Ученые предложили революционный метод изучения кристаллов
Исследователи Самарского государственного технического университета совершили прорыв в анализе кристаллических структур, разработав инновационный топологический метод изучения атомных подрешеток. Как сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Минобрнауки России, новый подход особенно эффективен при исследовании сложных соединений — боридов, карбидов, нитридов и силицидов металлов.
Специалисты Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению (МНИЦТМ) доказали, что топологический анализ, традиционно применяемый для описания преобразований химических объектов, может быть успешно адаптирован для изучения атомных подрешеток. Результаты их работы, опубликованные в авторитетном журнале CrystEngComm Королевского химического общества, вошли в число наиболее значимых публикаций последнего квартала.
Новаторство метода заключается в возможности анализа не только связанных элементов кристаллических структур, но и изолированных атомных подрешеток, которые ранее рассматривались лишь как набор геометрических точек. Ученые исследовали топологические типы, формируемые периодическими сетками, изучая как цельные кристаллические структуры, так и несвязанные неметаллические подрешетки.
Ключевое открытие заключается в том, что даже структурно искаженные мотивы, возникающие под влиянием различных факторов (химических свойств атомов, условий синтеза, температурного или механического воздействия), могут быть классифицированы как принадлежащие к одному топологическому типу. При этом удалось установить взаимосвязи между различными типами структур. Исследователи также разработали новый параметр для оценки степени искажения подрешетки, который одновременно служит показателем ее однородности.
Исследования самарских ученых показали, что высокая однородность неметаллических подрешеток, обусловленная взаимным отталкиванием отрицательно заряженных атомов, является ключевым фактором, определяющим архитектуру кристаллических структур.
Фото: Unsplash/Terry Vlisidis