Исследование состоялось при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
С помощью сразу двух суперкомпьютеров: Техасского университета (США) и Университета Лобачевского нижегородские учёные установили более 500 устойчивых наборов атомов магния с уникальными свойствами. Все они могут стать основой новых наноматериалов для квантовых вычислений, микро- и наноэлектроники, катализа.
Наборы атомов магния объединены в кластеры и мы можем создавать разные изомеры этих кластеров, многие из которых могут обладать ценными свойствами – каталитической или оптической активностью, свойствами электронных или квантовых устройств, – рассказал один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярного моделирования и хемоинформатики Станислав Игнатов.
Такие возможности открывают путь к созданию новых наноматериалов, способным ускорять химические реакции, поглощать водород и обладать пористой структурой.
При поиске изомеров магния с полезными свойствами простой математический расчёт даёт десятки квинтиллионов вариантов, поэтому ученые ННГУ моделировали электронные структуры возможных изомеров с помощью квантово-механических методов.
Расчёты по теории функционала плотности помогли обнаружить, что для кластеров числом от 2 до 13 атомов существуют всего лишь 543 устойчивых уникальных структуры.
Анализ найденного расширенного набора изомеров для кластеров Mg2-Mg35 выявил особо устойчивые структуры, также мы нашли новые магниевые структуры, похожие на нанотрубки. В отличие от известных ранее исследований, анализ электронной плотности в полном наборе изомеров демонстрирует удивительные закономерности их поляризуемости, распределения зарядов и электронной плотности в них, – сообщил Станислав Игнатов.
Добавим, что исследование состоялось при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Результаты опубликованы в американском журнале «TheJournal of PhysicalChemistry».
