Новости

Спортивный объект осмотрел глава Минспорта РФ.

Краснодарский край отметит 80-летие через 200 дней.

Хорошего вечера пожелал президент США участникам предстоящего мероприятия.

Неизвестные злоумышленники вырубили ивы и вязы по адресу: улица Захаренко, 15.

Пассажир отечественного авто погиб на месте.

Через несколько секунд после появления звука ломающихся кирпичей, труба с грохотом рухнула прямо перед подъездом.

Скопившийся мусор загорелся, огонь тушили несколько дней.

Гости высоко оценили качество реализации и масштаб проекта по воссозданию оружейно-кузнечных объектов.

Спортсмены, судьи и тренеры принесли торжественную клятву о честной борьбе.

Loading...

Loading...




Свежий номер
newspaper
Каким станет выступление ХК «Трактор» в плей-офф сезона 2016 – 2017?





Результаты опроса

Учёные ЮУрГУ продвинулись в компьютерном моделировании материалов

03.10.2013
Результаты научных разработок имеют важное прикладное значение и могут применяться в различных отраслях промышленности и строительства.

Результаты научных разработок имеют важное прикладное значение и могут применяться в различных отраслях промышленности и строительства. О достижениях исследователей рассказал заместитель декана физического факультета по научной работе, профессор кафедры общей и теоретической физики, доктор физико-математических наук Александр Мирзоев.

- Как известно, прочность материалов зависит от атомной структуры веществ, – поясняет Александр Аминулаевич. – Не так давно благодаря компьютерным программам стало возможным рассчитывать и моделировать разнообразные физические характеристики веществ – например, энергии различных кристаллических решеток, энергии дефектов структуры. Наши исследования проводятся с 2000 года, в них участвуют сотрудники кафедры, студенты и аспиранты.

Сегодня создаются модели, позволяющие наглядно представить, как добиться ожидаемого результата при получении тех или иных материалов – например, стали. Можно задать нужные параметры и путём расчётов получить необходимые физические характеристики: упругие константы, плотность, спектры атомных колебаний, электропроводность, энергетические характеристики фазовых переходов, энергии дефектов и так далее.

Результатом наших исследований стало множество научных публикаций. Они представлены учёным и промышленникам на специализированных конференциях в нашей стране и за рубежом, и уже вызвали немалый интерес.

Пока сила инерции не позволяет отечественным промышленникам взять на вооружение новые разработки. По словам Александра Мирзоева, осторожный интерес к исследованиям проявляют Магнитогорский металлургический комбинат и предприятия ВПК.

Учёный вспоминает предысторию научных разработок.

- Эпоха компьютерного материаловедения началась с появлением мощных компьютерных ресурсов. Первый компьютер, созданный в 50-х годах, предназначался для расчёта Манхэттенского атомного проекта. На нём рассчитывалась траектория движения нейтронов внутри урана, нужно было рассчитать количество столкновений. Одна из первых материаловедческих работ называлась «Фазовые переходы в системе твёрдых сфер» (Берни Алдер, 1957 г.).

Система твёрдых сфер – это самая приближённая модель материала. Со школьных лет всем известен второй закон Ньютона. Если вы знаете все силы, действующие между атомами, можно в каждый момент времени рассчитать их координаты. Но без компьютера, способного осилить чудовищные расчёты, не обойтись.

Учёным ЮУрГУ помогает суперкомпьютер российско-белорусского производства «Скиф-Урал», это мозг университета, третий по мощности в России. Благодаря этому решается широкий круг задач фундаментального и прикладного характера, среди которых материаловедение и нанотехнологии, моделирование синтеза новых материалов, создание новых лекарственных препаратов и т.д.

При компьютерном проектировании материалов на атомном уровне используются программы LMTO, WIEN-2k, SIESTA, LAMMPS, RECURSION. В основе лежат принципы классической и квантовой молекулярной динамики, кантово-химические методы, уравнения Ньютона и Шредингера для ионов и электронов.

Среди исследований последних лет – взаимодействие углеродной нанотрубки с молекулами и атомами различных элементов. Научным направлением руководит заведующий кафедрой общей и теоретической физики Валерий Петрович Бескачко, доктор физико-математических наук, профессор.

Одно из возможных применений модели - создание углеродной оболочки для лекарственных веществ, которые могут переноситься в любую часть организма и рассасываться в нужном месте.

Второе направление – взаимодействие водорода с металлами. Работу научной группы возглавляет Александр Мирзоев. Водородная деградация (разрушение) металлов, образование водородных трещин на поверхности (например, газопровода) – проблема, очень волнующая металлургов. Остывая в атмосферном воздухе, расплавленный металл захватывает в себя молекулы водорода. Это неизбежно ведёт к образованию пузырьков внутри материала, а впоследствии – к появлению трещин.

Альтернатива – проведение металлургического процесса в атмосфере аргона, инертного газа. Но это стоит недешево, создать такие условия в условиях производства нелегко. Так что появление водородных трещин остаётся проклятием для металлургов.

Сегодня физики ЮУрГУ работают над тем, как избежать и снизить риски до минимума. Возможный выход – захват и нейтрализация (связывание) атомов водорода внутри металла (расплава). Легче всего это удаётся цирконию и палладию, но и они стоят недешево. Перебрав половину системы Менделеева, учёные продолжают искать доступные аналоги, способные стать «водородными захватчиками».

Это очень актуально: человек всегда стремился к наиболее экономным способам обработки материалов, созданию наиболее долговечных строений и изделий.

- Мы стараемся поддерживать мировой уровень и делать то, что имеет спрос и актуально во всём мире, – подчёркивает Александр Мирзоев. – Сегодня наша кафедра готовит студентов по специализации «Нанотехнологии и атомистическое компьютерное моделирование». Половина наших учеников работает за границей: в Соединённых штатах, Германии, Австрии, Греции, Китае, Корее. Сама тематика очень востребована, как и выпускники физического факультета. Каждый год, а иногда дважды в год, мы участвуем в международных конференциях с докладами по нашей тематике.

Римма Галимханова

Комментарии
Комментариев пока нет