge surve laboris arvuti disain materjalide MFTI Uuringud PhD (kraadi sarnane teaduse kandidaat) Gabriele Saleh (Gabriele Saleh):
"Ma olen keemik ja ma olen huvitatud keemia tipptasemel. Miks? Kuna meil on reeglid keemia, mis on formuleeritud 100 aastat tagasi, kuid hiljuti selgus, et nad lõpetavad töötada kõrge surve. Ja see on väga huvitav! Näeb välja nagu Moon Park: On nähtus, et keegi ei saa seletada; Avasta uus nähtus ja proovige mõista, miks see juhtub - see on väga huvitav. Me alustasime vestlust põhiliste asjadega. Kuid reaalses maailmas on kõrge surve. Muidugi, mitte selles toas, vaid maa peal ja teistel planeetidel " .
Kuna ma olen keemik Olen huvitatud kõrgsurve keemia. Miks? Kuna olid keemilised reeglid loodi sada aastat tagasi, kuid hiljuti avastati, et need reeglid purunevad kõrgsurvega. Ja see on väga huvitav! See on nagu Loonopark, sest teil on nähtus, mida keegi ei saa ratsionaliseerida. On huvitav õppida uut nähtust ja proovida mõista, miks see juhtub. Me alustasime põhilisest seisukohast. Kuid need kõrged rõhk on olemas. Mitte selles ruumis muidugi, kuid sees kõrva ja teiste planeetide.
Joonis 9. Sööshape (H2CO 3) on rõhu all olev stabiilne struktuur. INSET-is eespool On näidatud, et see on möödas teljed C. Polümeerkonstruktsioonid moodustuvad. Uuring süsinik-hapniku-vesiniku süsteemi kõrge rõhu all on väga oluline, et mõista, kuidas planeedid on paigutatud. H2O (vesi) ja CH4 (metaan) on mõnede hiiglaslike planeetide peamised komponendid - näiteks Neptune ja uraan, kus rõhk võib ulatuda sadade GPA-ga. Suured jäised satelliidid (Gamornad, Callisto, Titan) ja komeedid sisaldavad ka vee, metaani ja süsinikdioksiidi, mida rakendatakse mitme GPA-le.
Gabriele rääkis meile oma uuest töökohast, mis hiljuti avaldati avaldamiseks:
"Mõnikord tegelete põhiteadusega, kuid seejärel tuvastab saadud teadmiste otsene rakendamine. Näiteks saatsime hiljuti artikkel avaldada, milles me kirjeldame otsingutulemusi kõigi stabiilsete ühendite kohta, mis on saadud süsiniku, vesiniku ja hapnikuga kõrge rõhuga. Leidsime ühe, stabiilse väga madalal rõhkudel, näiteks 1 GPA Ja nad olid söehape H2CO 3 (Jn 9). Ootasin astrofüüsika kirjandust ja leidsin, et gaan-ja Callisto satelliidid [Jupiteri satelliidid koosnevad veest ja süsinikdioksiidist: molekulidest, mis moodustavad söes. Seega mõistsime, et meie avastus soovitab seal süsinikhappe moodustumist. Seda ma ütlesin: see kõik algas põhiteadusega ja lõppes satelliitide ja planeetide uuringu jaoks midagi olulist " .
Pange tähele, et selline surve osutuda madalaks neile, et põhimõtteliselt võib leida universumis, kuid kõrge võrreldes nendega, kes tegutsevad meile pinnal maa peal.
Nii et mõnikord õpid midagi põhiteaduse jaoks, kuid siis avastate sellel on õige rakendus. Näiteks oleme just esitanud paberi, milles me võtsin süsiniku, vesiniku, hapniku kõrge rõhu all ja püüdsime otsida kõiki stabiilseid ühendeid. Leidsime, mis oli süsinikhape ja see oli stabiilne väga madalal rõhul nagu üks gigapascal. Ma uurisin astrofüüsika kirjandust ja avastasin: On olemas satelliite, nagu näiteks ganymede või calisto. On süsiniku diikside ja vesi. Selle süsinikhappe moodustavad molekulid. Nii et saime aru, et see avastus tähendab, et tõenäoliselt oleks süsinikhape. See on see, mida ma mõtlen, et alustada fundamentaalset ja avastamist, mida kohaldatakse planeedi teaduse suhtes.
Teine näide ebatavalisest keemiast, mida saab tuua tuntud kokkala, NaCl-ga. Tuleb välja, et kui saate luua 350 GPA surve oma soola, siis saad uusi ühendusi. 2013. aastal A. suunas. Oganova näidati, et kui see oli NACL-i kõrge rõhk, muutuvad ebatavalised ühendid stabiilsed - näiteks NaCl 7 (joonis 10) ja Na3 Cl. Huvitaval kombel on paljud avatud ained metallid. Gabiel Saleh ja Artem Oganov jätkas pioneeritööd, mis näitasid naatriumkloriidide eksootilist käitumist kõrgsurve all ja töötas välja teoreetilise mudeli, mida saab kasutada halogeenide leelismetalliühendite omaduste prognoosimiseks.
Nad kirjeldasid eeskirju, mida nende ainete suhtes kehtivad ebatavalised tingimused. Kasutades USPEX algoritmi, mitmed ühendid valemiga A3 Y (A \u003d Li, Na, K; Y \u003d F, Cl, Br) olid teoreetiliselt survestatud 350 GPA-ni. See tõi kaasa oksüdeeritud olekusse kloriidioonide avastamiseni -2. "Standard" keemia keelab selle. Sellistes tingimustes võivad uued ained moodustada näiteks keemilise valemiga Na4CI3-ga.
Joonis 10. NACL-i tavalise soola kristallstruktuur ( vasakul) ja ebatavaline ühend NaCl 7 ( paremal), surve all stabiilne.
Gabriele Saleh (joonis 11) rääkis oma uuringust, mille eesmärk on kirjeldada uute keemiareeglite kirjeldust, millel oleks ennustav jõud mitte ainult standardtingimustes, vaid kirjeldaks kõrge surve all olevate ainete käitumist ja omadusi (joonis 12). ).
Joonis 11. Gabriel Saleh (Gabriele Saleh)
"Kaks või kolm aastat tagasi avastas professor Joganov, et selline lihtne sool, nagu NaCl, ei ole nii lihtne: naatrium ja kloor võib samuti moodustada muid ühendusi. Aga keegi ei teadnud, miks. Teadlased täitsid arvutused, sai tulemusi, kuid jäi teadmata, miks kõik juhtub nii, ja mitte teisiti. Kuna Graduate School, ma uurin keemilist ühendust ja uuringu ajal õnnestus ma sõnastada mõned reeglid, loogiliselt selgitades, mis toimub. Uuriin, kuidas elektronid käituvad sellistes ühendites ja tulid neile üldistele seadustele, mis on iseloomulikud kõrgsurve all. Selleks et kontrollida, kas need reeglid on minu kujutlusvõime viljad või endiselt objektiivselt õigesti, ennustasin ma sarnaste ühenduste struktuuri - Löögi või NaBRi struktuuri ja sarnasemat. Ja tõepoolest - üldised eeskirjad järgitakse. Kui lühidalt ma nägin, et on olemas järgmine trend: kui te kasutate survet sellistele ühenditele, moodustavad nad kahemõõtmelise metalli struktuuri ja seejärel ühemõõtmelise. Siis hakkab väga kõrge surve all, rohkem looduslikke asju esinema, sest sel juhul on kloor oksüdeerumise aste -2. Kõik keemikud teavad, et kloori aste on oksüdeerumise -1, see on teksti tüüpiline näide: naatrium kaotab elektroni ja kloor võtab selle. Seetõttu saadakse oksüdatiivsed numbrid vastavalt +1 ja -1. Aga kõrge rõhu all, kõik toimib valesti. Oleme näidanud, et keemiliste sidemete analüüsi lähenemisviiside abil. Ka töö ajal otsisin ma erilist kirjandust, et mõista, kas keegi oli juba sellistes korrektsustes täheldatud. Ja selgus, et jah, täheldati. Kui ma ei eksida, on kirjeldatud reeglite suhtes naatrium bisputat ja mõningaid muid ühendusi. Loomulikult on see alles algus. Kui avaldate teemal järgmised tööd, õpime, kas meie mudelil on tõeline ennustav jõud. Sest see on täpselt see, mida me otsime. Me tahame kirjeldada keemilisi seadusi, mida järgitakse kõrge surve all " .
Kaks või kolm aastat tagasi Professor Oganov avastas, et lihtne soola NaCl kõrge rõhuga ei ole väga lihtne ja teised ühendid moodustavad. Aga keegi ei tea, miks. Nad tegid arvutuse, mida sai tulemused, kuid te ei saa öelda, kes see juhtub. Nii kuna minu doktorikraadi ajal olen spetsialiseerunud keemilise sidumise uuringule, uurisin seda ühendit ja leian mõned RLE, et ratsionaliseerida, mis toimub. Uurisin, kuidas elektronid käituvad selles ühendites ja tulid mõned reeglid, mis sellised ühendid järgivad kõrgsurvet. Et kontrollida, kas minu reeglid olid lihtsalt minu kujutlusvõime või olid tõesed, ennustasin ma sarnaste ühendite uusi struktuure. Näiteks Söögi või Nabe ja mõned kombinatsioonid niimoodi. Ja jah, need reeglid osutuvad järgnema. Lühidalt öeldes mitte olla väga spetsiaalsed, ma olen näinud, et tendents on: kui surutate need kahemõõtmelised metallid, siis ühemõõtmeline metalli struktuur. Ja siis väga kõrgsurve korral juhtuks mõned rohkem looduslikke, sest sel juhul on Cl-i korral oksüdatsiooninumber -2. Kõik madalaima oksüdeerimise arv Cl on -1, mis on tüüpiline õpik Näide: naatrium kaotab selle. Seega on meil +1 ja -1 oksüdatsiooninumbrid. Kuid väga kõrgsurve puhul ei ole see enam tõsi. Me näitasime seda keemilise liimi analüüsi mõne lähenemisviisidega. Selles töös ma püüab ka kirjandust vaadata, kas keegi on varem selliseid reegleid näinud. Ja jah, selgus, et mõned olid mõned. Kui ma ei eksida, osutus Na-BI ja teised ühendid nende reeglite järgimiseks. See on lihtsalt lähtepunkt, muidugi. Teised paberid tulevad üles ja näeme, kas see mudelil on tõeline ennustav jõud. Sest see on see, mida me otsime. Me WA soovime keemia visandame, mis töötab ka kõrge surve jaoks.
Joonis 12. Aine struktuur keemilise valemiga Na4Cl 3, mis on moodustatud rõhul 125-170 GPASee näitab selgelt rõhu all olevat "kummalist" keemia ilmumist.
Hoolimata asjaolust, et USPEX algoritmi iseloomustab suur prognoositav jõud tema ülesannete piires, nõuab teooria alati eksperimentaalse kontrolli. Arvuti disaini materjalide labor on teoreetiline, nagu selle nime järgi järgmiselt. Seetõttu peetakse eksperimente koostöös teiste teadusrühmadega. Laboris vastu võetud õppestrateegia Gabriel Saleh kommentaarid järgmiselt:
"Me ei tee eksperimente - oleme teoreetikud. Aga tihti teeme koostööd inimestega, kes seda teevad. Tegelikult arvan, et see on üldiselt raske. Täna on teadus kitsalt spetsialiseerunud, mistõttu ei ole lihtne leida kedagi, kes tegeleb nii teise " .
Me ei tee katseid, kuid tihti me teeme koostööd mõnede inimestega, kes teevad eksperimente. Tegelikult ma arvan, et see on raske. Tänapäeval on teadus väga spetsialiseerunud nii, et nii oleks raske leida kedagi, kes mõlemad teevad.
Üks heledamaid näiteid on läbipaistva naatriumi ennustus. 2009. aastal ajakirjas Loodus. Avaldati Artemi Oganova juhendamisel tehtud töö tulemused. Artiklis kirjeldasid teadlased NA-d uut vormi, milles see on läbipaistev mittemetal, muutub dielektriliseks rõhuks. Miks see juhtub? See on tingitud valence elektronide käitumisest: surve all ümberasustatakse need naatriumi aatomite kristallvõre tühimike (joonis 13). Samal ajal kaovad aine metallomadused ja ilmuvad dielektrilise omadused. Rõhk 2 miljoni atmosfääri muudab naatriumipunase ja 3 miljonit - värvitu.
Joonis 13. Surve all olev naatrium on üle 3 miljoni atmosfääri. Sinine õis Kuvatakse naatriumi aatomite kristallstruktuur, \\ t oranž - Valence elektronide kobarad struktuuri tühimikutes.
Vähesed inimesed uskusid, et klassikaline metall võib sellist käitumist näidata. Kuid koostöös arsti Mihhail Eremeziga saadi eksperimentaalsed andmed, mis kinnitasid täielikult ennustust (joonis 14).
Joonis 14. Fotod NA proovi, mis saadakse mööduva ja peegelduva valgustuse ühendamisel. Proovile rakendati erinevat survet: 199 GPA (läbipaistev faas), 156 GPA, 124 GPA ja 120 GPA.
Artem Joganov ütles meile, milliseid väiteid ta oma töötajatele:
"Esiteks peavad neil olema hea haridus. Teiseks on töötajad. Kui mees on laisk, siis ma ei võta seda tööle ja kui äkki ma võtan selle, siis ta kuritarvitatakse. Mitmed töötajad, kes olid laiskad, inertsed, amorfsed, ma lihtsalt vallandasin. Ja ma arvan, et see on absoluutselt õige ja hea isegi isiku jaoks ise. Sest kui inimene ei ole tema kohas, ei ole ta õnnelik. Ta peab sinna minema, kus ta töötab valgusega koos entusiastidega rõõmuga. Ja see on laboratooriumi jaoks hea ja hea inimene. Ja need poisid, kes tegelikult töötavad ilusti, twinkle, asjaolu, et me maksame hea palka, nad lähevad konverentsile, nad kirjutavad artikleid, mis seejärel lähevad parimate ajakirjade juurde, nad on korras. Sest nad on nende kohas ja kuna laboril on head ressursid, et neid toetada. See tähendab, et poisid ei pea mõtlema omandamisele ellujäämiseks. Nad võivad keskenduda teadusele oma lemmikettevõttele ja nendega edukalt tegeleda. Oleme nüüd ilmunud mõned uued toetused ja see avab võimaluse palgata veel mõned inimesed. Konkurents on pidevalt. Aastaringselt inimesed esitavad rakendusi, muidugi mitte kõik. ". (2016). 4-aminopüridiinkristallide, farmatseutilise kompositsiooni saamise meetod ja ravimeetod ja / või ennetamine selle põhjal. Füüsiline. Chem. Chem. Füüsiline. 18 , 2840–2849;
Me avaldame loeng teksti lugeda professor University of New York, Adlont Professor MSU, auprofessor Guilign University Artem Ohanov 8 September 2012 "avaliku loengute" poliitilise tsükli raames avatud õhu raamat festivalilBookmarket. Kunstipargis "Museon".
"Polyant.ru avaliku loengud" hoitakse toetusega:
Olen väga tänulik selle festivali korraldajatele ja kutsele "polit.ru". See on minu jaoks suur au lugeda seda loengut; Loodan, et ta on teile huvitav.
Loeng on otseselt seotud meie tulevikuga, sest meie tulevik on võimatu ilma uute tehnoloogiateta, meie elukvaliteediga seotud tehnoloogiad, siin on iPad, siin on meie projektor, kõik meie elektroonika, energiasäästutehnoloogiad, tehnoloogiad, mida kasutatakse Puhastage keskkond, tehnoloogiad, mida seda kasutatakse meditsiinis ja nii edasi - Kõik see sõltub uute materjalide täisusest, uued tehnoloogiad nõuavad uusi materjale, unikaalsete, eriomadustega materjale. Ja kuidas neid uusi materjale ei ole võimalik laboratooriumis välja töötada, vaid arvutis läheb lugu.
Loengu nimetatakse: "Uute materjalide arvuti disain: unistus või tegelikkus?". Kui see oli väga unistus, ei ole loeng mõtet. Unenäod on reeglina midagi, mitte tegelikkuse alast. Teisest küljest, kui see oli juba täielikult rakendatud, ei ole loeng mingit mõtet, sest uus liiki metoodika, sealhulgas teoreetiline arvutamine, kui nad on juba täielikult välja töötatud, liiguvad teaduse heakskiidu tööstuse kategoorias Rutiinsed probleemid. Tegelikult on see piirkond täiesti uus: uute materjalide arvuti disain on kusagil kaasatud unistuse vahel - asjaolu, et see on võimatu, mida me unistame vabaajast - ja reaalsusest, see ei ole lõpuni lõpetatud piirkonna lõpuni, mis on praegu välja töötatud ala. Ja see valdkond võimaldab lähitulevikus taanduda traditsioonilisest meetoditest uute materjalide avamise, laboratooriumi avamiseks ja arvuti disaini materjalide avamiseks, oleks see odavam ja kiirem, mitmel moel veelgi usaldusväärsemaks. Aga kuidas seda teha, ma ütlen. See on otseselt seotud prognoosi probleemiga, aine struktuuri prognoosiga, sest aine struktuur määrab selle omadused. Sama aine erinev struktuur, näiteks süsinik, süsinik, määrab superterraldi teemant ja super võib-mõõtmeline grafiit. Käesoleva juhtumi struktuur on kõik. Aine struktuur.
Üldiselt tähistame sel aastal esimese eksperimentide sajandit, mis võimaldas aine struktuuri avada. Väga ammu, iidse aegadega, inimesed esitavad hüpoteesi, et aine koosneb aatomitest. Seda mainimist võib leida näiteks Piiblis erinevates India eepos ja üsna üksikasjalikud viited sellele võib näha demorite ja Lucreta Kara. Ja esimene mainimine, kuidas aine on paigutatud, kuna see aine koosneb nendest diskreetsete osakeste, aatomite hulka kuuluvad Johann Kepleru, suur matemaatika, astronoom ja isegi astroloog - sel ajal ahtroloogia peeti teaduseks, kahjuks. Kepler tõmbas esimesed pildid, milles ta selgitas lumehelbed kuusnurkse kuju ja keerja poolt pakutud jäästruktuuri, kuigi see erineb reaalsusest, paljudes aspektides on see sarnane. Kuid siiski jäi aine aatomi struktuuri hüpotees hüpoteesiks kuni 20. sajandini, kuni sada aastat tagasi ei olnud see hüpotees teaduslikult tõestatud. Ta sai tõestanud oma teaduse, kristallograafia, teaduse suhteliselt uue, mis sündis 17. sajandi keskel, 1669 on kristallograafiateaduse ametlik sünnikuupäev ja lõi oma imelise Taani teadlase Nikolai Wyton. Tegelikult tema nimi oli Niels Szensen, ta oli daan, ladinaalne nimi - Nikolai Wallon. Ta asutas mitte ainult kristallograafia, vaid mitmeid teadusharud ja see sõnastas kristallograafia esimese õiguse. Sellest ajast alates hakkas kristallograafia hüvastijärele trajektooris selle arengut.
Nikolai Stenonil oli ainulaadne elulugu. Ta ei saanud mitte ainult mitmete teaduste asutaja, vaid ka pühakute katoliku kiriku nägu. Kristallograaf oli ka suurim saksa luuletaja Goethe. Ja Goethe kuulub tsitaat, et kristallograafia on ebaproduktiivne, eksisteerib sees ja üldiselt see teadus on täiesti kasutu, ja see ei ole selge, ja see ei ole selge, miks see on vajalik, kuid kui puzzle on väga huvitav, ja selle tõttu meelitab väga arukas inimesed. Nii et rääkis Goethe populaarses vahelejätmise loeng, mida ta luges kusagil tühikäigul rikas Baden Resorters'is. Muide, seal on mineraal, mida nimetatakse Goethe auks, läheb ära. Tuleb öelda, et sel ajal oli kristallograafia tõepoolest üsna kasutu teadus, tõeliselt mõnede matemaatiliste terade ja mõistatuste tasandil. Aga aeg möödas ja 100 aastat tagasi kristallograafia tuli välja kategooriast sellise teaduse ise ja sai teadus äärmiselt kasulik. Sellele eelnes suur tragöödia.
Ma kordan, aine aatomi struktuur jäi hüpoteesiks kuni 1912. aastani. Suur Austria füüsik Ludwig Boltzman ehitas kõik oma teaduslikud argumendid selle hüpoteesi kohta aine aatomi kohta ja seda oli paljud tema vastased tõsiselt kritiseerinud: "Kuidas saate ehitada kõik teie teooriad enne paranenud hüpoteesi?" Ludwig Boltzman selle kriitika mõju all, samuti nõrk tervis, pühendunud 1906. aastal. Ta riputas ennast, olles puhkusel oma perega Itaalias. Ainult 6 aastat hiljem tõestati aine aatomi struktuuri. Nii et kui ta oli veidi rohkem patsient, oleks ta püüdnud üle kogu oma vastaste üle. Kannatlikkus tähendab mõnikord rohkem kui meel, kannatlikkus tähendab rohkem kui isegi geenius. Nii - millised need katsed olid? Neid eksperimente tehti Max von Laupue poolt täpsemalt tema kraadiõppurid. Max von Lillee ise ei teinud selliseid katseid, kuid idee kuulus temale. Idee oli see, et kui aine tegelikult koosneb aatomitest, välja arvatud juhul, kui võidelda, aatomitena ehitati regulaarselt kristallperioodil, siis tuleb täheldada kõrgendatud nähtust. Varsti enne röntgenkiirte avastamist. Füüsika selleks ajaks olid juba hästi aru saanud, et kui kiirguse lainepikkus on võrreldav perioodilisuse pikkusega - objekti iseloomulik pikkus, käesoleval juhul - kristall, siis tuleb täheldada difraktsioonitahtu. See tähendab, et kiirte sõitvad mitte ainult sirgjooneliselt rangelt, vaid ka täiesti rangelt teatud nurka kõrvale kalduda. Seega kristall tuleb jälgida mõned täiesti erilist pilti röntgendifraktsiooni. Leiti, et röntgenkiirguse kiirguse lainepikkus peaks olema sarnane aatomite suurusega, kui aatomid on olemas, tehti aatomite suuruse hinnangud. Seega, kui aine struktuuri aatomi hüpotees on õige, tuleb täheldada kristallide röntgenkiirte difraktsiooni. Mis võiks olla lihtsam kontrollida?
Lihtne idee, lihtne katse, mille jaoks veidi rohkem kui aastas, Laulma Sain Nobeli auhinna füüsika. Ja me võime proovida seda katset veeta. Aga kahjuks on nüüd liiga kerge, nii et see katse saaks kõike jälgida. Aga võib-olla proovime seda ühe tunnistajaga? Kes võiks siia tulla ja proovida seda eksperimenti jälgida?
Vaadake. Siin on laserpointer, me särame temale - ja mis siin juhtub? Meil ei ole röntgenkiirte, vaid optilist laserit. Ja see ei ole kristallide struktuur ja selle kujutis paisunud 10 tuhande korda: kuid lõppude lõpuks on laserkiirguspikkus 10 tuhat korda kõrgem kui röntgenkiirguse lainepikkus ja seega tehakse difraktsioonitingimus uuesti - Lainepikkuse võrreldavus kristallvõre perioodiga. Siin vaatame objekti, kus puudub regulaarne struktuur, vedelik. Siin, Oleg, hoidke seda pilti ja ma paistan laserit, tule lähemale, pilt on väike, sest me ei saa projekti ... Vaata, näete ringi siin, sees - punkt, mis iseloomustab otsest läbipääsu tala. Kuid rõngas on difraktsioon asendatud vedeliku struktuurist. Kui kristall on meie ees, siis pilt on täiesti erinev. Näete, meil on palju kiirte, mis suunab rangelt teatud nurka.
Oleg (vabatahtlik):Ilmselt sellepärast, et rohkem aatomeid ...
Artyom Yoganov: Ei, tänu asjaolule, et aatomid asuvad rangelt teatud viisil, saame jälgida sellist difraktsioonist pilti. See pilt on väga sümmeetriline ja see on oluline. Olgem leida Oleg suurepäraselt läbi viidud katse, mis tooks Nobeli auhinna 100 aastat tagasi.
Järgmine - järgmisel aastal õppis Braggi isa ja poeg difraktsiooni pilte dešifreerida, määravad kristallstruktuurid. Esimesed struktuurid olid väga lihtsad, kuid nüüd tänu viimastele metoodikatele, mille jaoks Nobeli auhind anti 1985. aastal, on juba võimalik eksperimendi põhjal juba väga keerulisi struktuure dešifreerida. Siin on katse, mida I ja Oleg reprodutseeris. Siin on lähtestruktuur, on benseenmolekul ja Oleg täheldas sellist difraktsioonilist pilti. Nüüd, eksperimendi abiga, on võimalik dešifreerida väga keerulisi struktuure, eelkõige kvaasikristallide struktuuri ja kvaasikristallide avamist, seda uut tahke aine olekut eelmisel aastal anti Nobeli keemiapreemia. Kui dünaamiline on see valdkond, millised põhilised avastused viiakse läbi meie sajandil! Konstruktsiooni valkude ja teiste bioloogiliselt aktiivsete molekulide dekodeerib ka röntgenkiirteõppe difraktsiooni, see suur kristallograafiline meetod.
Niisiis, me teame aine erinevaid riike: tellitud kristalliline ja kvaasikristalliline, amorfne (ebakorrektne tahkis olekus), samuti aine vedelate, gaasiliste seisundite ja erinevate polümeeride seisundite. Teades aine struktuuri, saate ennustada paljusid ja paljusid selle omadusi ning suure usaldusväärsusega. Siin on magneesiumsilikaadi struktuur, tüüp Perovskite. Aatomite ligikaudsete positsioonide tundmine, saate ennustada näiteks sellist üsna rasket vara, nagu elastne konstantne - seda vara kirjeldab auaste tensorit, millel on palju komponenti ja seda kompleksi vara, mida saate ennustada eksperimentaalse täpsusega, teades Ainult aatomite asukoht. Ja aine on üsna oluline, see on 40% meie planeedi mahust. See on kõige tavalisem materjal maa peal. Ja nüüd mõista selle aine omadusi, mis eksisteerivad kõrge sügavamal, on võimalik, teades aatomite asukohta.
Tahaksin veidi rääkida sellest, kuidas kinnisvaraomadused on seotud aine struktuuri prognoosimisega, nii et uute materjalide ennustamist ja mida on tehtud selliste meetoditega. Miks jää kergem kui vesi? Me kõik teame, et jäämägi on ujumine ja mitte uputamine, me teame, et jää on alati jõe pinnal ja mitte allosas. Mis viga? Juhtum on struktuuris: kui te vaatate seda jäästruktuuri, siis näete selles suuri kuusnurki tühjeseid ja kui jää hakkab sulama, jäävad veemolekulid nende kuuendate tühjuse tõttu suuremaks kui Jää tihedus. Ja me saame tõestada, kuidas see protsess toimub. Ma näitan sulle lühifilmi, vaata hoolikalt. Sulamine algab pindadega, nii et see tegelikult juhtub, kuid see on arvuti arvutus. Ja näed, kuidas sulavad levib sees ... Molekulid liiguvad ja näete, kuidas need kuusnurkne kanalid on ummistunud ja struktuuri õigsus on kadunud.
Jääl on mitmeid erinevaid vorme ja väga huvitav jäävorm, mis osutab jäästruktuuri tühjuse külaliste molekulide tühjuse. Kuid struktuur ise muutub. Ma räägin nn gaasihüdraatidest või klatraatidest. Näete veemolekulide raam, kus esineb tühimikuid, kus külaliste molekulid või aatomid on olemas. Külalistemolekulid võivad olla metaan - maagaas, võib olla süsinikdioksiid, võib-olla näiteks ksenooni aatom ja iga nende gaasihüdraadi aatom on huvitav lugu. Fakt on see, et metaani hüdraadireservid sisaldavad 2 suurusjärku rohkem kui maagaas kui traditsioonilised gaasiväljakud. Selle tüübi hoiused asuvad reeglina mere riiulil ja permafrosti tsoonides. Probleem on selles, et inimesed ei ole veel õppinud ohutult ja kasumlikult ekstraheerimist gaasi neist. Kui see probleem on lahendatud, inimkond saab unustada energia kriisi, meil on praktiliselt ammendamatu energiaallikas tulevatele sajanditele. Vesiniku süsinikdioksiid on väga huvitav - seda saab kasutada ohutuks süsinikdioksiidi kõrvaldamise meetodina. Sa alla laadida süsinikdioksiidi madala rõhu all jääl ja viska see merepõhjale. See jää on täiesti rahulikult seal on palju tuhandeid aastaid. Xenoni hüdraadi seletus Xenon anesteesia, hüpoteesi, mis 60 aastat tagasi nimetas Grand Crystalochemist Linus Poleingom: Fakt on see, et kui inimene on antud tõsta xenon madala rõhu all, lakkab inimene valu valu. Seda kasutati ja tundub, et see mõnikord kasutatakse kirurgiliste operatsioonide anesteesia jaoks. Miks?
Xenon madala rõhu all moodustub ühendid veemolekulidega, moodustades sama gaasihüdraadid, mis ummistavad elektrilise signaali leviku inimese närvisüsteemi. Ja opereeritud kanga valu signaal lihtsalt ei jõua lihaseid, kuna see on just sellise struktuuriga, ksenoonhüdraadiga. See oli esimene hüpotees, võib-olla tõde on keerulisem, kuid ei ole kahtlust, et tõde on lähedal. Sellistest poorsetest ainetest rääkides on võimatu mitte meenutada mikropoorseid silikaadid, nn tseoliite, mida kasutatakse katalüüsi tööstuses väga laialdaselt, samuti molekulide eraldamiseks õli krakkimisega. Näiteks oktaanandid ja Mesoochea molekulid eraldavad suurepäraselt tseoliidid: see on sama keemiline valem, kuid molekulide struktuur on veidi erinev: üks neist on pikk ja õhuke, teine \u200b\u200bon lühike ja paks. Ja see, kes on õhuke, läbib struktuuri tühimiku ja see, mis on paks, on sõelutud ja seetõttu selliseid aineid, nimetatakse selliseid aineid molekulaarsõelad. Neid molekulaarseid sõelureid kasutatakse vee puhastamiseks, eelkõige vee puhastamiseks, meie kraanasides, see peaks läbima mitme filtri, sealhulgas tseoliitide abil. Seega saate vabaneda saastumisest kõige erinevamate keemiliste saasteainetega. Keemilised saasteained on mõnikord äärmiselt ohtlikud. Lugu teab näiteid mürgitus raskemetallide viinud väga kurb ajaloolised näited.
Elavhõbeda mürgituse ohvrite otsustamine oli Hiina esimene esimene keiser - Qin Shihuandi ja Ivan kohutav ja nn hull mütsi uuriti väga hästi, 18-19 sajandil Inglismaal kogu klassi inimesi töötavad mütsitööstus oli väga varajane neuroloogiline haigus, mida nimetatakse hullu mütsi haiguseks. Nende kõne muutus seotuks, nende tegevus on mõttetu, nende jäsemed olid kontrollimata värisetud ja nad langesid dementsuse ja hullumeelsuse. Nende keha oli pidevalt kontaktis elavhõbedaga, kuna nad leotasid need mütsid elavhõbeda soolade lahendustes, mis langes nende keha ja tabas närvisüsteemi. Ivan Grozny oli väga progresseeruv, hea kuningas 30-aastaselt pärast seda, kui ta oli üleöö muutunud - ja sai hulluks türandiks. Kui tema keha oli välja lülitatud, selgus, et tal oli teravalt deformeerunud luud ja nad sisaldasid elavhõbeda suurt kontsentratsiooni. Fakt on see, et kuningas kannatas tõsise artriidi kujul ja sel ajal töödeldi artriidi elavhõbeda salvidega hõõrudes - see oli ainus abinõu ja võib-olla lihtsalt elavhõbekond selgitab Ivani kummalist hullust kohutavat kummalist hullust. Qin Shihuandi, isik, kes loonud Hiina oma praeguses vormis, reeglid 36 aastat vana ja esimese 12 aasta ta oli nuku oma ema käes, rendib, tema lugu on sarnane ajalooga Hamlet. Ema ja tema väljavalitu tappis oma isa ja siis püüdsid ise vabaneda ja lugu on kohutav. Aga see oli hädavajalik, ta hakkas ise valitsema - ja 12 aastat ta peatas kodusõja Hiina kuningriigi vahel, mis kestis 400 aastat, United Hiina, ta ühendas kaalu, raha, ühendatud Hiina kirjutamise kaalu, ta Ehitanud suur Hiina seina, ehitas ta 6, 5 tuhat kilomeetrit maanteed, mida veel kasutatakse, kanaleid, mida veel kasutatavaid kanaleid ja see on teinud ühe inimese, kuid viimastel aastatel kannatas ta mõningane kummaline maania hullumeelsus. Tema alkeemikud, et teda surematuks andis talle elavhõbeda pillid, uskusid nad, et see muudaks talle surematuks, selle isiku poolt ilmselt eristatav juhusliku tervisega, suri, ei elanud ja kuni 50 aastat ja viimastel aastatel Selle lühikese elu elu oli omroched hullumeelsus. Plii mürgistus, võib-olla tehtud tema ohvrite paljude Rooma keisrid: Roomas seal oli plii veetoru, akvedukti ja on teada, et juhtivam mürgistuse, teatud aju osakonnad on lõigatud, on võimalik näha seda isegi tomograafilistel piltidel, Intelligentsus langeb, IQ kuulub, inimene muutub väga agressiivseks. Plii mürgistus - tänaseni suur probleem paljude linnade ja riikide suur probleem. Sellistest kõrvalistest tagajärgedest vabanemiseks peame keskkonna puhastamiseks välja töötama uusi materjale.
Huvitavad materjalid, mis ei ole täielikult selgitatud, on ülijuhtivad. Ülekandevõime oli avatud ka 100 aastat tagasi. See nähtus on suures osas eksootiline, see oli avatud. Lihtsalt jahutatud elavhõbedavesi vedelas heelium, elektrilise takistuse mõõdeti, selgus, et see langeb sujuvalt nullini ja hiljem selgus, et ülijuhtides suruvad täielikult magnetvälja ja suudavad magnetväljal kokku lennata. Need kaks ülijuhtide omadust kasutatakse kõrgtehnoloogilistes rakendustes üsna laialdaselt. Üleminekut, mis avati 100 aastat tagasi, selgitati, selgitus oli nõutud pool sajandit, see selgitus tõi Nobeli auhinna John Bardini ja tema kolleegid. Aga siis 1980. aastatel juba meie sajandil avati uus tüüpi ülijuhtivus ja parimad ülijuhtivad kuuluvad sellesse klassi - kõrge temperatuuriga ülijuhtides, mis põhinevad vaskil. Huvitav omadus on see, et selline ülijuhtivus pole veel selgitust. Rakendused ülijuhtides palju. Näiteks superjuhtide kasutamine loovad kõige võimsamaid magnetvälju ja seda kasutatakse magnetresonants-pildistamisel. Kihistamine rongide magnetloorell - teine \u200b\u200brakendus ja siin on foto, mida ma isiklikult tegi Shanghai sellise rongiga - kiiruse näitaja 431 kilomeetrit tunnis on nähtav. Superconductors on mõnikord väga eksootilised: juba 30. Orgaanilised ülijuhtivad on teada 30-aastased, st süsinikdioksiidipõhised ülijuhtrid, selgub, isegi teemant saab teha, sisestades selle väikese koguse boori aatomite. Graphiit saab teha ka ülijuhtideks.
Siin on huvitav ajalooline paralleelne paralleelne sellest, kuidas materjalide või nende teadmatuse omadused võivad saada surmavaid tagajärgi. Kaks lugu, mis on väga ilusad, kuid ilmselt on ilmselt ajalooliselt valed, kuid ma ütlen neile ikka veel, sest ilus lugu on mõnikord parem kui tõene lugu. Populaarses teaduse kirjanduses on väga sageli võimalik vastata viiteid sellele, kuidas Tina katku mõju - ja selle valim - hävitas Napoleoni ekspeditsiooni Venemaal ja kapten Scott lõunapoolusele. Fakt on see, et tina temperatuuril 13 kraadi Celsius läbib metallist üleminekut (see on valge tina) halli tina, pooljuhtina, samas kui tihedus langeb järsult - ja tina langeb. Seda nimetatakse "tina katku" - tina lihtsalt kortsub. Ja siin on lugu, et ma ei ole täitnud täielikku selgitust. Napoleon tuleb Venemaale 620 tuhandate armeega, annab vaid mõned suhteliselt väikesed lahingud - ja see on borodiiniga vaid 150 tuhat inimest. 620 tuleb borodiini peaaegu ilma võitluseta 150 tuhat. Borodiinaga umbes 40 tuhat ohvrit, siis Moskva taganemist - ja 5 tuhat inimest jõuavad Pariisisse. Muide ja taganemine oli ka peaaegu ilma võitluseta. Mis toimub? Kuidas 620 tuhat ilma võitluseta sõita kuni 5 tuhat? On ajaloolased, kes väidavad, et nad on süüdi kõigi tina katku eest: vormide sõdurite nupud olid valmistatud tinast, tina purunes niipea, kui külm tuli, - ja sõdurid osutusid vene külmaga tegelikult alasti. Probleem on selles, et nupud olid valmistatud määrdunud tina, mis on pidevalt tina katk.
Väga tihti näete populaarses teadusvaldkonnas, et kapten Scott erinevates versioonides kas ise lennukitega, kus kütusepaagid olid tina sõdjad või konserveeritud toiduained taas kumunud ja ekspeditsioon suri nälja ja külma ekspeditsiooniga. Ma lugesin tegelikult kapten Scott'i päevikuid - ta ei maininud mingeid lennukeid, tal oli aerosaani, kuid ta ei kirjuta ta kütusepaagi kohta ja ta ei kirjuta ka konserveeritud toitu. Nii et need hüpoteesid ilmselt on valed, kuid väga huvitavad ja õpetlikud. Ja pidage meeles, et tina katku mõju igal juhul on kasulik, kui te lähete külma kliima.
Siin on veel üks kogemus ja siis ma pean keeva veega. Teine mõju, mis on seotud materjalide ja nende struktuuriga, mis ei oleks tulnud ühele inimesele, - vormide mõju avatuks ka juhuslikult. Selles illustratsioonis näete, et minu kolleegid tegid selle traadist kaks tähte: t u, tehniline ülikool, nad on seda vormi kõrgetel temperatuuridel kõvastunud. Kui tellite mõnda vormi kõrgetel temperatuuridel, mäletab materjal seda vormi. Võite teha südame, näiteks, et anda kullake ja öelda: See süda mäletab minu tundeid igavesti ... Siis seda vormi saab hävitada, kuid niipea, kui sa annad seda kuuma veega, on vorm taastatud, see näeb välja nagu maagia. Te olete just selle vormi murdnud, kuid pani kuuma vette - vorm taastatakse. Ja see kõik on tingitud väga huvitavast ja üsna õhukesest struktuursest ümberkujundamisest, mis tekib selles materjalis 60 kraadi Celsiuse temperatuuril, mistõttu nad vajavad meie kogemuses sooja vett. Ja sama ümberkujundamine toimub nii terasest kui ka terasest, mis tekib liiga aeglaselt - ja vormiefekti mälu ei esine. Kujutage ette, kui teras näitas ka sellist mõju, elame täiesti erinevas maailmas. Vormi vormi mõju leiab palju rakendusi: hambaklaasid, südame shuntsid, mootori osad lennukites, et vähendada müra, gaasijuhtmete ja naftatorude naelu. Ja nüüd ma vajan teist vabatahtlikku ... palun mis on teie nimi? Vika? Me vajame selle traadiga Wiki abi, see on traatmälu traat. Sama sulami nitinol, nikli ja titaani sulam. See traat oli karastatud sirge traadi kujul ja see mäletab seda vormi igavesti. Vika, võtke selle traadi tükk ja tema igasugune väljatõrjumisviis, tehke see nii, et see oleks võimalik kaudne, ainult sõlmed ei sidu: sõlme ei tõsta. Ja nüüd nad pokistavad teda keevas vees ja traat mäletab seda vormi ... Noh, kuidas, sirgendatud? Seda toimet võib täheldada igavesti, ma ilmselt nägin teda tuhat korda, kuid iga kord, laps, ma vaatan ja imetlen, mida ilus mõju. Ronime Vika. Oleks tore, kui me saame selliseid materjale arvutisse ennustada.
Kuid materjalide optilised omadused, mis on samuti täiesti notonrivial. Selgub, paljud materjalid, peaaegu kõik kristallid, jagada valguskiire kahele talale, mis sõita erinevates suundades ja erinevatel kiirustel. Selle tulemusena, kui te vaatate läbi kristalli mõnede pealkirja, siis pealkirja alati natuke. Aga reeglina, eristamatu meie silma jaoks. Sore kristallides on see efekt nii tugev, et saate tõesti näha kahte kirjet.
Küsimus saalist:Kas sa ütlesid - erinevatel kiirustel?
Artem Oganov:Jah, valguse kiirus on konstantne ainult vaakumis. Kondenseeritud meedias on see madalam. Seejärel oleme harjunud mõtlema, et igal materjalil on määratletud värv. Ruby - punane, safiir - sinine, kuid selgub, et värv võib sõltuda ka suunas. Üldiselt on kristalli üks peamisi omadusi anisotroopia - vara omaduste sõltuvus. Selles suunas ja selles suunas omadused varieeruvad. Siin on mineraalne cordieriit, mis erinevates suundades muutub värvusest pruunikas-kollane kuni sinine, see on sama kristall. Kas keegi usub mind? Ma tõin spetsiaalse cordierite kristalli, palun ... Vaata, mis värvi?
Küsimus saalist:Tundub valge, aga nii ...
Artem Oganov:Mõnest valgusest, nagu valge, violetne, pöörlete lihtsalt kristalli. Tegelikult on Islandi legend selle kohta, kuidas viikingid avas Ameerikasse. Ja paljud ajaloolased näevad selles legendis selle mõju kasutamist. Kui viikingid kaotasid Atlandi ookeani keskel, võttis nende Konung välja teatud päikesekivi ja hämaras valguses õnnestus läände suunda määrata ja nii nad kõndisid Ameerikasse. Mis on päikesekivi, keegi ei tea, kuid paljud ajaloolased usuvad, et päikesepaisteline kivi on see, et Vika hoiab oma käes, Cordieriit, Muide, Cordierit asub Norra rannikust ja selle kristallide abil võib tõesti navigeerida Twilight valguses õhtul valgus, samuti polaarse laiuskraadis. Ja see mõju kasutas USA õhujõudude poolt kuni 50-ndateni, kui selle asendamiseks tuli rohkem arenenud viise. Aga veel üks huvitav efekt - Alexandrite, kui kellelgi on soov, tõin i kristallide sünteetilise Alexandriit ja selle värvimuutused sõltuvalt valgusallikast: päev ja elektriline. Ja lõpuks teine \u200b\u200bhuvitav mõju, mis paljud sajandeid ei saa aru teadlaste ja kunsti ajaloolased. Likurgi kauss on objekt, mis tehti Rooma käsitööliste poolt rohkem kui 2 tuhat aastat tagasi. Hajutatud valguses on selle kausi roheline värvus ja möödudes punane. Ja see oli võimalik võtta seda sõna otseses mõttes paar aastat tagasi. Selgus, et kaussi ei valmistatud puhast klaasist, kuid sisaldab kulla nanoosakesi, mis loovad selle efekti. Nüüd me mõistame värvi olemust - värv on seotud teatud absorptsioonivahemikiga, millel on aine elektrooniline struktuur ja see omakorda on ühendatud aine aatomi struktuuriga.
Küsimus saalist:Mõiste "peegeldunud" ja "läbimine" saab selgitada?
Artem Oganov:Saab! Muide, märgin, et need väga imendumise spektrid määratakse kindlaks, miks Cordieriit on erinevates suundades erinev. Fakt on see, et struktuur ise on kristall - eriti, Cordieriit - tundub erinev erinevates suundades ja valgus nendes suundades imendub erinevalt.
Mis on valge valgus? See on kogu spektri punane violetne ja kui valgus läbib kristalli, osa sellest vahemikust imendub. Näiteks kristall võib absorbeerida sinine ja mis juhtub tulemusena, näete selle tabeli. Kui te neelate sinise kiirguse, siis väljundis teil on oranž värv, mis on, kui sa näed midagi oranži, sa tead, et see aine neelab sinise vahemikus. Hajutatud tuli on siis, kui teil on lauale sama Licharge Bowli, lauale langeb ja mõned selle valguse hajuvad ja langevad teie silmadesse. Valguse hajutamine Obeys täiesti erinevad seadused ja eelkõige sõltub objekti teraviljast. Tänu kerge sinise taeva hajutamisele. Rayleighi hajumise seadus on seadusega, millega saate neid värve selgitada.
Ma näitasin teile, kuidas omadused struktuuriga seostatakse. Ja kuidas ma saan ennustada kristalli struktuuri, vaatame lühidalt nüüd. Niisiis, ülesanne prognoosida kristallstruktuure alles hiljuti peeti lahendamata. See ülesanne ise sõnastatakse järgmiselt: Kuidas leida aatomite asukohta, mis annab maksimaalse stabiilsuse - see tähendab, et madalaim energia? Kuidas seda teha? Loomulikult saate läbi vaadata kõik võimalused aatomite asukoha kohta kosmoses, kuid selgub, et sellised võimalused on nii palju, et teil ei ole piisavalt elu, et minna tegelikult isegi üsna lihtsate süsteemide jaoks, Oletame, 20 aatomiga, siis on vaja rohkem kui aja elu universumi minna läbi kõik need võimalikud kombinatsioonid arvuti. Seetõttu arvati, et see ülesanne on reserveerimata. Sellegipoolest lahendati see ülesanne ja mitmed meetodid ja kõige tõhusam meetod, kuigi seda võib minu fraktsioon välja töötada. Meetodit nimetatakse "eduks", "USPEX", evolutsioonilise meetodi, evolutsioonilise algoritmi, mille olemus ma püüan teile nüüd selgitada. Ülesanne on võrdne ülemaailmse maksimummäära leidmisega mitmemõõtmelisel pinnal - lihtsuse jaoks kaaluge kahemõõtmelist pinda, maapinda, kus peate leidma kõrgeima mäe, ilma kaartideta. Olgem sõnastada selle sõnastatud see on minu Austraalia kolleegi Richard Clegg - ta on Austraalia, ta armastab Kangaroo ja sõnastuses Kangaroo, piisavalt mitte-intellektuaalsete loomadega, peate määrama maapinna kõrgeima punkti. Kangaroo mõistab ainult lihtsaid juhiseid - mine üles, mine alla. Evolutsioonialgoritmis viskame maandumisskangaroo maha juhuslikult, planeedi erinevates punktides ja annavad neile igale juhistele: tõmmake lähima mäe tippu. Ja nad lähevad. Kui need Kangaroo jõuavad sparrow mägede, näiteks ja kui tegemist on elbrus ja need, kes ei ole tulnud, on nihkunud, tulistada. Jahimees tuleb, peaaegu ütles kunstnik, jahimees saabub ja laseb ja need, kes elasid, saavad õiguse korrutada. Ja tänu sellele on võimalik välja tuua kõige lootustandvamaid valdkondi otsinguruumi. Ja samm-sammult, pildistades rohkem ja kõrgemat Kangaroo, suunate Kangaroo populatsiooni ülemaailmsele maksimaalsele. Kangaroo toodab rohkem ja edukamaid järglasi, jahimehed tulistavad üha suurema ronimise känguru ja seega saate lihtsalt seda populatsiooni juhtida.
Ja see on evolutsiooniliste meetodite olemus. Lihtsuse jaoks vähendan ma tehnilisi üksikasju, kuna seda täpselt rakendati. Ja siin on veel üks kahemõõtmeline selle meetodi rakendamine, on energiapind, peame leidma väga sinise punkti, meie originaal, juhuslikud struktuurid on need rasvapunktid. Arvutus kohe mõistab, milline neist on halb, siin punasetes ja kollastel aladel, mis neist on kõige paljutõotavam: sinise, roheka valdkondades. Ja samm-sammult testimise tihedus Kõige paljulubavamad alad kasvavad, kuni leiame kõige kohandatud kõige rohkem stabiilsema struktuuri. Struktuuride ennustamiseks on erinevad meetodid - juhusliku otsimise meetodid, kunstlik anniilimine jne, kuid kõige võimsam meetod oli see evolutsiooniline.
Kõige raskem asi on, kuidas toota järeltulijaid vanemate arvutis. Kuidas võtta kaks vanemat struktuure ja teha nende lapse? Tegelikult saate teha lapsi mitte ainult kahest vanemast arvutist, me katsetasime, me proovisime kolmest ja neljast. Aga nagu selgub, ei too see kaasa midagi head, nagu elus. Laps on parem, kui kaks vanemat. Ka üks vanem, ka muide, töötab, kaks vanemat on optimaalne ja kolm või neli ei tööta enam. Evolutsioonilisel meetodil on mitmeid huvitavaid funktsioone, mis muide, bioloogilise arenguga võrreldes. Me näeme, kuidas ei sobi, juhuslikud struktuurid, millest me alustame arvutuse arvutamisel, on arvutuse ajal väga tellitud lahendused. Me näeme, et arvutused on kõige tõhusamad, kui struktuuride elanikkond on kõige mitmekesisem. Kõige stabiilsemad ja kõige ellujäänud populatsioonid on mitmekesisuse populatsioon. Näiteks, mida mulle meeldib Venemaa, on asjaolu, et Venemaal - 150 rohkem kui rahvaste. On Blond, seal on tumedad juuksed, seal on igasuguseid kaukaasia kodakondsust seisab nagu mina, ja kõik see annab Venemaa elanikkonna stabiilsusele ja tulevikule. Tuleviku monotoonne populatsioonid ei ole. Seda võib näha epolutsioonide arvutustest äärmiselt selge.
Kas me saame ennustada, et stabiilne süsiniku vorm atmosfäärirõhku on grafiit? Jah. See arvutus on väga kiire. Aga lisaks grafiidi, toodame mõningaid huvitavaid veidi vähem stabiilseid lahendusi samas arvutuses. Ja need otsused võivad olla ka huvitavad. Kui tõstame survet - grafiit on juba ebastabiilne. Ja stabiilne teemant ja me leiame ka seda väga lihtsalt. Vaadake, kuidas ebakorrapäraseid esialgseid struktuure, arvutamisel kiiresti toodab teemant. Kuid enne teemandi leidmist toodetakse mitmeid huvitavaid struktuure. Näiteks see struktuur on. Kuigi teemandil on kuusnurkne tsüklid, on nähtavad 5 ja 7 söe rõngad. See struktuur on stabiilsuse teemant vaid veidi halvem ja alguses arvasime, et see oli uudishimulik ja siis selgus, et see on uus, reaalse elu kujul, mis oli meie ja meie kolleegide hiljuti installitud. See arvutus tehti 1 miljoni atmosfääris. Kui me vajutame kuni 20 miljonit atmosfääri, lõpetab teemant stabiilne. Ja teemandi asemel on väga kummaline struktuur stabiilne, mille stabiilsus on sellises surve süsiniku stabiilsuse kohta juba palju aastakümneid juba aegunud ja meie arvutus kinnitab seda.
Palju seda, mida tehti nii USA-s kui ka meie kolleegid selle meetodiga, teie ees on väike valik erinevaid avastusi. Lubage mul ainult mulle mõned neist rääkida.
Selle meetodiga saate asendada arvuti materjalide laboratoorse avamise. Materjalide laboratoorses avamisel oli ületamatu meister Edison, kes ütles: "Ma ei kannata 10 tuhande ebaõnnestumist, leidsin ainult 10 tuhat viisi, mis ei tööta." See ütleb teile, kui palju katseid vajavad, ebaõnnestunud katsed pühenduda enne selle meetodi tegeliku avastamise tegemist ja arvuti disaini abil saate otsida edu 1 katse 1, 100-st 100-st, 10 tuhat 10-st Tuhat, see on meie eesmärk on asendada EDISON meetod midagi palju tootlikumat.
Me saame nüüd optimeerida mitte ainult energiat, vaid ka mis tahes vara. Lihtsaim vara on tihedus ja kõige tihedam materjal tuntud teemantist on ikka veel. Almaz salvestab üldiselt omaniku mitmel viisil. Diamond kuupmeetri sentimeetri sisaldab rohkem aatomeid kui kuupmeetri mis tahes muu ainega. Almazi riistvara rekord omanik ja see on ka kõige vähem kokkusurutav aine teadaolevatest. Kas need kirjed on võimalik võita? Nüüd saame küsida seda küsimust arvutile ja arvuti vastab. Ja vastus on jah, saate mõned neist dokumentidest võita. Selgus, et teemandi tihedusele üsna kergesti löögi tihedusele on tihedamad süsinikuvormid, mis on kõlblikud, kuid ei ole veel sünteesimata. Need süsinikuvormid võita teemant mitte ainult tihedusega, vaid ka optiliste omaduste abil. Neil on kõrgemad murdumisnäitajad ja valguse hajutamine - mida see tähendab? Diamondi murdumisnäitaja annab teemandi selle ületamatut sära ja valguse sisemine peegeldus - ja valguse dispersioon tähendab, et valge valgus jagatakse spektrile punasest violetsele isegi rohkem kui teemant. Siin, muide, materjali, mis sageli asendab teemant ehtetööstuses on kuupmeetri tsirkooniumi dioksiid, Fianit. See ületab teemant valguse dispersiooni, kuid kahjuks on halvem kui sära teemant. Ja uued süsinikuvormid võita teemandi mõlemale näitajale. Aga kõvadusega? Kuni 2003. aastani arvati, et kõvadus on vara, mida inimesed kunagi ei õpi ennustada ja oodata, 2003. aastal on kõik muutunud Hiina teadlaste tööga ja sel suvel külastasin ma Yanka ülikooli Hiinas, kus ma sain teise astme Aukonsul professor, ja seal käisin selle teooria asutaja. See teooria suutsime arendada.
Siin on tabel, mis näitab, kuidas kõvaduse hinnangulised määratlused on katsega kooskõlas. Enamiku tavalisemate ainete puhul on nõusolek suurepärane, kuid grafiidi jaoks ennustas mudel, et see peaks olema super huumus, mis on ilmselgelt vale. Meil õnnestus mõista ja kõrvaldada selle vea. Ja nüüd, abiga selle mudeli me usaldusväärselt ennustama kõvadust tahes ainete ja saame määrata järgmise küsimuse arvuti: Milline aine on kõige raskem? Kas on võimalik ületada kõvaduse teemant? Inimesed mõtlesid seda palju paar aastakümmet. Niisiis, mis on süsiniku kindla struktuur? Vastus heidutas: Diamond, ja seal ei saa olla midagi enamat tahket süsiniku. Kuid saate teemandi lähedal asuvate süsinikustruktuure leida. Diamond kõvaduse lähedal on süsinikkonstruktsioonid, millel on tõesti õigus eksisteerida. Ja üks neist on see, mida ma näitasin teile enne, 5- ja 7-liikmelised kanalid. Dubrovinsky 2001. aastal tehti ettepanek kirjanduses ultraceaal aine - titaandioksiidi, arvatakse, et ta oli teemant kahtlemata halvem, kuid kahtlusi oli kahtlusi. Katse oli üsna vastuoluline. Peaaegu kõik selle töö eksperimentaalsed mõõtmised olid varem või hiljem ümber lükkas: kõvadus võtta oli väga raske proovide väikese suuruse tõttu väga raske. Kuid arvutus näitas, et katses mõõdeti ka kõvadust ja titaandioksiidi tegelik kõvadus on umbes 3 korda väiksem kui katsetajad. Nii et selliste arvutustega saate isegi otsustada, milline katse on usaldusväärne, mis ei ole, nii et need arvutused on nüüd saavutanud suure täpsusega.
Teine lugu, mida tahaksin teile öelda, on ühendatud süsinikuga - see kehtib eriti kiiresti viimase 6 aasta jooksul. Aga ta algas 50 aastat tagasi, kui selline katse viidi läbi Ameerika teadlased: nad võtsid grafiidi ja pidis selle rõhu umbes 150-200 tuhande atmosfäär. Kui grafiit on kokkusurutud kõrgetel temperatuuridel, peab see minema teemantile, kõige stabiilsem süsiniku kuju kõrge surve on täpselt nii teemant ja sünteesida. Kui te seda eksperimenti toatemperatuuril, siis teemant ei saa moodustada. Miks? Kuna ümberkorraldamine struktuuri, mis on vajalik ümberkujundada grafiidi teemant, tahked ained on suur, liiga erinevalt nendest struktuuridest ja energia barjääri liiga suur ületada. Ja teemandi moodustamise asemel jälgime teatud muu struktuuri, mitte kõige stabiilsemat struktuuri moodustamist, vaid seda kõige vähem kõrget hariduse barjääri. Pakkusime sellist struktuuri - ja nimetas seda m-süsinikuks, see on kõige struktuur 5- ja 7-liikmeliste rõngastega; Minu armeenia sõbrad kutsuvad teda nalja "Mugleod-Schmugarodi". Selgus, et see struktuur kirjeldab täielikult 50 aastat tagasi kogemuste tulemusi ja kogemusi korrati mitu korda. Kogemus, Muide, on väga ilus - pigistamine toatemperatuuril grafiit (must, pehme läbipaistmatu semimetal), surve all, teadlased said läbipaistva super-kõrge mittemetalli: täiesti fantastiline ümberkujundamine! Kuid see ei ole teemant, selle omadused ei ole teemantiga kooskõlas ja meie hüpoteetiline, siis kirjeldas struktuuri täielikult selle aine omadusi. Me olime kohutavalt rõõmus, kirjutanud artikli ja avaldas selle prestiižse ajakirjas füüsilise ülevaatuse kirjad ja magas sujuv aasta lauuridel. Aasta hiljem leidsid Ameerika ja Jaapani teadlased uue struktuuri, mis on temast täiesti erinev, 4- ja 8-liikmelise rõngaga. See struktuur on meie, kuid peaaegu samuti kirjeldab eksperimentaalseid andmeid. Probleem on selles, et eksperimentaalsed andmed olid väikesed loa ja paljud teised struktuurid olid nende jaoks sobivad. Veel kuue kuu jooksul, Hiina kutsus W-süsinikku nimel ja W-süsinik selgitas ka eksperimentaalseid andmeid. Varsti sai lugu groteskseks - uued Hiina rühmad liitusid ja Hiina armastus toota ja nad leidsid umbes 40 struktuuri ja nad kõik sobivad eksperimentaalsetele andmetele: p-, q-, r-, s-süsinik -karbon, x -, y-, z-süsinik, M10-süsinik on tuntud, X'-süsinik ja nii edasi - juba tähestik ei piisa. Nii et kes on õige? Üldiselt oli meie m-süsiniku õiguste õigused kõigepealt täpselt sama paljud teised.
Saali replica:Hästi.
Artem Oganov:See ei juhtu ka! Fakt on see, et loodus valib alati äärmuslikke lahendusi. Mitte ainult inimesed äärmuslased, vaid ka milline on ka äärmuslane. Kõrgetel temperatuuridel valib loodus kõige stabiilsem seisund, sest kõrgetel temperatuuridel saate minna läbi mis tahes energia barjääri ja madalatel temperatuuridel valib loodus väikseima barjääri ja ainult üks võib olla võitja siin. Meister võib olla ainult üks - aga kes täpselt? Kõrge eraldusvõimega katset on võimalik läbi viia, kuid inimesed proovisid 50 aastat vana ja keegi ei õnnestu, kõik tulemused olid madala kvaliteediga. Te saate arvutuse teostada. Ja arvutamisel oleks võimalik kaaluda aktiveerimisrõkkeid kõigi nende 40 struktuuri moodustamisele. Aga esiteks, Hiina ikka templite uusi ja uusi struktuure, ja ükskõik kui palju sa proovinud, mis tahes võrdne mis tahes hiina, kes ütlevad: ja mul on veel üks struktuur ja te võtate need kuni elu lõpuni. Aktiveerimisrõkked kuni olete saadetud hästi teenitud puhkusele. See on esimene keerukus. Teine raskus on kaaluda aktiveerimisrõkked väga ja väga raske tahketes transformatsioonides, see on ülesanne, mis on äärmiselt mittetriviaalne, vajate spetsiaalseid meetodeid ja võimsaid arvuteid. Fakt on see, et need transformatsioonid ei esine kogu kristallis, vaid väikese fragmendi alguses - embrüo ja siis levib see kaugemale. Ja mudel See idu on äärmiselt raske ülesanne. Kuid leidsime selle meetodi, meetod, mis töötati välja Austria ja Ameerika teadlaste ees ning kohandasid selle meie ülesannetele. Meil õnnestus muuta seda meetodit nii, et saaksime selle ülesande lahendada üks kord ja kõik. Me seame ülesande järgmiselt: kui alustate grafiidiga, jäigalt määratletud algseisund ja lõplik riik on määratletud ebamäärane - mis tahes tetraeedriline, SP3-hübridiseeritud süsinikuvorm (nimelt me \u200b\u200bootame surve all), siis millised takistused on minimaalsed ? See meetod teab, kuidas tõkkeid arvestada ja leida minimaalne tõke, kuid kui me määrame lõpliku seisundi erinevate struktuuride ansamblile - siis saame probleemi täielikult lahendada. Alustasime graafiku ümberkujundamise arvutamist - teemantide ümberkujundamise arvutamist kui "seemne", me teame, et seda transformatsiooni ei täheldatud katse ajal, kuid me olime huvitatud - mis muudab selle ümberkujundamise arvutuse. Ootasime veidi (tegelikult, see arvutus võttis superkonverteerimisele kuus kuud kuus kuud) - ja teemandi asemel välja andnud arvutus M-Carbon.
Üldiselt pean ütlema, mul on äärmiselt õnnelik inimene, mul oli võimalus võita 1/40, sest seal oli umbes 40 struktuuri, millel oli võrdne võimalus võita, kuid loteriipileti jälle välja tõmbasin. Meie m-süsinik võitis, oleme avaldanud meie tulemused prestiižses uues ajakirjanduses Teaduslikes aruannetes - see on uus loodusrühma ajakiri ja kuu pärast meie teoreetiliste tulemuste avaldamist esmakordselt kõrge eraldusvõimega katse tulemusi 50 aasta jooksul. Yale'i ülikooli teadlased tegid kõrge resolutsiooniga ja kontrollisid kõiki neid struktuure ning selgus, et ainult M-süsinik vastab kõigile eksperimentaalsetele andmetele. Ja nüüd süsinikuvormide loendis on veel üks eksperimentaalselt ja teoreetiliselt paigaldatud süsiniku aptroopia, m-süsinik.
Mainin teist alkeemilist ümberkujundamist. Surve all on oodata, et kõik ained muutuvad metallist, varem või hiljem muutuvad mis tahes aine metallist. Ja mis juhtub algselt juba metallist ainega? Näiteks naatrium. Naatrium ei ole ainult metall üldse, vaid hämmastav metall, mis kirjeldab tasuta elektronide mudeli, st see on hea metalli maksimaalne juhtum. Mis juhtub, kui naatriumi loovutamine? Tuleb välja, et naatriumi lakkab olema hea metallist - naatriumi alguses muutub ühemõõtmeliseks metalliks, st elektrienergia viiakse läbi ainult ühes suunas. Kõrgema rõhu ajal ennustasime, et naatriumi kaotab metalli üldiselt ja muutuvad punakas läbipaistva dielektriliseks ja kui rõhk on veelgi suurem, muutub see värvituks, nagu pilk. Nii - te võtate hõbemetalli, pigistage see - kõigepealt muutub halvaks metallist, mustaks, nagu kivisüsi, mõistke rohkem - see muutub punakas läbipaistev kristall, väljapoole meenutav rubiini ja siis muutub see valgeks, nagu Steklyushko. Me ennustasime selle ja looduse ajakirja, kus me selle saatsime, keeldus selle avaldamisest. Toimetaja on teksti mitu päeva tagastanud ja ütles: Me ei usu, liiga eksootiline. Leidsime eksperimenteerija, Mihhail Eramtsz, kes oli valmis seda ennustust kontrollima - ja see on tulemus. Mis rõhul 110 gigapesaskulaarne, see on 1,1 miljonit atmosfääri, see on ikka hõbemetall, 1,5 miljonit atmosfääride - see on must kui söe halb metall. 2 miljoni atmosfääriga - see on läbipaistev punakas mittemetall. Ja juba selle katsega avaldasime meie tulemused väga kergesti. See tähendab, et aine üsna eksootiline seisund, sest elektronid ei ole enam ruumis (nii metallides) ja ei ole lokaliseeritud aatomite või sidemetega (nagu ioon- ja kovalentsetes ainetes) - Valence elektronid, mida naatrium Varastatud metallist, mis on kinnitatud tühimike ruumides, kus aatomeid ei ole, ja nad on väga palju lokaliseeritud. Sellist ainet võib nimetada elektriks, st Sool, kus negatiivselt laetud ioonide, anioonide roll ei täida aatomeid (ütleme, fluor, kloori, hapnikku) ja elektronide tiheduse kobarad ja meie naatriumi vorm on kõige lihtsam ja elavam näide elektrienergiast hästi tuntud .
Võite kasutada selliseid arvutusi ja mõistmiseks aine maa ja planeetide aluspinnase. Me õpime seismoloogiliste andmete kohaselt maise aluspinnase olukorrast peamiselt kaudsete andmete kohta. Me teame, et on olemas metalliline, mis koosneb peamiselt rauast, maa südamikust ja mittemetallist, mis koosneb magneesiummelaadist, kestast, nimega mantli ja pinnale - õhukese kooriku, mis me elame, Ja mida me teame just väga ok. Ja maa siseküljed ei ole meile peaaegu üldse teada. Otsese katsetamise saame uurida ainult maa pinda. Kõige sügavam süvend on Kola ultrawow, selle sügavus on 12,3 kilomeetrit, puuritud NSVLis, keegi ei saa paremini saada. Ameeriklased püüdnud ronida, murdis selle projekti ja peatas selle. NSV Liidul oli tohutuid summasid, Dober kuni 12 kilomeetrit, siis ümberkorraldamise juhtus ja projekt külmutati. Kuid maa raadius on 500 korda rohkem ja isegi Kola ultra-sügav hästi puuritud ainult planeedi pind. Kuid maa sügavamal olev aine määratleb Maa laci: maavärin, vulkaanism, kontinent triiv. Magnetvälja moodustub Maa kernelis, mida me ei jõua meile kunagi. Maa sulanud välise tuuma konvektsioon ja vastutab Maa magnetvälja moodustamise eest. Muide, Maa sisemine tuum on tahke ja välimine - sulatatud, see on nagu šokolaadi kommid sulatatud šokolaadiga ja pähklite sees - nii et võite ette kujutada maa südamikku. Maa tahke mantli konvektsioon - väga aeglane, selle kiirus on umbes 1 sentimeetri aastas; Rohkem kuuma ojad tõusevad, lahedamad - alla ja see on maa-mantli konvektiivne liikumine ja vastutustundlikult kontinentide, vulkaansuse, maavärina.
Oluline küsimus - mis on temperatuur maa keskel? Me teame survet seismoloogiliste mudelite ja temperatuuri ei anna neid mudeleid. Temperatuur määratakse järgmiselt: Me teame, et sisemine südamik on tahke, väline kernel on vedelik ja et südamik koosneb rauast. Seega, kui teate selle sügavuse sulamistemperatuuri raua sulamispunkti, siis te teate selle sügavuse kerneli temperatuuri. Eksperimendid viidi läbi, kuid nad andsid 2 tuhande kraadi ebakindlust ja arvutused tehti ning arvutused pani selle küsimuse punkti. Raud sulamistemperatuur sisemise ja välise kerneli piiril oli umbes 6,4 tuhat kraadi Kelvini. Aga kui geofüüsika sellest tulenevalt õppis, selgus, et see temperatuur on liiga suur, et korralikult paljundada magnetvälja omadusi - see temperatuur on liiga kõrge. Ja siin meenutasid füüsikud, et tegelikult kernel ei ole puhas raud, vaid sisaldab erinevaid lisandeid. Mida me ikka ei tea täpselt, vaid kandidaatide seas - hapnik, räni, väävli, süsiniku, vesiniku. Erinevate lisandite eraldamine, nende mõju võrdlemisel oli võimalik mõista, et sulamistemperatuuri tuleks vähendada umbes 800 kraadi võrra. 5600 kraadi kelvin - selline temperatuur maa sisemise ja välise tuuma piiril ja see hinnang on praegu üldtunnustatud. See mõju vähendades lisandite temperatuuri, sulamistemperatuuri vähenemise, hästi tuntud, tänu sellele toimele, meie kingad kannatavad talvel - tee langes välja, et vähendada lume sulamispunkti ja tänu sellele, raske Snow liigub vedelasse olekusse ja meie kingad kannatavad selle soolase vee all.
Kuid võib-olla on sama nähtuse kõige tugevam näide puidust sulam, mis koosneb neljast metallist, on vismut, plii, tina ja kaadmium, millest igaühel metallil on suhteliselt kõrge sulamispunkt, kuid mõju Sulamispunkti vastastikune vähenemine toimib nii palju, et puitsulami sulab keeva veega. Kes tahab seda kogemust teha? Muide, see valim sulamist puidust ostsin Jerevanis mustal turul, mis tõenäoliselt annab sellele kogemusele täiendava maitse.
Leite keeva veega ja ma hoian puidust sulamist ja näed, kuidas puitsulami tilgad langevad klaasi.
DROPS FALL - Kõik on piisav. See sulab kuuma vee temperatuuril.
Ja see toime esineb Maa kernelis, selle tõttu väheneb raua sulami sulamistemperatuur. Aga nüüd on järgmine küsimus: kuid ikka kernel koosneb? Me teame, et on palju rauda ja seal on mõned valguse elemendid lisandid, meil on 5 kandidaati. Me alustasime kõige vähem tõenäolisi kandidaate - süsiniku ja vesiniku peeti järgnevateks. Pean ütlema, et alles hiljuti, vähesed inimesed pöörasid tähelepanu nendele kandidaatidele, keda mõlemad peeti ebatõenäoliseks. Me otsustasime selle kontrollida. Moskva State University töötajaga otsustasime Zulfia Bazhanova, me otsustasime selle juhtumi alustada, prognoosida stabiilseid struktuure ja stabiilseid karbiide ja rauahüdriide maa tuuma tingimustes. Me tegime seda ka räni, kus ei avastatud erilisi üllatusi - ja süsiniku puhul selgus, et need ühendid, mida peetakse paljude aastakümnete jaoks vastupidavaks, tegelikult tuuma rõhul tuua välja ebastabiilne. Ja selgub, et süsinik on väga hea kandidaat, tegelikult üksi ainult süsiniku saab seletada palju omadusi Maa sisemise tuuma omadusi täiuslik, vastupidi eelmistele töödele. Vesinik osutus üsna kehva kandidaadiks, üksi vesinikuga ei saa seletada maa tuuma vara. Vesinik võib esineda väikestes kogustes, kuid ta ei saa olla peamine element-lisand Maa kernelis. Hüdriidi hüdriidi hüdriidi hüdriide hüdriidi hüdriidi hüdriidi hüdriidi hüdriidi hüdriidi hüdriidi - selgus - selgus, et on jätkusuutlik ühendus valemiga, mis on vastuolus kooli keemiaga. Normaalne hüdriidihüdriidi valemite keemik kirjutab FEH 2 ja Feh 3, üldiselt, üldjuhul on surve all veel Feh ja nad on tulnud selle vastu - aga asjaolu, et FEH 4 võib esineda surve all, on muutunud tõeliseks üllatuseks . Kui meie lapsed koolis kirjutavad FEH 4 valemile, tagavad, et nad saavad kaks korda keemia, tõenäoliselt isegi veerandi. Kuid selgub, et surve all rikutakse keemiareegleid - ja sellised eksootilised ühendid tekivad. Aga nagu ma ütlesin, on näärmehüdriide Maa siseruumides olulised, on ebatõenäoline, et vesinik on olemas seal märkimisväärses koguses, kuid süsinik on tõenäoliselt kohal.
Ja lõpuks, viimane illustratsioon Maa mantli kohta või pigem põhiseadme ja mantli piiri umbes nn kiht D ", millel on väga kummalised omadused. Üks omadused olid seismiliste lainete paljundamise anisotroopia, helilained: vertikaalses suunas ja kiiruse horisontaalsuunas erinevad oluliselt. Miks see nii on? Pikka aega ei saanud ma aru. Selgub, et uus magneesiumsilikaadi struktuur moodustub maa tuuma piiril ja maa mantli piiril. Meil õnnestus mõista seda 8 aastat tagasi. Samal ajal oleme me ja meie Jaapani kolleegid avaldanud 2 teoseid teaduses ja looduses, mis tõestas selle uue struktuuri olemasolu. Seda saab näha kohe, et see struktuur tundub erinevates suundades täiesti erinev ja selle omadused peaksid erinema erinevates suundades erinevad ja elastsed omadused, mis vastutavad helilainete jaotamise eest. Selle struktuuri abil õnnestus kõik need füüsilised kõrvalekaldeid paljude aastate jooksul selgitada ja probleeme lahendada. See oli võimalik isegi teha mitmeid ennustusi.
Eelkõige väiksemate planeetide, näiteks elavhõbeda ja Marsi puhul ei ole sellist kihti d ". Selle struktuuri stabiliseerimiseks ei ole piisavalt survet. Samuti oli võimalik ennustada, et maa jahutamisena peaks see kiht kasvama, sest postpovskite stabiilsus kasvab temperatuuri vähenemisega. On võimalik, et kui maa moodustati, ei olnud see kiht üldse ja ta sündis meie planeedi arengu alguses faasis. Ja kõik seda saab mõista kristalliliste ainete uute struktuuride prognooside tõttu.
Saali replica:Tänu geneetilise algoritmile.
Artem Oganov:Jah, kuigi see on viimane lugu Perovskite postpovskite kohta eelnes leiutisele selle evolutsioonilise meetodi leiutamisele. Muide, ta tuli mind selle meetodi leiutamiseks.
Saali replica:Nii 100 aastat pärast seda geneetilist algoritmi, seal ei ole nad veel teinud.
Artem Oganov:See algoritm loodi minu ja minu kraadiõppe üliõpilane 2006. aastal. Muide, et seda nimetada "geneetiliseks" valeks, seda õigem nimi on "evlivatsioon". Evolutsioonilised algoritmid ilmus 70-ndatel aastatel ja nad leidsid kasutamist väga paljudes tehnoloogia- ja teadusvaldkondades. Näiteks autod, laevade ja lennukite optimeeritud abiga evolutsiooniliste algoritmide. Kuid iga uue ülesande puhul on evolutsiooniline algoritm täiesti erinev. Evolutsioonilised algoritmid ei ole üks meetod, vaid suur meetodite rühm, terve tohutu rakendatud matemaatika ala ja iga uue ülesannete jaoks vajate uue lähenemisviisi leiutamiseks.
Saali replica:Mis matemaatika? Geneetika on.
Artem Oganov:See ei ole geneetika - see on matemaatika. Ja iga uue ülesande jaoks peate oma uue algoritmi nullist leiutama. Ja inimesed tegelikult püüdnud leiutada evolutsioonilisi algoritme ja kohandada neid ennustada kristallstruktuure. Aga nad võtsid liiga sõna otseses mõttes algoritme teistes valdkondades - ja see ei töötanud, nii et me pidime looma uue meetodi nullist ja see osutus väga võimas. Kuigi evolutsiooniliste algoritmide piirkond on ligikaudu nii palju kui ma olen vähemalt alates 1975. aastast, oli kristalliliste struktuuride ennustus, üsna suured jõupingutused töömeetodi loomiseks.
Kõik need näited, mis ma näitasin teile näidata, kui arusaam aine struktuurist ja võime ennustada aine struktuuri viivad uute materjalide kujundamiseni, millel võib olla huvitavaid optilisi omadusi, mehaanilisi omadusi, elektroonilisi omadusi. Maa- ja teiste planeetide maa moodustavad materjalid. Sellisel juhul saate nende meetodite abil arvutit lahendada terve hulk huvitavaid ülesandeid. Suurepärane panus selle meetodi väljatöötamisse ja selle taotlus esitas mu töötajad ja rohkem kui 1000 kasutajat meie meetodi erinevates maailma osades. Kõik need inimesed ja korraldajad selle loengu ja sina - teie tähelepanu - lase mind tänada.
Boris Dolgin: Tänan sind väga! Tänan teid väga, Artyomi, tänan teid väga korraldajatele, kes andsid meile platvormi selle avalike loengute versiooni jaoks, tänan teid väga, mida ma meid selles algatuses toetasin, olen kindel, et Artemi uuringud jätkavad, see tähendab Tema loengu jaoks on uus materjal. Sest ma pean ütlema midagi sellest, mis täna kõlatud, tegelikult ei olnud varasemate loengute ajal tegelikult olemas, mistõttu on see mõistlik.
Küsimus saalist:Ütle mulle, palun, kuidas pakkuda toatemperatuuri kõrgsurve juures? Mis tahes plastist deformatsiooni süsteem on kaasas soojuse põlvkonnaga. Kahjuks ei öelnud teid selle kohta.
Artem Oganov:Fakt on see, et see kõik sõltub sellest, kui kiiresti olete kokkusurumine. Kui kokkusurumine toimub väga kiiresti, näiteks šokklainetes, on see tingimata kaasas küte, terava tihendamise põhjustab temperatuuri kasvu. Kui olete aeglane kompressioon, siis proovi on piisavalt piisav, et vahetada soojuse oma keskkonda ja tulevad termilise tasakaalu oma söötmega.
Küsimus saalist:Ja teie install võimaldas teha?
Artem Oganov:Eksperimenti ei kulunud minu poolt, ma tegin ainult arvutusi ja teooriat. Ma ei lase ennast sisemise tsensuuri katsetamiseks. Ja kogemused viidi läbi teemantide anvilsiga kambritega, kus proov on kahe väikese teemandi vahel pigistanud. Sellistes katsetes on proovil nii palju aega tulla termilise tasakaalu juurde, mida küsimus siin ei tekita.
ARTEM OGANOV, üks maailma teoreetika kõige tsiteeritud mineraloogid, rääkisid meile arvuti prognoosimisest, mis muutusid nii kaua aega tagasi. Varem seda ülesannet ei olnud võimalik otsustada, sest uute materjalide arvuti disaini probleem hõlmab kristallstruktuuride lahendamata probleemi. Kuid tänu Oganova jõupingutustele ja tema kolleegidel õnnestus selle unistuse lähemale minna ja teda reaalsuseks.
Miks see ülesanne on oluline: enne, uued ained töötati välja väga pikka aega ja palju vaeva.
Artem Oganov: "Katserid lähevad laborisse. Segage erinevaid aineid erinevatel temperatuuridel ja survet. Saada uusi aineid. Mõõta nende omadusi. Reeglina ei kujuta need ained mingit huvi tagasi lükatud. Ja katsetajad üritavad jälle saada veidi erinevat ainet muudel tingimustel, veidi erineva koostisega. Ja nii samm-sammult ületame paljude ebaõnnestumisi, kulutades selle elu selle aasta jooksul. Tuleb välja, et teadlased, lootuses ühe materjali saamisel, veeta tohutu hulk jõupingutusi, aega, samuti raha. See protsess võib võtta aastaid. See võib olla ummikus ja mitte kunagi põhjustada soovitud materjali avamist. Aga isegi kui ta toob kaasa edu, see edu annab väga kallis hind. "
Seetõttu on vaja luua selline tehnoloogia, mis võib teha vigadeta ennustusi. See tähendab, et ei eksperimenteerida laborid, vaid anda ülesande arvutile ennustada, millise materjali, mille koostis ja temperatuuril on soovitud omadused teatud tingimustel. Ja arvuti, pöörates paljude võimaluste üle, on võimeline vastama sellele, millist keemilist koostist ja milline kristallstruktuur vastab määratud nõuetele. Tulemuseks võib olla selline, et soovitud materjali ei eksisteeri. Või ta ei ole üksi.
Ja siis tekib teine \u200b\u200bväljakutse, mille lahendus ei ole veel: kuidas seda materjali saada? See tähendab, et keemiline koostis, kristallstruktuur on arusaadav, kuid ei ole veel võimalust rakendada seda näiteks tööstusliku mastaabis.
Peaasi on see, et on vaja ennustada kristallstruktuuri. Varem ei olnud see probleem lahendada, sest aatomite asukoha jaoks on palju võimalusi ruumis. Kuid ülekaalukas osa ei esinda mingit huvi. Need aatomite teostused ruumis on olulised, mis on piisavalt stabiilsed ja neil on teadlasele vajalikud omadused.
Need omadused on: kõrge või madal kõvadus, elektrijuhtivus ja soojusjuhtivus ja nii edasi. Kristallstruktuur on oluline.
"Kui te arvate, ütleme sama süsiniku kohta, vaadake teemant ja grafiit. Keemiliselt see on sama aine. Kuid omadused on täiesti erinevad. Must super võibomate süsinik ja läbipaistev super kõva teemant, - mis määrab nende vahe vahel? See on kristallstruktuur. See on tingitud tema ühest ainest on superhard, teine \u200b\u200bon super. Üks on praktiliselt metalli dirigent. Teine on dielektriline. "
Uue materjali ennustamiseks peate kõigepealt õppima kristallstruktuuri ennustama. Selleks, Ohanov ja tema kolleegid 2006. aastal tehti evolutsiooniline lähenemisviis.
"Selles lähenemisviisis ei püüa me proovida kõiki lõpmatuid kristallstruktuure. Me katsetame seda samm-sammult, alustades väikese juhusliku valimisega, sees, kus me koostame võimalikud lahendused, kõige halvem, millest me visandame. Ja parimat toodame tütarettevõtteid. Tütarettevõtted tehakse erinevad mutatsioonid või rekombinatsioonid - pärilikkus, kus ühendame kahe vanema kompositsiooni erinevaid struktuuripära. Sellest tütarettevõte on tütarettevõtja, lapse keemiline koostis, tütarettevõtja. Neid tütarettevõtteid hinnatakse ka. Näiteks stabiilsuse või kemikaalide või füüsilise vara poolt. Ja need, kes olid ebasoodsad, visandame. Need, kes lubavad saada õiguse saada järglastele. Toodame järgmise põlvkonna mutatsiooni või pärilikkusust. "
Nii et samm-sammult lähenevad teadlased nende füüsilise vara seisukohast optimaalsele materjalile. Evolutsiooniline lähenemisviis selles juhtum toimib samuti Darwinian teooria areng, see põhimõte Joganov ja selle kolleegid viiakse läbi arvutis otsides kristallist struktuurid, mis on optimaalsed seisukohast selle vara või stabiilsust.
"Ma võin öelda ka (kuid see on juba vähe hooliganismi äärel), et kui me seda meetodit töötada (muide, areng jätkub. Seda parandas rohkem ja rohkem), eksperimenteerisime erinevaid evolutsiooni viise . Näiteks püüdsime toota ühe lapse kahest lapsest, kuid kolmest või neljast. Selgus, et ka nagu elus, et optimaalselt toota üks laps kahest vanemast. Ühel lapsel on kaks vanemat - isa ja ema. Mitte kolm, mitte neli, mitte kakskümmend neli. See on optimistlik nii looduses kui ka arvutis. "
Joganov patenteerinud oma meetodit ja nüüd naudivad nad peaaegu tuhandeid teadlasi üle maailma ja mitmed suurimad ettevõtted, nagu Intel, Toyota ja Fujitsu. Toyota, näiteks OGANOVA sõnul on juba leiutanud uue materjali liitiumpatareide jaoks, mida kasutatakse hübriidautode jaoks selle meetodi abil.
Arvatakse, et teemant, mis on kõvaduse salvestamise omanik, on kõigi rakenduste optimaalne superhard materjal. Kuid see ei ole nii, sest nääre, näiteks lahustub see ja hapniku söötmes kõrgel temperatuuril, see põleb. Üldiselt otsida materjali, mis oleks raskem teemant, mures inimkond paljude aastakümneid.
"Minu grupi poolt läbi viidud lihtne arvuti arvutamine näitab, et selline materjal ei saa olla. Tegelikult võib alternatiivne teemant olla ainult teemant, kuid nano-kristallilises vormis. Muud materjalid võita teemant kõvaduse riigis. "
Teine suund OGANOVA on ennustus uute dielektriliste materjalide, mis võiks olla aluseks super-kondensaatorid elektrienergia ladustamiseks, samuti arvuti mikroprotsessorite edasiseks miniatuurimiseks.
"See miniatuurimine vastab tegelikult takistustega. Kuna olemasolevad dielektrilised materjalid on halvasti hoitud elektritasusid. On lekkeid. Ja edasine miniatuurne on võimatu. Kui me saame silikoonil toimuva materjali, kuid samal ajal on samal ajal palju kõrgem dielektriline konstantne kui materjalid, mida meil on, saame selle ülesande lahendada. Ja meil on selles suunas piisavalt tõsist edutamist. "
Ja viimane asi, mis teeb Yoganov, on uute ravimite väljatöötamine, mis on ka nende ennustus. See on võimalik tingitud asjaolust, et teadlased on õppinud kristallide pinna struktuuri ja keemilise koostise ennustama.
"Fakt on see, et kristallide pinnal on sageli keemiline koostis, mis erineb kristalli väga ainest. Struktuur on ka väga sageli erinev. Ja me leidsime, et lihtsate pindade pinnad tunduvad inertsed oksiidi kristallid (näiteks magneesiumoksiid) väga huvitavaid ioone (näiteks ioonperoksiidi). Need sisaldavad ka rühmi, mis on sarnased osooniga, mis koosnevad kolmest hapniku aatomit. See selgitab ühte äärmiselt huvitavat ja olulist vaatlust. Kui inimene hingab peenosakesi oksiid mineraalid, mis tundus olevat inertne, ohutu ja ohutu, need osakesed mängivad julma nalja ja aitavad kaasa kopsuvähi arengule. Eelkõige on teada, et kantserogeenne aine on asbesti, mis on ainult inertne. Niisiis võib selliste mineraalide pinnal asbesti ja kvartside (eriti kvarts) pinnal moodustada ioonide peroksiidi, millel on võtmeroll vähi moodustumisel ja arendamisel. Meie tehnika abil on võimalik ennustada tingimusi, mille puhul selliste osakeste moodustumist oleks võimalik vältida. See tähendab, et seal on lootust isegi leida ravi ja hoiatus kopsuvähk. Sel juhul räägime ainult kopsuvähast. Ja täielikult ootamatu poolelt andis meie uuringute tulemused võimaluse mõista ja võib isegi vältida või ravida kopsuvähi. "
Kui kokkuvõte on kristallkonstruktsioonide ennustamine mängida nii mikroelektroonika kui ka ravimite materjalide kujundamisel võtmerolli. Üldiselt avab selline tehnoloogia uue tee tuleviku tehnoloogias, olen kindel, et joogan.
Te saate lugeda LAB Artemia teistest suundadest viitena, kuid tema raamatuga tutvumine Kristallkonstruktsiooni kaasaegsed meetodid
