新方法可預測化合物結構變體
發布時間：2023年12月25日
來源：科技日報
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俄羅斯薩馬拉國立技術大學提出了一種計算任何化合物新結構變體的方法，并以碳為例進行了測試。此項研發成果對于基礎研究以及新材料制造都非常重要，與其他類似研究不同的是，其可以在普通個人電腦上操作。相關研究結果發表在新一期《晶體學報》雜志上。
在外部因素影響下，物質結構可能會發生瞬間變化，即所謂的相變。由于這些過程速度太快，對于實驗觀察來說極其困難。然而，了解相變過程對研究各種化合物的結構和性能之間的關系，以及在尋找新材料方面都具有重要意義。薩馬拉國立技術大學研發的一種模型，能計算晶體中相變變化并可預測任何化合物形成新結構的可能性。
薩馬拉國立技術大學普通和無機化學系主任弗拉迪斯拉夫·布拉托夫稱，使用固相轉變拓撲模型能夠了解物質如何從一種結構轉變為另一種結構，例如石墨如何轉變為金剛石。它還可以用于預測新物質和材料的結構。另外，該模型與其他類似模型的不同之處在于，它能夠列舉所有理論上可能的結構相變，對計算資源的要求是適度的，同時也具備較高的運算速度。據悉，上述研究成果在普通個人電腦上已可成功運作。
為了證明新研究成果的預測能力，科學家使用了同素異形體，即碳的結構變體。在所提出的工作中，以幾種已知的穩定碳同素異形體為基礎，使用新模型探索了起始材料結構相變過程中可能形成的所有選擇，最終發現了72種新穩定形式的碳。