Forskere foreslår en ny tilgang til effektiv nanomaterialemodellering

Forskere fra Higher School of Theoretical Mechanics ved Peter den Store St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU) og Tel Aviv University foreslog en ny tilgang til at forbedre effektiviteten af ​​matematisk modellering af processerne i materialer på nanoskala. Det er afgørende for den videre udvikling af nanoteknologi. Resultaterne er præsenteret i en artikel publiceret i Q1-tidsskriftet Mekanik Forskningskommunikation .

Forskerne undersøgte enkeltlags molybdændisulfid (SLMoS ₂ ). Dette er et todimensionelt materiale med et stort antal lovende anvendelser, såsom miniature sensorer, nanoenheder, osv. Normalt, metoder til beregningsmekanik bruges til at designe tekniske enheder. Imidlertid, på nanoskala er sådanne metoder enten ugyldige eller for tidskrævende. Forskere foreslog at kombinere atomerne i SLMoS ₂ ind i de imaginære stive korn.

"Lovene for vekselvirkning mellem kornene blev tilpasset til at opfylde de elastiske egenskaber af det oprindelige krystalgitter. Antallet af bindinger mellem kornene er meget mindre end dem mellem atomerne i den samme del af et krystalgitter. Som et resultat, beregningerne med korn er meget hurtigere end med atomer, "sagde alumni ved St. Petersburg Polytechnic University, Dr. Igor Berinskii, lektor ved Tel Aviv Universitet, og Dr. Artem Panchenko, postdoc ved TAU.

Dr. Ekaterina Podolskaya, lektor ved Higher School of Theoretical Mechanics SPbPU, tilføjer:"Med vores metode, beregningerne blev enklere, som giver mulighed for at forudsige den mekaniske reaktion på spænding og at studere dens svigtmekanisme. Dette er vigtigt for yderligere anvendelser af dette materiale i nanoteknik."

I den næste serie af beregningseksperimenter, den videnskabelige gruppe planlægger at indføre deformerbare korn. Det vil hjælpe med at beregne korrekt ikke kun små, men også store deformationer i materialet. Ifølge forskere, den foreslåede tilgang kan yderligere bruges til andre love for atomart interaktion og forskellige typer korn.