Учёные ННГУ обнаружили уникальные структуры магния для новых наноматериалов

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, сообщает пресс-служба ННГУ.

«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 химического факультета ННГУ Станислав Игнатов.

По информации вуза, такие возможности открывают путь к созданию новых наноматериалов, способных ускорять химические реакции, поглощать водород и обладать пористой структурой. При поиске изомеров магния с полезными свойствами простой математический расчёт даёт десятки квинтиллионов вариантов, поэтому учёные 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.

фото: ННГУ им Лобачевского