Artem Oganan. Jaunu materiālu datoru dizains: sapnis vai realitāte? Datoru dizaina materiālu laboratorija: ko es varu dot USPEX? Jaunu materiālu datorizstrāde

Artem Oganovs, viens no visvairāk citētiem mineralogs no pasaules teorētiskiem, pastāstīja mums par datora prognozēšanu, kas kļuva sasniedzams ne tik sen. Iepriekš šis uzdevums nebija iespējams izlemt, jo jauno materiālu datora dizaina problēma ietver neatrisinātu kristāla struktūru problēmu. Bet, pateicoties Oganovas centieniem un viņa kolēģiem izdevās tuvoties šim sapnim un iemieso viņu par realitāti.

Kāpēc šis uzdevums ir svarīgs: iepriekš, jaunas vielas tika izstrādātas uz ļoti ilgu laiku un daudz pūļu.

ARTEM OGANOV: "Eksperimentori dodas uz laboratoriju. Samaisīt dažādas vielas priekš dažādas temperatūras un spiedienu. Saņemt jaunas vielas. Izmērīt savas īpašības. Parasti šīs vielas nerada nekādas intereses, noraidītas. Un eksperimenteri mēģina atkal iegūt nedaudz atšķirīgu vielu citos apstākļos, nedaudz atšķirīgu sastāvu. Un tā soli pa solim, mēs pārvaram daudzas neveiksmes, pavadot savu dzīvi šajā gadā. Izrādās, ka pētnieki, cerot iegūt vienu materiālu, pavadīt lielu piepūli, laiku, laiku, kā arī naudu. Šis process var ilgt gadus. Tas var būt miris un nekad noved pie vēlamā materiāla atvēršanas. Bet pat tad, kad viņš noved pie panākumiem, šis panākums tiek sniegts ar ļoti dārgu cenu. "

Tādēļ ir jāizveido šāda tehnoloģija, kas varētu radīt kļūdas bez kļūdām. Tas nav eksperiments laboratorijās, bet, lai dotu uzdevumu datoram, lai prognozētu, kāds materiāls, ar kādu sastāvu un temperatūru būs vēlamās īpašības, kad daži nosacījumi. Un dators, pagriežot vairākas iespējas, varēs atbildēt uz to, kāda veida ķīmisko sastāvu un kas kristāla struktūra reaģēs uz noteiktajām prasībām. Rezultāts var būt tāds, ka vēlamais materiāls nepastāv. Vai viņš nav viens pats.
Un tad rodas otrais izaicinājums, kura risinājums vēl nav: kā iegūt šo materiālu? Tas ir, ķīmiskais sastāvs, kristāla struktūra ir saprotama, bet joprojām nav iespēju to īstenot, piemēram, rūpnieciskā mērogā.

Prognozēšanas tehnoloģija

Galvenais ir tas, ka ir nepieciešams paredzēt kristāla struktūru. Agrāk šī problēma nebija iespējams atrisināt, jo ir daudz iespēju atomu atrašanās vietā kosmosā. Bet milzīgā daļa neatspoguļo nekādas intereses. Šie atomu inomenti kosmosā ir svarīgi, kas ir pietiekami stabili un ir nepieciešami pētniekam nepieciešamās īpašības.
Ko šīs īpašības ir: augsta vai zema cietība, elektrovadītspēja un siltumvadītspēja un tā tālāk. Kristāla struktūra ir svarīga.

"Ja jūs domājat, teiksim, par to pašu oglekli, apskatiet dimantu un grafītu. Ķīmiski tas ir vienāda viela. Bet īpašības ir pilnīgi atšķirīgas. Melnais super varonis ogleklis un caurspīdīgs super cietais dimants, - kas nosaka atšķirību starp tām? Tā ir kristāla struktūra. Tas ir saistīts ar viņas vienu vielu ir Superhard, otrs ir super var. Viens ir vadītājs praktiski metāla. Cits ir dielektrisks. "

Lai iemācītos prognozēt jaunu materiālu, vispirms jāiemācās paredzēt kristāla struktūru. Par šo, Ohanov un viņa kolēģi 2006. gadā tika ierosināta evolūcijas pieeja.

"Šajā pieejā mēs nemēģinām izmēģināt visas bezgalīgās daudzas kristāla struktūras. Mēs pārbaudīsim to soli pa solim, sākot ar nelielu izlases paraugu, kurā rangā iespējamie risinājumi, vissliktākais mēs atbrīvojamies. Un no labākajiem, ko mēs ražojam meitas uzņēmumus. Meitas ražo dažādas mutācijas vai rekombinācijas - iedzimtība, kur mēs apvienojam dažādas strukturālas sastāvu no diviem vecākiem. No tā meitasuzņēmums ir meitasuzņēmums, bērnu ķīmiskais sastāvs, meitasuzņēmums. Šie meitas uzņēmumi tiek novērtēti arī. Piemēram, stabilitāti vai ķīmisko vai fizisko īpašumu, kas jūs interesē. Un tie, kas tika izteikti nelabvēlīgi, mēs atbrīvojamies. Tie, kas sola saņemt tiesības ražot pēcnācējiem. Mēs ražojam nākamās paaudzes mutāciju vai iedzimtību. "

Tātad soli pa solim, zinātnieki pievēršas optimālajam materiālam tiem no tā viedokļa fiziskais īpašums. Evolūcijas pieeja šajā gadījumā darbojas kā arī Darwinas evolūcijas teorija, šis Joganova princips un tās kolēģi tiek veikti datorā, meklējot kristāliskus struktūras, kas ir optimāli no šī īpašuma vai stabilitātes viedokļa.

"Es varu arī teikt (bet tas jau ir nedaudz uz huligānisma malas), ka tad, kad mēs veicam, lai strādātu šo metodi (starp citu, attīstība turpinās. Tas tika uzlabots arvien vairāk), mēs eksperimentēja ar dažādiem evolūcijas veidiem . Piemēram, mēs centāmies ražot vienu bērnu no diviem vecākiem, bet no trim vai četriem. Izrādījās, ka arī kā dzīvē, lai optimāli ražotu vienu bērnu no diviem vecākiem. Viens bērns ir divi vecāki - tētis un mamma. Ne trīs, ne četri, nevis divdesmit četri. Tas ir optimistisks gan dabā, gan datorā. "

Joganovs patentēja savu metodi, un tagad viņi bauda gandrīz tūkstošiem pētnieku visā pasaulē un vairākiem lielākajiem uzņēmumiem, piemēram, Intel, Toyota un Fujitsu. Toyota, piemēram, saskaņā ar Oganova, jau ir izgudrots jauns materiāls litija baterijām, kas tiks izmantoti hibrīdiem automašīnām ar šīs metodes palīdzību.

Diamma problēma

Tiek uzskatīts, ka dimants, kas ir cietības ieraksta turētājs, ir optimālais Superhard materiāls visiem pieteikumiem. Tomēr tas tā nav, jo dziedzerī, piemēram, tas izšķīst, un skābekļa vidē augstās temperatūrās tas sadedzina. Kopumā materiāla meklēšana, kas būtu grūtāk dimants, uztrauc cilvēci daudzus gadu desmitus.

"Vienkāršs datora aprēķins, ko veica mana grupa, liecina, ka šāds materiāls nevar būt. Faktiski, alternatīvais dimants var būt tikai dimants, bet nano-kristāliskajā formā. Citi materiāli, lai pārspētu cietības dimantu valstī. "

Vēl viens Oganova grupas virziens ir jaunu dielektrisko materiālu prognoze, kas varētu kalpot par pamatu superkoncitoriem elektroenerģijas uzglabāšanai, kā arī datoru mikroprocesoru tālākai miniaturizācijai.
"Šī miniaturizācija faktiski atbilst šķēršļiem. Tā kā esošie dielektriskie materiāli ir slikti turēti elektriskās maksas. Ir noplūde. Un turpmāka miniaturizācija nav iespējama. Ja mēs varam iegūt materiālu, kas notiek uz silīcija, bet tajā pašā laikā ir daudz augstāks dielektriskās konstantes nekā materiāliem, kas mums ir, mēs varam atrisināt šo uzdevumu. Un mums ir pietiekami daudz nopietnas reklāmas arī šajā virzienā. "

Un pēdējā lieta, kas padara Joganovu, ir arī jaunu narkotiku attīstība, kas ir arī to prognoze. Tas ir iespējams, pateicoties tam, ka zinātnieki ir iemācījušies prognozēt kristālu virsmas struktūru un ķīmisko sastāvu.

"Fakts ir tāds, ka kristāla virsmai bieži ir ķīmiska sastāva atšķirīga no kristāla būtības. Struktūra ir arī ļoti bieži atšķirīga. Un mēs atklājām, ka vienkāršas virsmas šķiet inertas oksīda kristāli (piemēram, magnija oksīds) satur ļoti interesantus jonus (piemēram, jonu peroksīdu). Tās satur arī grupas, kas ir līdzīgas ozona, kas sastāv no trim skābekļa atomiem. Tas izskaidro vienu ļoti interesantu un svarīgu novērojumu. Kad cilvēks ieelpo smalkas oksīda minerālu daļiņas, kas, šķiet, ir inerts, droša un nekaitīga, šīs daļiņas spēlē nežēlīgu joks un veicina plaušu vēža attīstību. Jo īpaši ir zināms, ka kancerogēnā viela ir azbests, kas ir tikai inerts. Tātad, uz šāda veida minerālvielu virsmas kā azbestu un kvarcu (īpaši kvarcu), jonu peroksīdu var veidoties, kam ir svarīga loma vēža veidošanā un attīstībā. Ar mūsu tehnikas palīdzību ir iespējams paredzēt arī nosacījumus, kādos varētu izvairīties no šāda veida daļiņu veidošanās. Tas ir, ir cerība pat atrast terapiju un brīdinājumu par plaušu vēzi. Šajā gadījumā mēs runājam tikai par plaušu vēzi. Un no pilnīgi negaidītas puses, mūsu pētījumu rezultāti deva iespēju saprast, un var pat novērst vai dziedināt plaušu vēzi. "

Ja summē, kristālisko struktūru prognozēšana var būt galvenā loma gan mikroelektronikas un farmaceitisko materiālu materiālu projektēšanā. Kopumā šāda tehnoloģija atver jaunu ceļu nākotnes tehnoloģijā, es esmu pārliecināts, ka jogāns.

Jūs varat lasīt par citiem LAB artēmijas virzieniem, atsaucoties, bet iepazīties ar savu grāmatu Mūsdienu kristāla struktūras prognozēšanas metodes

1. 1. Datoru dizains Jauni materiāli: sapnis vai realitāte? Artem Yoganov (ARO) (1) Geosciences departaments (2) Fizikas un astronomijas departaments (3) Ņujorkas Centrs skaitļošanas zinātņu Valsts Ņujorkas Universitātē, Stony Brook, NY 11794-2100 (4) Maskavas Valsts universitāte, Maskava, 119992, Krievija.
2. 2. Matijas tremekcija: atomi, molekularitāte uzminēja, ka viela sastāv no daļiņām: "Kad viņš (Dievs) neradīja zemi, nekādas jomas vai Visuma putekļus" (proverbs, 8:26) (Arī - Epicur, Lucretia) Auto, senie indiāņi, ...) 1611. gadā, I. Keplera ierosināja, ka sauso saldo ziedu veidošanos nosaka to atomu struktūra
3. 3. Matement: atomi, molekulas, kristāli 1669 - kristalogrāfijas dzimšana: Nikolaja vagons formulē pirmo kristalogrāfijas likumu "Kristalogrāfija .. Neproduktīva, pastāv tikai sev, nav seku ... ne nekur citur nepieciešamības, Viņa attīstījās sevī. Tas rada iemeslu dažas ierobežotas apmierinātības, un tās detaļas ir tik daudzveidīgas, ka to var saukt par neizsmeļamu; Tas ir iemesls, kāpēc viņa skenē pat labākie cilvēki Tātad ķēde un tik ilgi "(I.V. Goethe, amatieru kristālkopogrāfs, 1749-1832) Ludvigs Boltzman (1844-1906) - Lielais Austrijas fiziķis, kas uzcēla visas savas teorijas par atomiskajām idejām. Atomisma kritika 1906. gadā noveda pie pašnāvības 1912. gadā, hipotēze par vielas atomu struktūru pierādīja Max von Laues eksperimenti.
4. 4. Struktūra ir pamats, lai izprastu materiālu īpašības un uzvedību (no http://nobelprize.org) zins znām. Viena no pirmajām Braggs struktūrām 1913. pārsteigums: struktūrā nav ZNS molekulu!
5. 5. X-ray difrakcija - galvenā metode Eksperimentālās noteikšanas kristāla struktūras struktūras difrakcijas modelis
6. 6. Struktūras un difrakcijas modeļa attiecība Kāda būs šo "struktūru" modeļu dēļ?
7. 7. Eksperimentālās triumfs - neticami sarežģītu kristālisko strukturāli atdalīto kvazikraugu elementu fāžu definīcija proteīniem (RB-IV, U.SCHWARZ'99) Jaunā 1982. gadā atklātā vielas jaunā valsts ir atrodama tikai 2009. gadā! Nobela prēmija 2011!
8. 8. Kristāliskā kvazicstalīna amorfo šķidruma gāzu ("mīksto vielu" - polimēru, šķidro kristālu) statuss
9. 9. Atomiskā struktūra ir vielas galvenā iezīme. Zinot to, jūs varat prognozēt īpašības materiāla un tās elektronisko struktūru teorijas EXP. C11 493 482 C22 546 537 C33 470 485 C12 142 144 C13 146 147 C23 160 146 C44 212 204 C55 186 186 186 186 MGSIO3 Perovskite konstantes C66 149 147
10. 10. Vairāki stāsti 4. Zemes dziļuma materiāli 3. Materiāli no datora 2. Ir iespējams paredzēt kristālisko1. Par struktūras savienojumu? Īpašuma struktūras
11. 11. Kāpēc ledus ir vieglāks par ūdeni? Ledus struktūrā ir lieli tukši kanāli, kas nav vilnas ūdens. Sakarā ar šiem tukšajiem kanāliem ir vieglāk ledus.
12. 12. Gāzes hidrāti (clathrates) - ledus ar molekulu pildīšanu (metānu, oglekļa dioksīdu, hloru, ksenonu utt.) Clathral publikācijas skaits Metāna hidrāts - Hope un ietaupīt enerģiju? Saskaņā ar zemu spiedienu, metāna un oglekļa dioksīda formas clathrates - 1 litru no Clatarta satur 168 litrus gāzes! Metāna hidrāts izskatās kā ledus, bet apdegumi ar ūdens izlaišanu. CO2 hidrāts - oglekļa dioksīda apbedīšanas veids? Xenon Anestēzijas mehānisms - He-Hydrate veidošanās bloķē neironu signālu pārraidi uz smadzenēm (Pauling, 1951)
13. 13. Mikroporous materiāli ķīmijas rūpniecībai un apkārtējo mediju izolātu tīrīšanai ir mikroporīgi alumīnogleilikāti, oktāna un iso-oktāna zeolito-ķīmiskās vielas atdalīšana. Nozares vēsturiskie piemēri smago metālu saindēšanās: Qin shi juandi Ivan IV GROZNY "NERON slimība (37-68) svina (259 - 210 BC) (1530-1584) Mad saindēšanās: cepures" Agresija, demence
14. 14. Jauni un veci supravadītāji parādība atvērta 1911. gadā. Izaicināšana-Onnex supravadītspējas teorija - 1957 (Bardeen, Cooper, Schrieffer), bet teorija visvairāk stundas temperatūras supravadītājiem (BEDNORZ, MULLER, 1986) Nē! Spēcīgākie magnēti (MRI, masu spektrometri, daļiņu paātrinātāji) magnētiskie levitācijas vilcieni (430 km / h)
15. 15. Pārsteigums: Oglekļa noņemams piemaisījumu veidlapa 1.14 1 TC  EXP [] KB g (E f) v dopēts grafīts: KC8 (TC \u003d 0,125 K), CAC6 (TC \u003d 11 K). B-dopēts Diamond: TC \u003d 4 K. Doped Fulererate: RBCS2C60 (TC \u003d 33 K) Molekulu molekulu struktūra un izskats Fullerene C60 Fullerite kristāli Superconductivity bioloģiskajos kristālos ir zināms kopš 1979. gada (Bechgaard, 1979).
16. 16. Tā kā materiāli var ietaupīt vai iznīcināt zemās temperatūrās, alvas tiek veikta fāzes pāreja - "alvas mēris". 1812. - Saskaņā ar leģendu, Ekspedīcija Napoleona uz Krieviju nomira sakarā ar alvas pogām uz uniformu! 1912 - Captain R.F ekspedīcijas nāve. Scott uz dienvidu polu, kas tika attiecināta uz "Tin Chum". Pirmā rhoday 13 0C balta alvas pāreja: 7,37 g / cm3 Gray alvas: 5,77 g / cm3
17. 17. sakausējumi ar formas atmiņu 1 2 3 4 1 - līdz deformācijai 3 pēc apkures (20 ° C) (50 ° C) 2 pēc deformācijas 4 pēc dzesēšanas (20 ° C) (20 ° C) Piemērs: NITI ( Nitinol) Pieteikumi: Shunts, zobu kronšteini, naftas cauruļvadu un gaisa kuģu dzinēju elementi
18. 18. Pleochroisma optisko īpašību brīnumi - Amerikas atklāšana un ASV VVSDVobrelene (kalcīts) Alexandrite efekts (Chrysoberyill) bļoda ar Likurgu (stikls ar nanodaļiņām)
19. 19. Par dabu Colorilla Waves, Å COLOR EXTRA COLOR4100 PURPLE LEMON-YELLOW4300 indigo Yellow4800 Blue Orange5000 Blue-Green Red5300 Green Purple5800 Yellow Indigo6100 Orange Blue6800 Red Sine-Green
20. 20. Krāsa ir atkarīga no virziena (pleochroism). Piemērs: Cordieritis (mg, fe) 2al4si5o18.
21. 2. Oganov A.R., Lyakhov A.O., Valle M. (2011) prognozēšana. Cik evolūcijas kristāla struktūras prognozēšanas darbi - un kāpēc. Acc. Chem. Res. 44, 227-237.
22. 22. J. Maddox (Daba, 1988) Uzdevums - atrast globālo minimālo iespējām enerģijas opciju. 1 1 1 sek. Forward visas struktūras neiespējami: 10 1011 103 gadi. 20 1025 1017 gadi. 30 1039 1031 gadi. USPEX metodes pārskats (Aro un stikls, J.Chem.phys. 2006)
23. 23. Kā atrast Everest Mount, izmantojot Kangaroo Evolution? (Attēls no R. Bolegg) Mēs nolaidām izkraušanas ķenguru un ļaujiet viņiem vairoties (nav parādīts cenzūras dēļ) .....
24. 24. Kā atrast Kangaroo Evolution, lai atrastu Everest Mount? (Attēls no R. Boles) Aaaarbh! Ouch .... un laiku pa laikam mednieki nāk un noņemiet ķenguru mazākos augstumos
25. 25.
26. 26. Evolūcijas aprēķini "Pašmācība" un fokusa meklēšanu interesantākajās telpās
27. 27. evolūcijas aprēķini "pašmācība" un fokusa meklēšanu interesantākajās telpās
28. 28. evolūcijas aprēķini "pašmācība" un fokusa meklēšanu interesantākajās telpās
29. 29. Evolūcijas aprēķini "Pašmācība" un fokusa meklēšana par interesantākajām telpām
30. 30. Alternatīvas metodes: izlases meklēšana (Freeman & Catlow, 1992; van eižck & kroon, 2000; Paņemts un vajadzības, 2006) Nē "Apmācība" darbojas tikai vienkāršas sistēmas (līdz 10-12 atomiem). Executive atkausēšana (1990. gada Pannetier; Schön & Jansen 1996) Nē "Mācīšanās" metadamika (Martonaka, Laio, Parrinello 2003) Tabu meklēšana kosmosa kosmosā Minima Hopping (Gödecker 2004) izmanto aprēķinu vēsturi un "Pašizglītība". Ģenētiskie un evolūcijas algoritmi Bušs (1995), Woodley (1999) - nav efektīva metode Kristāliem. Deaven & Ho (1995) ir efektīva metode nanodaļiņām.
31. 31. USPEX (universālā struktūra prognozētājs: evolūcijas Xtallography) (izlases) Primārā populācija Jaunā struktūru paaudze ir izgatavota tikai no labākajām pašreizējām struktūrām (1) iedzimtība (3) koordinātu (2) mutācijas režģa mutācija (4) atļauja
32. 32. Papildu pieņemšanas - parametrs pēc "pirkstu nospiedumu" struktūras par dzimšanas ordenis no haoss evolūcijas procesā ["Dievs \u003d ģenerators no dažādības" © C. Avetisyan] Vietējā kārtībā - norāda uz bojātām teritorijām
33. 33. Tests: "Kas uzminētu, ka grafīts ir stabils oglekļa allotrops parastā spiedienā?" (Maddox, 1988) trīsdimensiju SP2 struktūra, ierosinātā šautene ir pareizi prognozēts R. Hoffmann (1983) kā stabilu fāzi 1 ATM struktūra ar zemu sp3- hibridizācija enerģijas ilustrē SP2-hibridizāciju oglekļa ķīmijas sp hybridization (karbīnes)
34. Tests: augstspiediena fāzes ir arī reproducēts pareizi100 GPA: dimanta stabils 2000 GPA: BC8 fāzes stabils + atrasts metastable fāze, izskaidrojot metastable BC8 silīcija fāzes "Superhard Graphite" ir zināms (Kasper, 1964) (LI, ARO, MA, et al. , PRL 2009)
35. 35. atklājums ar USPEX:
36. 36. 3. Materiāli no datora
37. 37. Jaunu materiālu atvēršana: joprojām eksperimentālā paraugu un kļūdu "Man nav cieš (desmit tūkstoši) neveiksmes, bet tikai atvēra 10000 nesaistītus veidus" (Ta Edison)
38. 38. Meklēt blīvuma vielu: vai oglekļa modifikācijas ir iespējamas blīvs dimants? Jā, Almazalmaz struktūra ir mazākais atomu tilpums vislielāko nesaskaņojamību starp visu jauno struktūru, elementiem (un savienojumiem). Stingrāka dimants! (Zhu, Aro, et al., 2011)
39. 39. Oglekļa un silīcija formu analoģija ļauj saprast jauno oglekļa veidlapu blīvumu. Jaunas struktūras, 1,1-3,2% blīvs dimants, ļoti augsts (līdz 2.8!) Refriži un dispersija Light Diamond HP3 struktūra TP12 struktūra TI12 struktūraIO2 Crystobalite SiO2 Quartz SiO2 KITIT fāze SIS2 augsta spiediena
40. 40.
41. 41. Visgrūtākais oksīds - TiO2? (Dubrovinsky et al., Daba 410, 653-654 (2001)) Nishio-Hamane (2010) un al-khatatbeh (2009): kompresijas modulis ~ 300 GPA, nevis 431 GPA. Lyakhov & Aro (2011): Spiediena eksperimenti ir ļoti sarežģīti! Cietība nav augstāka par 16 GPA! TO2 SOFTER SIO2 ir Washovite (33 GPA), B6O (45 GPA), Al2O3 korunds (21 GPA).
42. 42. Vai ir iespējama cietākā dimanta oglekļa formas? Ne. Materiāls modelis Li Lyakhov EXP. Cietība, entalpija, et al. GPA EV / atom (2009) (2011) Almaz 89,7 0,000 dimanta 91.2 89,7 90 Lonsdalet 89.1 0.026 Grafīts 57.4 0,17 0,14 C2 / m 84.3 0.163 0.14 C2 / m 84.3 0.163 TiO2 rutila 12,4 12,3 8-10 I4 / mmm 84.0 0.198 β-si3n4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 21 CMCM 83.5 0.282SIO2 Sticks 31,8 30,8 33 P2 / M 83.4 0.166 I212121 82,9 0,784 FMMM 82.2 0,322 CMCM 82.0 0.224 P6522 81.3 0.1211 Visas cietās konstrukcijas ir balstītas uz SP3 hibridizācijas evolūcijas aprēķinu
43. 43. Aukstā grafīta saspiešana dod M-Carbon, nevis dimantu! M-ogleklis ierosināja 2006. gadā 2010. - 2012. Gadā. Tenkalternative struktūras (W-, R-, S-, Q-, X-, Y-, S-, Q-, X-, R-, S-, Q-, X-, Y-, Z-Carbon uc) M-oglekļa apstiprina ar Jauni-master eksperimenti M-oglekļa vieglāk veidojas no grafīta grafīta BCT4-oglekļa grafīta m oglekļa grafīta dimanta
44. 44. M-Carbon - jauna oglekļa forma Alazgrafite LonsdaleT Teorētiskās fāzes oglekļa diagramma M-Carbon-Spool Carbines
45. 45. Viela zem spiediena dabā P.W. Bridgman 1946. Nobela laureāts (Fizika) 200x veikals: 100 gp \u003d 1 mbar \u003d
46. Neptūns ir iekšējs siltuma avots - bet Ch4 no kurienes? Urāns un Neptūns: H2O: CH4: NH3 \u003d 59: 33: 8. Neptūns ir iekšējais enerģijas avots (Hubbard'99). Ross'81 (un Benedetti'99): Ch4 \u003d C (dimanta) + 2h2. Diamond Drop-Home avots siltuma Neptūna? Teoria (ancilotto'97; Gao'2010) Tas apstiprina. Metāns ogļūdeņražu dimants
47. 47. Ecēšas ir starp metāliem un nemetāliem, un tās unikālās struktūras ir jutīgas pret B piemaisījumiem, temperatūru un pressurealfa-B beta-b t-192
48. 48. Bora atvēršanas un izpētes vēsture ir pilna ar pretrunām un detektīvs pagriezieniem B 1808: J.L.Gay-Lussac un H.Davy paziņoja par jauna elementa atvēršanu - boron.j.l. Gay-Lussac H. Davy 1895: H. Moissan pierādīja, ka viņu vielas atver ne vairāk kā 50-60% bora. Tomēr Moissan materiāls arī izrādījās savienojums ar bora saturu, kas ir mazāks par 90%. H. Moissan 1858: F. Wöhler aprakstīja 3 Bora modifikācijas - "Diamond", "Graphite" un "Colek-Like". Visi trīs bija savienojumi (piemēram, ALC12 un B48C2AL). 2007: ~ 16 kristāla modifikācijas tika publicēti (lielākā daļa ir savienojumi?). Nav zināms, kurš forma ir visvairāk stabilākais. F. Wöhler.
49. 49. zem spiediena Boh veido daļēji jonu struktūru! B 2004: Chen un Szozhenko: sintezēta jauna modifikācija bora, bet nevarēja atrisināt savu struktūru. 2006: Joganovs: noteicis struktūru, pierādīja savu stabilitāti. 2008: Syboltenko, Kurakvich, jogāns - šis posms ir viens no cietajiem slavenām vielām (Cietība 50 GPA). Rentgena difrakcija. No augstāk - teorija, no zemāk - eksperimentēšanas struktūra Gamma-Bors: (B2) Δ + (B12) Δ-, Δ \u003d + 0,5 (ARO et al., Daba 2009). Visvairāk (pa kreisi) un vismaz (pa labi) stabili elektroni.
50. 50. Bora pirmās fāzes diagramma - pēc 200 gadu pētījumiem! Bohr Flazing Chart (Aro et al., Daba 2009)
51. 51. Nātrija metāls, kas lieliski aprakstīts ar bezmaksas elektronu modeli
52. 52. Saskaņā ar nātrija spiedienu maina tās būtību - "Alķīmiskā transformācija" Na 1807: nātrija atvēra Gamphrey Davy. 2002: Hanfland, Syassen, et al. - pirmā norāde uz ļoti sarežģītu ķīmiju. Davy nātrija zem spiediena virs 1 mbar. Gregornz (2008) - sīkāki dati. Saskaņā ar nātrija spiedienu daļēji D-metāls!
53. 53. Mēs prognozējām jaunu struktūru, kas ir pārredzama ne-metallo! Nātrija kļūst caurspīdīgs ar spiedienu ~ 2 mA, eremets, aro et al., Daba 2009) elektroni ir lokalizēta "tukšajā vietā" struktūras, tas padara saspiestu nātrija nestementalolu
54. Minerālu pētījums ir ne tikai estētiska veidošanās, bet arī praktiski svarīgs zinātniskais virziens, pazeminot kušanas temperatūru, koksnes piemaisījumi tiek izkausēti 70 C. sakausējuma bi-pb-sn-cd-in-tl 41,5 s!
55. 64. Kāds ir zemes iekšējās kodola sastāvs? Kodols ir nedaudz mazāk blīvs nekā tīrais dzelzs. FE kodolā sakausējumā ar gaismas elementiem, piemēram, S, Si, O, C, H. FE-C un FE-H sistēmās, jauni savienojumi ir paredzami (Feh4!). Ogleklis var būt kodolā lielos daudzumos [Bazhanovs, Joganovs, Gianola, UFN 2012]. Oglekļa īpatsvars iekšējā serdenī, kas nepieciešams, lai izskaidrotu tās blīvumu
56. 65. Slāņa D "(2700-2890 km) daba ilgu laiku saglabājās noslēpums" - karsto mantleti plūsmu sakne, ko MgSio3 ir ~ 75 vol.% No slāņa dedzīguma D ": Seismiskā plaisa, \\ t Anisotropyvpimatic anisotropija CORDERITE COLOR!
57. 66. Riddrage - jaunā minerālu, MGSIO3 Post-Pervertoving Layer D "(2700-2890 km) fāzes diagramma d" MgSio3 pārtraukums izskaidro, ka esamība ir slāņa D "ļauj aprēķināt tās temperatūru izskaidro Gravera D "Grauzas" diena Perovskitely dzesēšana no Zemes D "Proment par dzīvsudrabu un Mars paredzēja jaunu ģimeni minerālvielu samazinājās - Tschauner (2008)
58. 67. Vielas struktūra ir pasaules zināšanu atslēga. Struktūras. Definīcija
59. 68. Pateicība: Mani studenti, maģistranti un maiņas: a. Lyakhov Y. Ma S.E. Boulfelfel c.w. Stikls Q. Zhu Y. Xie kolēģi no citām laboratorijām: F. Zhang (Pērta, Austrālija) C. Gatti (U. Milano, Itālija) G. Gao (Jilin Universitāte, Ķīna) A. Bergara (U. Basku zeme, Spānija) I. Errea (U. Basku zeme, Spānija) M. Martinez-Canales (UCL, UK) C. HU (Guilin, China) M. SALVADO & P.PERTIERRA (Oviedo, Spānija) VL Sybolnko (Parīze) D.YU. Pushchashovsky, v.v. Brazds (Maskava) Lietotāji lietotāji (\u003e 1000 cilvēki) - http://han.ss.sunysb.edu/~uspex

Mēs publicējam tekstu lekciju lasīt Profesors pie Universitātes New York, AdmaIn Profesors MSU, Goda profesors Guilign University Artēvs Ohanovs 8 2012. gada septembris saistībā ar ciklu "Public lekcijas" Polit.ru "pie brīvdabas grāmatu festivālāGrāmatzīmi. Mākslas parkā "Museon".

"Poliant.ru publiskās lekcijas" tiek turētas ar atbalstu:

Teksta lekcija

Es esmu ļoti pateicīgs šo festivāla organizatoriem un "Polit.ru" uzaicinājumu. Man ir liels gods izlasīt šo lekciju; Es ceru, ka viņa būs interesanta jums.

Lekcija ir tieši saistīta ar mūsu nākotni, jo mūsu nākotne nav iespējama bez jaunām tehnoloģijām, tehnoloģijām, kas saistītas ar mūsu dzīves kvalitāti, šeit ir iPad, šeit ir mūsu projektors, visas mūsu elektronikas, enerģijas taupīšanas tehnoloģijas, tehnoloģijas, kas tiek izmantotas Notīriet vidi, tehnoloģijas, kas tiek izmantotas medicīnā un tā tālāk - tas viss ir atkarīgs no jauniem materiāliem, jaunām tehnoloģijām ir nepieciešami jauni materiāli, materiāli ar unikālām īpašām īpašībām. Un kā šie jaunie materiāli var tikt izstrādāti nevis laboratorijā, bet datorā, dosies stāsts.

Lekcija tiek saukta: "Jaunu materiālu datora dizains: sapnis vai realitāte?". Ja tas bija ļoti sapnis, lekcija nebūtu jēga. Sapņi ir kaut kas, nevis no realitātes zonas. No otras puses, ja tas jau būtu pilnībā īstenots, lekcijai nav jēgas, jo jaunā veida metodoloģija, ieskaitot teorētisko skaitļošanu, kad tās jau ir pilnībā attīstītas, pārvietojas no zinātnes izlādes kategorijā rūpniecības kategorijā Rutīnas problēmas. Faktiski, šī joma ir pilnīgi jauna: datora dizains jaunu materiālu ir kaut kur mūsdienīgs starp sapni - tas, ka tas nav iespējams, ko mēs sapņojam par brīvā laika pavadīšanu - un realitāti, tas nav līdz beigām pabeigtās zonas, kas ir teritorija, kas attīstīta tieši tagad. Un šī joma ļaus tuvākajā nākotnē atkāpties no tradicionālās jauno materiālu, laboratorijas atvēršanas metodes un doties uz datoru dizaina materiāliem, būtu lētāk un ātrāk, daudzos veidos, pat uzticamākus. Bet kā to izdarīt, es saku. Tas ir tieši saistīts ar prognozēšanas problēmu, prognozi par vielas struktūru, jo vielas struktūra nosaka tās īpašības. Dažādas struktūra vienas un tās pašas vielas, teiksim, oglekļa, nosaka superteraldu dimantu un super vardimensiju grafītu. Struktūra šajā gadījumā ir viss. Vielas struktūra.

Kopumā, mēs svinam simtgadi pirmajiem eksperimentiem šogad, kas ļāva atvērt struktūru vielas. Ļoti sen, ar seniem laikiem, cilvēki izvirzīja hipotēzi, ka viela sastāv no atomiem. To var atrast, piemēram, Bībelē dažādās Indijas epikā, un diezgan detalizētas atsauces uz to var redzēt no demokrātijas un Lucrta Kara. Un pirmais pieminēt, kā viela ir sakārtota, jo šī viela sastāv no šīm diskrētām daļiņām, atomiem, pieder pie Johana Kepleru, lieliska matemātika, astronoms un pat astrologs - tajā laikā astroloģija tika uzskatīta par zinātni, diemžēl. Kepler vērsa pirmos attēlus, kuros viņš paskaidroja snowflakes sešstūra formu un Keplera ierosināto ledus struktūru, lai gan tas atšķiras no realitātes, daudzos aspektos tas ir līdzīgs. Tomēr, tomēr hipotēze par vielas atomu struktūru saglabājās hipotēze līdz 20. gadsimtam, līdz pirms simts gadiem pirmo reizi šī hipotēze nebija zinātniski pierādīta. Viņa kļuva pierādīta ar manu zinātni, kristalogrāfiju, zinātne salīdzinoši jaunu, kas dzimis vidū 17.gadsimta, 1669 ir oficiālais dzimšanas datums kristalogrāfijas zinātnes, un izveidoja savu brīnišķīgo Dānijas zinātnieku Nikolai Wyton. Faktiski viņa vārds bija Niels Szensen, viņš bija dāns, latinizēts nosaukums - Nikolajs Wallon. Viņš nodibināja ne tikai kristalogrāfiju, bet vairākas zinātniskās disciplīnas, un tas formulēja pirmo kristalogrāfijas likumu. No šī laika kristalogrāfija atvadu trajektorijā sāka attīstību.

Nikolajs Stenon bija unikāla biogrāfija. Viņš kļuva ne tikai vairāku zinātņu dibinātājs, bet arī ierindojās Svēto katoļu baznīcas seju. Kristalogrāfs bija arī lielākais vācu dzejnieks goethe. Un Goethe pieder kotācijai, ka kristalogrāfija ir neproduktīva, pastāv iekšā pati, un kopumā šī zinātne ir pilnīgi bezjēdzīga, un nav skaidrs, kāpēc tas ir nepieciešams, bet kā puzzle ir ļoti interesanta, un tāpēc, ka tas piesaista ļoti gudru, un tas ir ļoti gudrs cilvēkiem. Tāpēc runāja Goethe populārā izlaižamā lekciju, kuru viņš lasīja kaut kur uz Baden kūrortiem, kas bagāti ar tukšgaitas dāmām. Starp citu, ir minerāls, ko sauc par goethe godu, iet prom. Ir jāsaka, ka tajā laikā kristalogrāfija patiešām bija diezgan bezjēdzīga zinātne, kas tiešām ir dažu matemātikas Sharad un Puzzles līmenī. Bet laiks pagājis, un pirms 100 gadiem, kristalogrāfija iznāca no šādas zinātnes kategorijas sevī un kļuva par ārkārtīgi noderīgu. Pirms tam bija liels traģēdija.

Es atkārtoju, vielas atomu struktūra saglabājās hipotēze līdz 1912. gadam. Lielais Austrijas fiziķis Ludvigs Boltzman uzcēla visus savus zinātniskos argumentus par šo hipotēzi par vielas atomu, un daudzi no viņa pretiniekiem bija nopietni kritizējuši: "Kā jūs varat veidot visas savas teorijas par nepieredzētu hipotēzi?" Ludvigs Boltzman šīs kritikas ietekmē, kā arī vāju veselību, kas izdarīts 1906. gadā. Viņš piekārt sevi, kas ir atvaļinājumā ar ģimeni Itālijā. Tikai 6 gadus vēlāk bija pierādīta vielas atomu struktūra. Tātad, ja viņš būtu nedaudz vairāk pacienta, viņš būtu mēģinājis pār visiem saviem pretiniekiem. Pacietība dažkārt nozīmē vairāk nekā prāts, pacietība nozīmē vairāk nekā pat ģēnijs. Tātad - kādi bija šie eksperimenti? Šos eksperimentus veica Max von Laue, precīzāk, viņa absolvents studentiem. Max von Laue pats neveica šādus eksperimentus, bet ideja piederēja viņam. Ideja bija tā, ka, ja viela patiešām sastāv no atomiem, ja vien tas ir pieņemts, ka Kepler regulāri tika uzcelta kristāla periodā, tad jāievēro paaugstināta parādība. Neilgi pirms rentgena atklāšanas. Fizika līdz tam laikam jau bija labi saprotami, ka, ja radiācijas viļņa garums ir salīdzināms ar periodiskuma ilgumu - raksturīgo objekta garumu, šajā gadījumā - kristāls, tad difrakcijas parādība jāievēro. Tas ir, stari ceļos ne tikai stingri taisnā līnijā, bet arī novirzīties uz pilnīgi stingri noteiktiem leņķiem. Tādējādi kristāls jāievēro daži pilnīgi īpašs priekšstats par rentgena difrakciju. Bija zināms, ka rentgena starojuma viļņa garumam jābūt līdzīgai atomu lielumam, ja pastāv atomi, tika veiktas atomu izmēru aplēses. Tādējādi, ja vielas struktūras atomu hipotēze ir pareiza, jāievēro kristālu rentgena difrakcija. Ko varētu vieglāk pārbaudīt?

Vienkārša ideja, vienkāršs eksperiments, par kuru nedaudz vairāk nekā gadu, Sūdzība Ieguva Nobela prēmiju fizikā. Un mēs varam mēģināt pavadīt šo eksperimentu. Bet, diemžēl, tagad pārāk gaisma, lai šis eksperiments varētu ievērot visu. Bet varbūt mēs to izmēģināsim ar vienu liecību? Kas varētu nākt šeit un mēģināt ievērot šo eksperimentu?

Redzēt. Šeit ir lāzera rādītājs, mēs spīdam viņai - un kas notiek šeit? Mums nav rentgena staru, bet optisko lāzeru. Un tas nav kristāla struktūra, un tās attēls uzpūsts par 10 tūkstošiem reižu: bet galu galā lāzera viļņa garums ir 10 tūkstoši reižu augstāks nekā rentgena starojuma viļņa garums, un tādējādi difrakcijas stāvoklis atkal ir izgatavots - viļņa garuma salīdzināmība ar kristāla režģa periodu. Šeit mēs skatāmies uz objektu, kurā nav regulāru struktūru, šķidrumu. Šeit, Oļegs, turiet šo attēlu, un es spīdīšu lāzeru, tuvāk, attēls būs mazs, jo mēs nevaram projicēt ... izskatu, jūs redzat gredzenu šeit, iekšpusē - punkts, kas raksturo tiešu pāreju no . \\ T Bet gredzens ir difrakcija no neorganizētās šķidruma struktūras. Ja kristāls ir pirms mums, tad attēls būs pilnīgi atšķirīgs. Jūs redzat, mums ir daudz staru, kas novirza stingri noteiktus leņķus.

Oļegs (brīvprātīgais):Iespējams, tāpēc, ka vairāk atomu ...

Artyom Yoganov: Nē, sakarā ar to, ka atomi atrodas stingri noteiktā veidā, mēs varam novērot šādu difrakcijas attēlu. Šis attēls ir ļoti simetrisks, un tas ir svarīgi. Pieņemsim atrast Oļegu par izcili veiktu eksperimentu, kas ļautu Nobela balvu pirms 100 gadiem.

Nākamais - nākamajā gadā BRAGG tēvs un dēls iemācījās atšifrēt difrakcijas attēlus, noteikt kristāla struktūras. Pirmās struktūras bija ļoti vienkāršas, bet tagad, pateicoties jaunākajām metodēm, par kurām Nobela prēmija tika piešķirta 1985. gadā, jau ir iespējams atšifrēt jau ļoti, ļoti sarežģītas struktūras, pamatojoties uz eksperimentu. Šeit ir eksperiments, ko es un Oļegs reproducēt. Šeit ir avota struktūra, ir benzola molekula, un Oļegs novēroja šādu difrakcijas attēlu. Tagad, izmantojot eksperimenta palīdzību, ir iespējams atšifrēt ļoti sarežģītas struktūras, jo īpaši kvazikrijas struktūru un atsaužot kvazicistālu, šo jauno cietās vielas stāvokli, pagājušajā gadā tika dota Nobela ķīmijas piemaksa. Cik dinamika ir šī teritorija, kādi pamata atklājumi tiek veikti mūsu gadsimtā! Olbaltumvielu un citu bioloģiski aktīvo molekulu struktūru dekodē arī rentgena mācīšanās difrakcija, šī lieliskā kristalogrāfiskā metode.

Tātad, mēs zinām, ka dažādas vielas valstis: pasūtīts kristālisks un kvazicistālisks, amorfs (nesakārtots cietviela), kā arī šķidrais, gāzveida stāvoklis un dažādas vielas polimēru stāvokļi. Zinot struktūru vielas, jūs varat prognozēt daudzas un daudzas tās īpašības, un ar lielu uzticamību. Šeit ir magnija silikāta, tipa perovskīts. Zinot aptuvenās atomu pozīcijas, jūs varat prognozēt, piemēram, tik diezgan grūts īpašums, kā elastīgs konstante - šo īpašumu apraksta ar rangu tenzoru ar daudziem komponentiem, un šo sarežģīto īpašumu jūs varat prognozēt ar eksperimentālu precizitāti, zinot tikai atomu stāvoklis. Un viela ir diezgan svarīga, tas ir 40% no mūsu planētas apjoma. Tas ir visizplatītākais materiāls uz zemes. Un tagad saprast šīs vielas īpašības, kas pastāv augstā dziļumā, ir iespējams, zinot tikai atomu atrašanās vietu.

Es vēlētos mazliet pastāstīt par to, kā īpašuma īpašības ir saistītas kā vielas struktūras prognozēšana, lai varētu paredzēt jaunus materiālus, un to, kas ir darīts ar šāda veida metodēm. Kāpēc ledus vieglāks nekā ūdens? Mēs visi zinām, ka aisbergs peld un nav noslīcināt, mēs zinām, ka ledus vienmēr ir uz upes virsmas, nevis apakšā. Kas noticis? Lieta ir struktūrā: ja paskatās uz šo ledus struktūru, tad jūs redzēsiet lielus sešstūra iztukšojumus tajā, un, kad ledus sāk izkausēt, ūdens molekulas aizsprostot šos sešstūra tukšumu, jo šī ūdens blīvums kļūst lielāks nekā ledus blīvums. Un mēs varam pierādīt, kā šis process notiek. Es jums parādīšu īsu filmu, rūpīgi izskatāmies. Kušanas sāksies ar virsmām, tāpēc tas tiešām notiek, bet tas ir datora aprēķins. Un jūs redzēsiet, kā kušanas izplatīšanās iekšā ... molekulas pārvietojas, un jūs redzat, kā šie sešstūra kanāli ir aizsērējuši, un ir zaudēta pareizība struktūras.

Loda ir vairāki dažādas formasun ļoti interesanta ledus forma, kas iegūta, ja jūs iegūstat ledus struktūras tukšumu ar viesu molekulām. Bet arī pati struktūra mainīsies. Es runāju par tā saukto gāzes hidrātu vai clathrates. Jūs redzat ūdens molekulu rāmi, kurās ir tukšumi, kuros viesu molekulas vai atomi ir klāt. Viesu molekulas var būt metāns - dabasgāze, var būt oglekļa dioksīds, varbūt, piemēram, atoms Xenon, un katram no šiem gāzes hidrates ir interesants stāsts. Fakts ir tāds, ka metāna hidrates rezerves satur 2 kārtas lielāku lielumu dabasgāzenekā tradicionālie gāzes noguldījumi. Šāda veida noguldījumi atrodas, kā likums, uz jūras plaukta un permafrost zonās. Problēma ir tā, ka cilvēki vēl nav iemācījušies droši un rentabli iegūt gāzes no tiem. Ja šī problēma ir atrisināta, cilvēce varēs aizmirst par enerģētikas krīzi, mums būs praktiski neizsmeļams enerģijas avots nākamajiem gadsimtiem. Ūdeņraža oglekļa dioksīds ir ļoti interesants - to var izmantot kā drošu lieko oglekļa dioksīda apglabāšanu. Jūs lejupielādējat oglekļa dioksīdu zem zema spiediena ledus un mest to uz jūras gultnes. Šis ledus ir pilnīgi mierīgi, ir daudzi tūkstoši gadu. Ksenona hidrāts kalpoja kā Xenon Anestēzijas skaidrojums, hipotēze, kas pirms 60 gadiem nominēja Grand Crystalochemist Linus Polingom: Fakts ir tāds, ka, ja persona tiek dota, lai paaugstinātu ksenonu zem zema spiediena, cilvēks pārtrauc sajust sāpes. Tas tika izmantots, un šķiet, ka tagad tiek izmantots anestēzijai ķirurģiskajās operācijās. Kāpēc?

Xenon zem zema spiediena veido savienojumus ar ūdens molekulām, veidojot to pašu gāzes hidrātu, kas aizsprosto elektriskā signāla izplatīšanos uz cilvēka nervu sistēmu. Un sāpju signāls no darbināmās auduma vienkārši nesasniedz muskuļus, jo tas ir tieši ar šādu struktūru, ksenona hidrātu. Tā bija pirmā hipotēze, varbūt patiesība ir sarežģītāka, bet nav šaubu, ka patiesība ir tuvu. Kad mēs runājam par šādām porainām vielām, nav iespējams atcerēties mikroporārus silikātus, tā sauktos ceolītos, kas ir ļoti plaši izmantoti rūpniecībā katalīzei, kā arī molekulu atdalīšanai ar eļļas krekingu. Piemēram, oktāna un mezociedru molekulas ir lieliski atdalītas ar ceolītiem: tas ir tāda pati ķīmiskā formula, bet molekulu struktūra ir nedaudz atšķirīga: viena no tām ir garš un plāns, otrais ir īss un biezs. Un tas, kurš ir plāns, iet caur tukšumiem struktūras, un tas, kas ir biezs, ir izsijāts, un tāpēc šādas struktūras, šādas vielas sauc molekulāro sietu. Šie molekulārie sieti tiek izmantoti, lai attīrītu ūdeni, jo īpaši ūdeni, ko dzeram, mūsu celtņos, tai vajadzētu iet caur vairākiem filtriem, tostarp ar zeolītu palīdzību. Tādējādi jūs varat atbrīvoties no piesārņojuma ar dažādiem ķīmiskajiem piesārņotājiem. Ķīmiskie piesārņotāji dažreiz ir ļoti bīstami. Stāsts zina piemērus, kā saindēšanās smagie metāli izraisīja ļoti skumjus vēsturiskos piemērus.

Spriežot visā dzīvsudraba saindēšanās upuru bija pirmais pirmais Ķīnas imperators - Qin Shihuandi un Ivans briesmīgais, un tā sauktā Crazy Hat tika pētīta ļoti labi, 18-19 gadsimtos Anglijā bija visa klase cilvēku, kas strādā Hat Industry bija ļoti agri neiroloģiska slimība, ko sauc par traks cepuri slimību. Viņu runa kļuva nesakarīga, viņu rīcība ir bezjēdzīga, to ekstremitātes tika nekontrolētas drebēja, un tie nokrita demences un trakums. Viņu ķermenis pastāvīgi saskaras ar dzīvsudrabu, jo tās iemērc šīs cepures dzīvsudraba sāļu risinājumos, kas nokrita savā ķermenī un skāra nervu sistēmu. Ivans Grozny bija ļoti progresīvs, labs karalis 30 gadu vecumā, pēc tam viņš bija mainījis nakti - un kļuva par ārprātīgu tirānu. Kad viņa ķermenis tika parādīts, izrādījās, ka viņš ir strauji deformējuši kaulus, un tie satur milzīgu dzīvsudraba koncentrāciju. Fakts ir tāds, ka ķēniņš cieta no nopietna artrīta formas, un tajā laikā artrīts tika ārstēts ar berzes dzīvsudraba ziedēm - tas bija vienīgais līdzeklis, un, iespējams, tikai dzīvsudrabs izskaidro dīvaino Ivāna trakumu briesmīgā. Qin Shihuandi, persona, kas radīja Ķīnu savā pašreizējā formā, 36 gadus veca, un pirmie 12 gadi viņš bija leļļu viņa mātes rokās, īres, viņa stāsts ir līdzīgs Hamleta vēsturei. Māte un viņas mīļākais nogalināja savu tēvu, un tad mēģināja atbrīvoties no sevis un stāsts ir briesmīgs. Bet tas bija obligāti, viņš sāka valdīt sevi - un 12 gadus viņš pārtrauca pilsoņu karu starp 7 Ķīnas 7 karaļvalstīm, kas ilga 400 gadus, Apvienoto Ķīnu, viņš apvienoja svara svaru, naudu, vienotu ķīniešu rakstīšanu, viņš svars Uzcelta lieliska ķīniešu siena, viņš uzcēla 6, 5 tūkstošus kilometru attālumā no automaģistrālēm, kas joprojām tiek izmantoti, kanāli, kas joprojām tiek izmantoti, un tas ir darījis vienu personu, bet pēdējos gados viņš cieta dīvainu mānijas trakuma formu. Viņa alķīmi, lai padarītu viņu nemirstīgu deva viņam dzīvsudraba tabletes, viņi uzskatīja, ka tas padarītu viņu nemirstīgu, kā rezultātā šī persona, acīmredzot, izceļas pēc nejaušības veselības, nomira, nedzīvoja un līdz pat 50 gadiem, un pēdējos gados no šīs īsās dzīves bija visrocheted trakums. Svina saindēšanās, iespējams, viņa upuri daudzu romiešu imperatoru: Romā tur bija svina ūdens caurules, akvedukts, un ir zināms, ka ar svina saindēšanās, daži smadzeņu departamenti tiek sagriezti, ir iespējams redzēt to pat tomogrāfiskos attēlus, Intelligence Falls, IQ Falls, persona kļūst ļoti agresīva. Svina saindēšanās - līdz šai dienai lielas nepatikšanas daudzās pilsētās un valstīs. Lai atbrīvotos no šāda veida nevēlamas sekas, mums ir jāizstrādā jauni materiāli vides tīrīšanai.

Interesanti materiāli, kas nav pilnībā izskaidroti, ir supravadītāji. Supravadītspēja bija arī atvērts pirms 100 gadiem. Šī parādība lielā mērā ir eksotiska, tā bija atklāta atvērta. Vienkārši atdzesējot dzīvsudrabu šķidrā hēlijā, elektriskā pretestība tika mērīta, izrādījās, ka tas nokrīt gludi līdz nullei, un vēlāk izrādījās, ka supravadītāji pilnībā piespiež magnētisko lauku un spēj braukt magnētiskā laukā. Šīs divas īpašības supravadītāji tiek izmantoti diezgan plaši augsto tehnoloģiju lietojumprogrammās. Par supravadītspējas veids, kas tika atvērts pirms 100 gadiem, tika paskaidrots, paskaidrojums bija prasīts pusgadsimtu, šis skaidrojums atveda Nobela prēmijas John Bardin un viņa kolēģiem. Bet tad 1980. gados jau mūsu gadsimtā tika atvērts jauna veida supravadītspējas, un labākie supravadītāji pieder pie šīs klases augstas temperatūras supravadītājiem, pamatojoties uz vara. Interesanta iezīme ir tāda, ka šāda supravadītspēja joprojām nav skaidrojumu. Pieteikumi no supravadītājiem daudz. Piemēram, izmantojot supravadītājus izveidot spēcīgākos magnētiskos laukus, un tas tiek izmantots magnētiskās rezonanses attēlveidošanā. Magnētiskās velmēšanas vilcieni uz magnētisko velmēšanu - vēl viens pieteikums, un šeit ir foto, ko es personīgi darīju Šanhajā šādā vilcienā - redzams ātruma indikators 431 kilometros stundā. Dažreiz supravadītāji ir ļoti eksotiski: jau 30. Organiskie supravadītāji ir zināmi 30 gadus veci, t.i. oglekļa bāzes supravadītāji, izrādās, pat dimantu var veikt, ievadot to nelielu daudzumu bora atomiem. Grafīts var arī padarīt supravadītāju.

Šeit ir interesanti vēsturiski paralēli par to, kā materiālu īpašības vai viņu nezināšana var būt letālas sekas. Divi stāsti, kas ir ļoti skaisti, bet, acīmredzot, ir vēsturiski nepareizi, bet es joprojām pastāstīšu viņiem, jo \u200b\u200bskaists stāsts dažkārt ir labāks par patiesu stāstu. Populārā zinātnes literatūrā, tas ir ļoti bieži iespējams, lai apmierinātu atsauces uz to, kā efekts alvas mēris - un tās paraugu - iznīcināja ekspedīcija Napoleon Krievijā un kapteinis Scott uz dienvidu polu. Fakts ir tāds, ka alvas temperatūrā 13 grādiem pēc Celsija iziet no metāla (tas ir balts alvas) uz pelēku alvu, pusvadītāju, bet blīvums samazinās strauji - un alvas nokrīt. To sauc par "alvas mēru" - skārda vienkārši ir saspiests. Un šeit ir stāsts, ka es neesmu izpildījis pilnu paskaidrojumu. Napoleons ierodas Krievijā ar 620 tūkstošdimeņu, dod tikai dažas salīdzinoši nelielas cīņas - un tas nāk tikai par Borodinu tikai 150 tūkstošiem cilvēku. 620 nāk Borodin gandrīz bez kaujas nāk 150 tūkstoši. Ar Borodinu, apmēram 40 tūkstoši upuru, tad atkāpšanās no Maskavas - un 5 tūkstoši cilvēku sasniedz Parīzi. Starp citu, un atkāpšanās bija gandrīz bez cīņas. Kas notiek? Kā no 620 tūkstošiem bez cīņas braukt līdz 5 tūkstošiem? Ir vēsturnieki, kuri apgalvo, ka ir vainīgi par visu alvu mēru: pogas uz formas karavīriem tika izgatavotas no alvas, alvas sabruka, tiklīdz aukstums nāca, - un karavīri izrādījās patiesībā kails krievu salnā. Problēma ir tā, ka pogas tika izgatavotas no netīras alvas, kas ir nepārtraukti alvas mēris.

Ļoti bieži jūs varat redzēt populārā zinātnē presē pieminēt, ka kapteinis Scott dažādās versijās vai nu ar sevi lidmašīnām, kurās degvielas tvertnes bija alvas lodes, vai konservi alvas bankās atkal sabruka, un ekspedīcija nomira no bada un aukstuma. Es tiešām izlasīju kapteiņa Scott dienasgrāmatas - viņš nav minējis nevienu lidmašīnu, viņam bija daži Aerosani, bet atkal viņš neraksta par degvielas tvertni, un viņš arī neraksta par konservētu pārtiku. Tātad šīs hipotēzes, acīmredzot, ir nepareizas, bet ļoti interesantas un pamācošas. Un atcerieties, ka alvas mēris jebkurā gadījumā ir noderīga, ja jūs dodaties uz auksto klimatu.

Šeit ir vēl viena pieredze, un tad man būs nepieciešams verdošs ūdens. Vēl viens efekts, kas saistīts ar materiāliem un to struktūru, kas nebūtu ieradusies vienai personai, - formu ietekme, arī atklāta diezgan nejauši. Šajā attēlā jūs redzat, ka mani kolēģi no šī stiepļu diviem burtiem: T U, Tehniskā universitāte, tās ir apgrūtinājušas šo veidlapu augstās temperatūrās. Ja pasūtāt kādu veidlapu augstās temperatūrās, materiāls atcerēsies šo veidlapu. Jūs varat padarīt sirdi, piemēram, lai dotu mīļoto un teikt: šī sirds atcerēsies manas jūtas uz visiem laikiem ... tad šo formu var iznīcināt, bet tiklīdz jūs to ievietojat karstā ūdenī, forma tiek atjaunota, tā ir atjaunota izskatās kā maģija. Jūs tikko lauza šo veidlapu, bet ievietojiet karstā ūdenī - veidlapa tiek atjaunota. Un tas viss ir saistīts ar ļoti interesantu un diezgan plānu strukturālu transformāciju, kas notiek šajā materiālā 60 grādu Celsija temperatūrā, tāpēc viņiem ir nepieciešams karsts ūdens mūsu pieredzē. Un tāda pati transformācija notiek gan tērauda, \u200b\u200bbet tēraudā tas notiek pārāk lēni - un formas efekta atmiņa nenotiek. Iedomājieties, ja tērauds arī parādīja šādu efektu, mēs dzīvotu pilnīgi citā pasaulē. Formas formas ietekme atrod daudz pieteikumu: zobu kronšteini, sirds šunts, dzinēja daļas lidmašīnās, lai samazinātu troksni, tapas gāzes cauruļvados un naftas cauruļvados. Un tagad man ir nepieciešams cits brīvprātīgais ... lūdzu, kas ir jūsu vārds? Vika? Mums būs nepieciešama palīdzība Wiki ar šo vadu, tas ir stieples atmiņas vads. Tas pats sakausējuma nitinols, niķeļa un titāna sakausējums. Šis vads tika rūdīts taisnā stieples veidā, un tas atcerēsies šo veidlapu uz visiem laikiem. Vika, ņemiet kādu no šī stiepļu un viņa jebkuru ceļu uz izspiešanu, lai tas būtu netiešāks, cik vien iespējams, tikai mezgli nav sasaistīti: mezgls nepaceļ. Un tagad viņi poking viņam verdošā ūdenī, un vads atcerēsies šo veidlapu ... labi, kā, iztaisnot? Šo efektu var novērot uz visiem laikiem, es droši vien redzēju viņu tūkstoš reižu, bet katru reizi, kā bērns, es izskatu un apbrīnoju, kāda ir skaista ietekme. Pieņemsim kāpt uz viku. Būtu jauki, ja mēs uzzinājām tādus materiālus, lai prognozētu datorā.

Bet es. optiskās īpašības Materiāli, kas ir arī pilnīgi netrivi. Izrādās, daudzi materiāli, gandrīz visi kristāli, sadalot gaismas gaismu uz divām sijām, kas ceļo dažādos virzienos un dažādos ātrumos. Tā rezultātā, ja jūs skatāties caur kristālu uz kādu uzrakstu, tad uzraksts vienmēr būs mazliet. Bet, kā likums, neatšķiras mūsu acīs. Sīka kristālos šī ietekme ir tik spēcīga, ka jūs tiešām varat redzēt divus uzrakstus.

Jautājums no zāles:Vai jūs teicāt - ar dažādiem ātrumiem?

Artem Oganov:Jā, gaismas ātrums ir pastāvīgs tikai vakuumā. Kondensētā materiālā tas ir zemāks. Tālāk mēs esam pieraduši domāt, ka katram materiālam ir noteikta krāsa. Ruby - sarkans, safīrs - zils, bet izrādās, krāsa var būt atkarīga no virziena. Kopumā viena no kristāla galvenajām iezīmēm ir anizotropija - īpašuma īpašību atkarība. Īpašības šajā virzienā un šajā virzienā atšķiras. Šeit ir minerālu cordieritis, kas dažādos virzienos krāsas izmaiņas no brūngani dzeltenas uz zilu, tas ir tas pats kristāls. Vai kāds tic man? Es atvedu īpašu Cordierite kristālu, lūdzu, ... Paskaties, kāda krāsa?

Jautājums no zāles:Šķiet, ka tas ir balts, bet ...

Artem Oganov:No dažiem gaismas, piemēram, balta, uz violetu, jūs vienkārši pagriezt kristālu. Faktiski, ir Islandes leģenda par to, kā Vikings atklāja Ameriku. Un daudzi vēsturnieki šajā leģendā redzams, norādot šo efektu. Kad vikingi tika zaudēti Atlantijas okeāna vidū, viņu Konfs izņēma kādu saules akmeni, un krēslas gaismā izdevās noteikt virzienu uz rietumiem, un tāpēc viņi gāja uz Ameriku. Kas ir saules akmens, neviens nezina, bet daudzi vēsturnieki uzskata, ka saulains akmens ir tas, ka Vika saglabā rokās, cordieritis, starp citu, Cordierit ir atrasts pie Norvēģijas krasta, un ar šīs kristāla palīdzību var patiešām pārvietoties Twilight gaismā vakara gaismā, kā arī polāro platuma grādos. Un šo efektu izmantoja ASV gaisa spēks līdz 50 gadiem, kad to aizstās vairāk uzlabotas veidi. Bet vēl viens interesants efekts - Alexandrite, ja kāds ir vēlme, es cēla kristāla sintētisko aleksandrītu, un tās krāsu izmaiņas atkarībā no gaismas avota: dienā un elektriskajā. Un visbeidzot, vēl viens interesants efekts, kas daudzus gadsimtus nevarēja saprast zinātniekus un mākslas vēsturniekus. Likurgas bļoda ir priekšmets, kas tika veikts ar romiešu amatniekiem vairāk nekā pirms 2 tūkstošiem gadu. Izkaisītajā gaismā šai bļodai ir zaļa krāsa, un ieting - sarkanā krāsā. Un tas bija iespējams ņemt to burtiski pirms dažiem gadiem. Izrādījās, ka bļoda nav izgatavota no tīra stikla, bet satur zelta nanodaļiņas, kas rada šo efektu. Tagad mēs saprotam krāsu raksturu - krāsa ir saistīta ar dažiem absorbcijas diapazoniem, ar elektronisko struktūru vielas, un tas, savukārt, ir saistīts ar atomu struktūru vielas.

Jautājums no zāles:Var izskaidrot jēdzienus "atspoguļoti" un "iet"?

Artem Oganov:Var! Starp citu, es atzīmēju, ka šie ļoti absorbcijas spektri tiek noteikti, kāpēc cordieritis ir atšķirīga krāsa dažādos virzienos. Fakts ir tāds, ka pati struktūra ir kristāla - jo īpaši, cordieritis - izskatās atšķirīgi dažādos virzienos, un gaisma šajos virzienos uzsūcas dažādos veidos.

Kas ir balta gaisma? Tas ir viss spektrs no sarkana līdz violetam, un, kad gaisma iet caur kristālu, daļa no šīs diapazona uzsūcas. Piemēram, kristāls var absorbēt zilu, un kas notiks, kā rezultātā, jūs varat redzēt no šīs tabulas. Ja jūs absorbējat zilos starus, tad pie izejas jums būs oranža krāsa, tas ir, kad jūs redzat kaut ko oranžu, jūs zināt, ka šī viela absorbē zilā diapazonā. Izkaisīta gaisma ir tad, ja jums ir tāda pati Licharge bļoda uz galda, gaisma nokrīt, un daži no šī gaisma izkliedē un iekrīt jūsu acīs. Gaismas izkliede paklausīs pilnīgi atšķirīgus likumus un jo īpaši atkarīgs no objekta graudiem. Pateicoties gaiši zilas debesīm. Ir likums par Rayleigh izkliedes, ar kuru jūs varat izskaidrot šīs krāsas.

Es parādīju, kā īpašumi ir saistīti ar struktūru. Un kā es varu paredzēt kristāla struktūru, mēs tagad izskatīsimies īsi. Tātad, uzdevums prognozēt kristāla struktūras līdz nesen tika uzskatīts par neatrisinātu. Šis uzdevums pats ir formulēts šādi: Kā atrast atrašanās vietu atomiem, kas nodrošina maksimālu stabilitāti - tas ir, zemākā enerģija? Kā to izdarīt? Jūs, protams, varat iet cauri visām atomu atrašanās vietas iespējām kosmosā, bet izrādās, ka šādas iespējas ir tik daudz, ka jums nav pietiekami daudz dzīves, lai izietu, pat diezgan vienkāršām sistēmām, Pieņemsim, ar 20 atomiem, jums būs nepieciešams vairāk nekā laika dzīves Visumu, lai iet cauri visas šīs iespējamās kombinācijas datorā. Tāpēc tika uzskatīts, ka šis uzdevums ir nerezervēts. Neskatoties uz to, šis uzdevums tika atrisināts, un vairākas metodes, un visefektīvāko metodi, lai gan tas var būt nemirstīgi izklausījās, izstrādāja mana grupa. Metodi sauc par "panākumiem", "USPEX", evolūcijas metodi, evolūcijas algoritmu, kuras būtība es centīšos jums tagad izskaidrot. Uzdevums ir līdzvērtīgs, lai atrastu globālu maksimālu daudzdimensiju virsmu - vienkāršībai, apsvērt divdimensiju virsmu, zemes virsmu, kur jums ir nepieciešams atrast augstāko kalnu, bez kartēm. Izveidosim to, kā tas tika formulēts, tas ir mans Austrālijas kolēģis Richard Clegg - viņš ir Austrālijas, viņš mīl Kangaroo, un tās formulējumā ar ķenguru, pietiekami ne-intelektuāliem dzīvniekiem, jums ir nepieciešams noteikt augstāko punktu uz zemes virsmas. Kangaroo saprot tikai vienkāršas instrukcijas - iet uz augšu, iet uz leju. Evolūcijas algoritmā mēs izmetam izkraušanas ķenguru, nejauši, dažādos planētas punktos un dodiet katram no tiem instrukcijas: iet uz augšu, uz tuvākā kalna virsotnē. Un viņi iet. Kad šie ķengurs sasniedz zvirbu kalni, piemēram, un, kad runa ir par Elbrus, un tie, kas nav ieguvuši augstu, tiek pārvietoti, šaut. Mednieks nāk, gandrīz teica mākslinieks, mednieks nāk un dzinumi, un tiem, kas izdzīvoja, iegūstot tiesības vairoties. Un pateicoties tam, ir iespējams izcelt visdaudzsološākās vietas meklēšanas telpā. Un soli pa solim, šaujot vairāk un augstāku Kangaroo, jūs pāriet ķenguru iedzīvotājus uz globālo maksimumu. Kangaroo radīs vairāk un veiksmīgāku pēcnācēju, mednieki atvašu vairāk un vairāk augstu kāpšanas ķenguru, un tādējādi jūs varat vienkārši vadīt šo iedzīvotāju.

Un tas ir evolūcijas metožu būtība. Vienkāršībai es pazemināt tehniskās detaļas, kā tas tika precīzi īstenots. Un šeit ir vēl viena divdimensiju šīs metodes īstenošana, ir enerģijas virsma, mums ir jāatrod ļoti zilais punkts, mūsu oriģināls, izlases struktūras ir šie tauku punkti. Aprēķins nekavējoties saprot, kurš no tiem ir slikti, šeit sarkanās un dzeltenās teritorijās, kuras no tām ir visdaudzsološākais: zilos, zaļganos laukos. Un soli pa solim testēšanas blīvums visdaudzsološākās teritorijas pieaug, līdz mēs atrodam vispiemērotāko, stabilāko struktūru. Ir dažādas metodes, lai prognozētu konstrukcijas - nejaušas meklēšanas metodes, mākslīga atkausēšana, un tā tālāk, bet visspēcīgākā metode bija šī evolūcijas.

Visgrūtākā lieta ir, kā ražot pēctečus no vecākiem datorā. Kā veikt divas vecāku struktūras un padarīt bērnu bērnu? Faktiski, jūs varat padarīt bērnus ne tikai no diviem vecākiem datorā, mēs eksperimentējām, mēs mēģinājām no trim un no četriem darīt. Bet, kā izrādās, tas neizraisa neko labu, tāpat kā dzīvē. Bērns ir labāks, ja divi vecāki. Viens no vecākiem, arī, strādā, divi vecāki ir optimāli, un trīs vai četri vairs nedarbojas. Evolucionārajai metodei ir vairākas interesantas iezīmes, kas, starp citu, ir salīdzinājumā ar to ar bioloģisko attīstību. Mēs redzam, kā no nepiemērotas, izlases struktūras, no kurām mēs sākam aprēķinu, ļoti organizēti, ļoti pasūtīti risinājumi parādās aprēķina laikā. Mēs redzam, ka aprēķini ir visefektīvākie, ja struktūru populācija ir visdažādākā. Stabilākais un visvairāk pārdzīvojušais populācijas ir daudzveidības iedzīvotāju skaits. Piemēram, kas man patīk Krievija ir fakts, ka Krievijā - 150 ar vairāk nekā tautas. Ir blondīne, ir tumši haired, ir visu veidu kaukāziešu tautības, piemēram, man, un tas viss dod Krievijas iedzīvotāju stabilitāti un nākotni. Nākotnei nav monotonu populācijām. To var redzēt no epolutions aprēķiniem ārkārtīgi skaidri.

Vai mēs varam paredzēt, ka stabila oglekļa forma atmosfēras spiedienā ir grafīts? Jā. Šis aprēķins ir ļoti ātrs. Bet papildus grafīta mēs ražojam dažus interesantus nedaudz mazāk stabilus risinājumus vienā aprēķinos. Un šie lēmumi var būt interesanti. Ja mēs paaugstināt spiedienu - grafīts jau ir nestabils. Un stabils dimants, un mēs to arī uzskatām par ļoti viegli. Skatiet, kā no nesakārtotām sākotnējām struktūrām aprēķins ātri ražo dimantu. Bet pirms dimanta atrasts vairākas interesantas struktūras. Piemēram, šī struktūra ir. Kamēr dimants ir sešstūra gredzeni, 5 un 7 ogļu gredzeni ir redzamas. Šī struktūra ir tikai nedaudz zemāka Stabilitātes Diamond, un sākumā mēs domājām, ka tas bija ziņkārīgs, un tad izrādījās, ka tas ir jauns, reālās dzīves oglekļa forma, kas tika uzstādīta pavisam nesen mūs un mūsu kolēģi. Šis aprēķins tika veikts ar 1 miljonu atmosfēru. Ja mēs nospiežam līdz 20 miljoniem atmosfēras, dimants vairs nebūs stabils. Un nevis dimantu, ļoti dīvaina struktūra būs stabila, par stabilitāti, kuru ogleklim šādā spiedienā jau ir uzminējis daudzus gadu desmitus, un mūsu aprēķins apstiprina to.

Daudz par to, kas tika darīts gan ASV, gan mūsu kolēģi ar šo metodi, jums ir neliela dažādu atklājumu izvēle. Ļaujiet man tikai pastāstīt man par dažiem no tiem.

Ar šo metodi jūs varat aizstāt laboratorijas materiālu atvēršanu datorā. Materiālu laboratorijā atklāšanā nepārspējamais čempions bija Edison, kurš teica: "Es necietis 10 tūkstošus neveiksmes, es tikai atradu 10 tūkstošus veidus, kas nedarbojas." Tas stāsta jums par to, cik daudz mēģinājumiem ir vajadzīgi neveiksmīgi mēģinājumi izdarīt pirms reālu atklājumu ar šo metodi, un ar datora dizaina palīdzību jūs varat meklēt panākumus 1 mēģinājumā no 1, 100 no 100, 10 tūkstoši no 10 Tūkstoš, tas ir mūsu mērķis ir nomainīt Edison metodi par kaut ko daudz produktīvāku.

Tagad mēs varam optimizēt ne tikai enerģiju, bet arī jebkuru īpašumu. Vienkāršākais īpašums ir blīvums, un vislielākais materiālais no pazīstamā dimanta joprojām ir. Alaz parasti ieraksta turētāju daudzos veidos. Dimanta kubiskais centimetrs satur vairāk atomu nekā jebkuras citas vielas kubiskā centimetrā. Alaz - aparatūras ierakstu turētājs, un tas ir arī vismazāk saspiežamā viela no tiem, kas zināmi. Vai ir iespējams pārspēt šos ierakstus? Tagad mēs varam uzdot šo jautājumu datoram, un dators atbildēs. Un atbilde ir jā, jūs varat pārspēt dažus no šiem ierakstiem. Izrādījās, ka dimanta blīvums ir diezgan viegli pārspēt, ir vairāk blīvas oglekļa formas, kas ir tiesīgas pastāvēt, bet vēl nav sintezēta. Šīs oglekļa veidlapas pārspēja dimantu ne tikai blīvumu, bet arī optiskās īpašības. Viņiem būs augstākas refrakcijas indeksi un gaismas izkliede - ko tas nozīmē? Dimanta refrakcijas indekss nodrošina dimantu tās nepārspējamu spīdumu un iekšējo gaismas atspoguļojumu - un gaismas dispersija nozīmē, ka baltā gaisma sadalīsies uz spektra no sarkanā līdz violetam, pat vairāk nekā dimants to padara. Šeit, starp citu, materiāls, kas bieži aizvieto dimantu rotaslietu nozarē, ir kubiskais cirkonija dioksīds, fianit. Tas pārsniedz dimantu gaismas dispersijas, bet, diemžēl, ir zemāka par mirdzēt dimantu. Un jaunas oglekļa veidlapas iegūs dimantu abos rādītājos. Kas par cietību? Līdz 2003. gadam tika uzskatīts, ka cietība ir īpašums, ko cilvēki nekad nemācās prognozēt un sagaidīt, 2003. gadā viss ir mainījies ar Ķīnas zinātnieku darbu, un šajā vasarā es apmeklēju Jankas universitāti Ķīnā, kur es saņēmu citu pakāpi Goda profesors, un tur es apmeklēju visu šo teoriju dibinātāju. Šī teorija mums izdevās attīstīties.

Šeit ir tabula, kas parāda, kā aprēķinātās cietības definīcijas atbilst eksperimentam. Lielākajai daļai parastajām vielām piekrišana ir lieliska, bet grafīta modelis paredzēja, ka tam vajadzētu būt super humusam, kas acīmredzami ir nepareizs. Mums izdevās saprast un novērst šo kļūdu. Un tagad, izmantojot šo modeli, mēs droši prognozēt cietības jebkuru vielu, un mēs varam noteikt šādu jautājumu datoram: kāda viela ir visgrūtāk? Vai ir iespējams pārsniegt cietības dimantu? Cilvēki patiešām domāja par to daudz dažu desmitgažu laikā. Tātad, kāda ir oglekļa firma struktūra? Atbilde bija atturīga: dimants, un ogleklī var būt nekas vairāk ciets. Bet jūs varat atrast oglekļa struktūras, kas būs tuvu dimantam. Oglekļa konstrukcijas, kas ir tuvu dimanta cietībai, tiešām ir tiesības pastāvēt. Un viens no tiem ir viens, ko es jums iepriekš parādīju, ar 5- un 7 locekļu kanāliem. Dubrovinskis 2001. gadā tika ierosināts literatūrā Ultraceal Viela - titāna dioksīds, tika uzskatīts, ka viņš šaubos ir zemāks par dimantu, bet bija šaubas. Eksperiments bija diezgan pretrunīgs. Gandrīz visi eksperimentālie mērījumi no šī darba bija agrāk vai vēlāk atspēkoti: cietība veikt bija ļoti grūti, pateicoties mazajam paraugu lielumam. Taču aprēķins parādīja, ka cietība bija arī kļūdaini novērtēta eksperimentā, un reālā cietība titāna dioksīda ir apmēram 3 reizes mazāk nekā eksperimentētāji apgalvoja. Tātad ar šāda veida aprēķiniem jūs pat varat spriest par to, ko eksperiments ir uzticams, kas nav, tāpēc šie aprēķini tagad ir sasnieguši augstu precizitāti.

Vēl viens stāsts, ka es gribētu pateikt jums ir saistīts ar oglekli - tas ir īpaši strauji uzsākts pēdējo 6 gadu laikā. Bet viņa sākās pirms 50 gadiem, kad šāds eksperiments veica amerikāņu pētnieki: viņi paņēma grafītu un izspieda to uz spiedienu aptuveni 150-200 tūkstošiem atmosfēras. Ja grafīts ir saspiests augstā temperatūrā, tai ir jāiet dimanta, visstabilākā oglekļa forma augstā spiedienā ir tieši tik dimants un sintezēts. Ja jūs veicat šo eksperimentu istabas temperatūrā, tad dimants nevar veidoties. Kāpēc? Tā kā struktūras pārstrukturēšana, kas nepieciešama, lai pārveidotu grafītu dimantā, cietās vielas ir lielas, pārāk atšķiras no šīm struktūrām, un enerģijas barjera ir pārāk liela, lai pārvarētu. Un nevis dimantu veidošanās, mēs ievērosim veidošanos noteiktu citu struktūru, nevis stabilāko, bet to, kas ir vismazāk augsts barjera izglītības. Mēs piedāvājām šādu struktūru - un to sauca par M-oglekli, tas ir lielākā struktūra ar 5- un 7 locekļu gredzeniem; Mani armēņu draugi runā sauc par "Mugleod-Schmagarod". Izrādījās, ka šī struktūra pilnībā apraksta pirms 50 gadu pieredzes rezultātus, un pieredze tika atkārtota daudzas reizes. Pieredze, starp citu, ir ļoti skaista - saspiežot istabas temperatūras grafīta (melns, mīksts necaurspīdīgs semetāls), zem spiediena, pētnieki saņēma caurspīdīgu super-augstu metālu: pilnīgi fantastiska transformācija! Bet tas nav dimants, tās īpašības neatbilst dimantam, un mūsu hipotētiskā tad struktūra pilnībā aprakstīta šīs vielas īpašības. Mēs bijām briesmīgi priecīgi, rakstīja rakstu un publicēja to prestižajā žurnālā fiziskās pārskatīšanas vēstules, un pasliktinājās gludo gadu uz lauriem. Gadu vēlāk, amerikāņu un japāņu zinātnieki atklāja jaunu struktūru, pilnīgi atšķirīgu no viņas, ar 4- un 8 locekļu gredzeniem. Šī struktūra ir pilnīgi atšķirīga no mūsu, bet gandrīz arī apraksta eksperimentālos datus. Problēma ir tā, ka eksperimentālie dati bija zema atļauja, un daudzas citas struktūras bija piemērotas tiem. Vēl sešus mēnešus, Ķīnas uzaicināja W-ogleklis par nosaukumu, un W-ogleklis arī izskaidroja eksperimentālos datus. Drīz stāsts kļuva par grotesku - jaunās ķīniešu grupas pievienojās, un ķīniešu mīlestība ražot, un viņi atrada aptuveni 40 struktūras, un tie visi ir piemēroti eksperimentāliem datiem: P-, Q-, R-, S-Carbon, Q -Carbon, X -, Y-, Z-ogleklis, M10-ogleklis ir zināms, X'-ogleklis, un tā tālāk - jau alfabēts nepietiek. Tātad, kas ir pareizi? Kopumā runājot, prasības pretenzijām par mūsu M-oglekļa pareizību pirmajā bija tieši tāda pati kā daudzi citi.

Replica no zāles:Viss kārtībā.

Artem Oganov:Tas nenotiek arī! Fakts ir tāds, ka daba vienmēr izvēlas ārkārtējos risinājumus. Ne tikai cilvēku ekstrēmisti, bet arī daba ir arī ekstrēmistu. Augstas temperatūrās daba izvēlas visstabilāko stāvokli, jo augstā temperatūrā jūs varat iet cauri jebkuram enerģijas barjerai, un zemā temperatūrā daba izvēlas mazāko barjeru, un tikai viens var būt uzvarētājs šeit. Čempions var būt tikai viens - bet kas tieši? Ir iespējams veikt augstas izšķirtspējas eksperimentu, bet cilvēki mēģināja 50 gadus vecs, un neviens neizdodas, visi rezultāti bija zema kvalitāte. Jūs varat veikt aprēķinu. Un aprēķinos būtu iespējams apsvērt aktivizācijas šķēršļus visu šo 40 struktūru veidošanai. Bet, pirmkārt, ķīnieši joprojām zīmogi jaunas un jaunas struktūras, un neatkarīgi no tā, cik daudz jūs mēģinājāt, kāds ir vienāds ar jebkuru ķīniešu, kurš teiks: un man ir vēl viena struktūra, un jūs to ņemsiet līdz dzīvības beigām. Aktivizācijas barjeras līdz jūs nosūtāt uz labi pelnītu brīvdienu. Tā ir pirmā sarežģītība. Otrā grūtība ir apsvērt aktivizēšanas barjeras ļoti un ļoti grūti cietās transformācijās, tas ir uzdevums, kas ir ārkārtīgi neērti, jums ir nepieciešamas īpašas metodes un jaudīgi datori. Fakts ir tāds, ka šīs transformācijas notiek visā kristālos, bet sākumā nelielā fragmentā - embrija, un tad tas izplatās pie dīgļa tālāk. Un modelis Šis dīglis ir ārkārtīgi grūts uzdevums. Bet mēs atradām šo metodi, metodi, kas tika izstrādāta pirms Austrijas un Amerikas zinātniekiem, un pielāgoja to mūsu uzdevumam. Mums izdevās mainīt šo metodi, lai mēs varētu atrisināt šo uzdevumu vienu reizi un visiem. Mēs uzstādām uzdevumu šādi: Ja sākat ar grafītu, stingri norādīta sākotnējā stāvokļa, un gala stāvoklis ir noteikts neskaidrs - jebkura tetraedra, SP3-hibridizēta oglekļa veidlapa (proti, mēs sagaidām zem spiediena), tad kādi šķēršļi būs minimāli ? Šī metode zina, kā skaitīt šķēršļus un konstatē minimālu barjeru, bet, ja mēs norādīsim galīgo nosacījumu kā dažādu struktūru ansambli - tad mēs varam pilnībā atrisināt problēmu. Mēs sākām aprēķināt grafīta - dimanta kā "sēklu" transformācijas, mēs zinām, ka šī transformācija nav novērota eksperimentā, bet mēs bijām ieinteresēti - kas padara aprēķinu ar šo transformāciju. Mēs gaidījām mazliet (patiesībā, šis aprēķins bija sešus mēnešus superdatoru) - un dimanta, nevis dimanta, nevis M-Carbon.

Kopumā man jāsaka, man ir ārkārtīgi laimīgs cilvēks, man bija iespēja uzvarēt 1/40, jo bija aptuveni 40 struktūras, kas bija vienlīdzīgas iespējas uzvarēt, bet loterijas biļete atkal es izvilka. Mūsu M-Carbon uzvarēja, mēs esam publicējuši mūsu rezultātus prestižajā jaunajā žurnālā zinātniskajos ziņojumos - tas ir jauns dabas grupas žurnāls un mēnesi pēc tam, kad mēs esam publicējuši mūsu teorētiskos rezultātus, augstas izšķirtspējas eksperimenta rezultātus pirmo reizi 50 gadu laikā. Pētnieki no Yale University veica augstas izšķirtspējas eksperimentu un pārbaudīja visas šīs struktūras, un izrādījās, ka tikai M-ogleklis atbilst visiem eksperimentālajiem datiem. Un tagad oglekļa veidlapu sarakstā ir vēl viens eksperimentāli un teorētiski uzstādīts ogleklis, m-ogleklis.

Es pieminēju par citu alķīmisko transformāciju. Saskaņā ar spiedienu ir sagaidāms, ka visas vielas kļūs par metālu, agrāk vai vēlāk jebkura viela kļūs metāla. Un kas notiks ar vielu, kas sākotnēji jau ir metāla? Piemēram, nātrija. Nātrija nav tikai metāla vispār, bet pārsteidzošs metāls, kas apraksta bezmaksas elektronu modeli, tas ir, tas ir maksimālais labs metāla gadījums. Kas notiks, ja nodot nātriju? Izrādās, ka nātrijs vairs nebūs labs metāls - nātrija sākumā pārvēršas par viendimensiju metālu, tas ir, elektrība tiks veikta tikai vienā virzienā. Augstākā spiedienā mēs prognozējām, ka nātrijs zaudēs metālu kopumā un pārvēršas sarkanīgi caurspīdīgā dielektriskajā, un, ja spiediens ir vēl lielāks, tas kļūs bezkrāsains, tāpat kā glazy. Tātad - jūs lietojat sudraba metālu, saspiest to - vispirms pārvēršas par sliktu metālu, melnu, piemēram, ogles, saprast vairāk - tas pārvēršas par sarkanīgu caurspīdīgu kristālu, ārēji atgādina rubīnu, un tad tas kļūst balts, piemēram, stektlyushko. Mēs to prognozējām, un dabas žurnāls, kur mēs to nosūtījām, atteicās to publicēt. Redaktors ir atgriezies tekstu vairākas dienas un teica: mēs neticam, pārāk eksotiski. Mēs atradām eksperimentētāju, Mihailu Eramtsz, kurš bija gatavs pārbaudīt šo prognozi - un tas ir rezultāts. Ar spiedienu 110 gigapaskulārā, tas ir 1,1 miljons atmosfēras, tas joprojām ir sudraba metāls, 1,5 miljoniem atmosfēras - tas ir melns kā ogļu slikts metāls. Ar 2 miljoniem atmosfēru - tas ir pārredzams sarkanīgs nemetall. Un jau ar šo eksperimentu, mēs ļoti viegli publicējām mūsu rezultātus. Tas ir, starp citu, diezgan eksotisku vielas stāvokli, jo elektroni vairs netiek smērēti kosmosā (gan metālos), un tie nav lokalizēti uz atomiem vai uz saitēm (tāpat kā jonu un kovalentā aģenti) - valence elektroni, kas nātrija Nodrošināts metāls, nostiprināts tukšumos telpās, kur nav atomu, un tie ir ļoti lokalizēti. Šādu vielu var saukt par elektrīdu, t.i. Sāls, kur loma negatīvi iekasē jonus, anjonu, nav veikt atomus (piemēram, fluora, hlora, skābekļa), un ķekariem elektronu blīvuma, un mūsu nātrija forma ir vienkāršākais un spilgtākais piemērs elektrīdveida no labi zināms .

Jūs varat izmantot šāda veida aprēķinus un izprast Zemes un planētas grunts vielu. Mēs uzzinām par zemējuma stāvokli galvenokārt uz netiešiem datiem, saskaņā ar seismoloģiskajiem datiem. Mēs zinām, ka ir metāla, kas galvenokārt sastāv no dzelzs, zemes kodols, un nemetālisks, kas sastāv no magnija silikātu, čaulas, ko sauc par apvalku, un pie sevis - plānas garoza, uz kura mēs dzīvojam, un ko mēs zinām tikai ļoti labi. Un zemes iekšpuse mums gandrīz nav zināms. Tiešā testēšana Mēs varam izpētīt tikai zemākās zemes virsmas. Sami dziļi labi - Tas ir Kola Ultrawow, tā dziļums ir 12,3 kilometrus, urbti PSRS, neviens nevarēja labāk. Amerikāņi mēģināja uzkāpt, lauza šo projektu un apstājās. PSRS, tur bija milzīgas summas, Dober līdz 12 kilometriem, tad pārstrukturēšana notika, un projekts tika iesaldēts. Bet zemes rādiuss ir 500 reizes vairāk, un pat Kola ultra-dziļi labi urbta tikai planētas virsmu. Bet Zemes dziļuma viela definē Zemes Lac: zemestrīce, vulkānisms, kontinenta dreifs. Magnētiskais lauks veidojas Zemes kodolā, ko mēs nekad nonākam pie mums. Konvekciju par izkausēto ārējo kodolu un ir atbildīga par izglītību magnētiskais lauks Zeme. Starp citu, zemes iekšējais pamats ir ciets, un ārējais - izkausēts, tas ir kā šokolādes konfektes ar izkausētu šokolādi, un iekšpusē riekstiem - lai jūs varētu iedomāties kodolu zemes. Zemes cietā apvalka konvekcija - ļoti lēna, tā ātrums ir apmēram 1 centimetrs gadā; Vairāk karstās plūsmas iet uz augšu, stilīgākais - uz leju, un tas ir konvekcija kustība Zemes apvalka un atbildīgi par novirzi kontinentu, vulkānismu, zemestrīci.

Svarīgs jautājums - kāda ir temperatūra zemes centrā? Mēs zinām spiedienu no seismoloģiskajiem modeļiem, un temperatūra nedod šos modeļus. Temperatūra ir noteikta šādi: mēs zinām, ka iekšējais kodols ir ciets, ārējais kodols ir šķidrs, un ka kodols sastāv no dzelzs. Tādējādi, ja jūs zināt kausēšanas punktu dzelzs šajā dziļumā, tad jūs zināt kodola temperatūru šajā dziļumā. Eksperimenti tika veikti, bet tie sniedza nenoteiktību par 2 tūkstošiem grādu, un tika veikti aprēķini, un aprēķini nodeva šo jautājumu. Dzelzs kušanas punkts uz iekšējās un ārējās kodola robežas bija aptuveni 6,4 tūkstoši grādu Kelvins. Bet, kad ģeofizika uzzināja par šo rezultātu, izrādījās, ka šī temperatūra ir pārāk liela, lai pareizi reproducētu zemes magnētiskā lauka īpašības - šī temperatūra ir pārāk augsta. Un šeit fiziķi atcerējās, ka faktiski kodols nav tīrs dzelzs, bet satur dažādus piemaisījumus. Ko mēs joprojām nezinām precīzi, bet kandidātu vidū - skābekli, silīciju, sēru, oglekli, ūdeņradi. Dažādu piemaisījumu variantu, salīdzinot to ietekmi, bija iespējams saprast, ka kušanas punkts ir jāsamazina par aptuveni 800 grādiem. 5600 grādi Kelvins - Tāda temperatūra uz zemes iekšējās un ārējās kodoliem, un šis novērtējums pašlaik tiek pieņemts vispārpieņemts. Šis efekts pazemina piemaisījumu temperatūru, eitektisku kušanas temperatūras samazināšanos, labi zināms, pateicoties šai ietekmei, mūsu kurpes cieš ziemā - ceļš nokrita, lai samazinātu sniega kušanas temperatūru, un pateicoties tam, cietā Sniegs pārvietojas šķidrā stāvoklī, un mūsu kurpes cieš no šī sāļa ūdens.

Bet, iespējams, spēcīgākais piemērs tam pašam parādībai ir kokmateriālu sakausējums, kas sastāv no četriem metāliem, ir bismuts, svins, alvas un kadmijs, katram no šiem metāliem ir salīdzinoši paaugstināta temperatūra Kausēšana, bet kušanas punkta savstarpējās samazināšanās ietekme ir tik daudz, ka koksnes sakausējums kūst verdošā ūdenī. Kas vēlas darīt šo pieredzi? Starp citu, šis sakausējuma koksnes paraugs es nopirku Erevānā melnajā tirgū, kas, iespējams, dos šo pieredzi papildu garšu.

Leite verdoša ūdens, un es saglabāsiet koksnes sakausējumu, un jūs redzēsiet, kā koka sakausējuma pilieni nonāks stiklā.

Pilieni kritums - viss ir pietiekami. Tas kūst karstā ūdens temperatūrā.

Un šī ietekme notiek Zemes kodolā, tāpēc samazinās melno sakausējuma kušanas punkts. Bet tagad nākamais jautājums ir: bet joprojām kodols sastāv no? Mēs zinām, ka ir daudz dzelzs, un ir daži gaismas elementi piemaisījumi, mums ir 5 kandidāti. Mēs sākām ar vismazāk iespējamo kandidātu - oglekli un ūdeņradi tika uzskatīti par sekojošiem. Man jāsaka, ka līdz šim daži cilvēki pievērsa uzmanību šiem kandidātiem, abi tika uzskatīti par maz ticamu. Mēs nolēmām to pārbaudīt. Ar Maskavas Valsts universitātes darbinieku Zulfijas Bazhanova mēs nolēmām uzsākt šo lietu, prognozēt stabilas konstrukcijas un stabilas karbīdus un dzelzs hidrogi zemes kodola apstākļos. Mēs to darījām arī silīcijam, kur netika atklāti īpaši pārsteigumi - un ogleklim izrādījās, ka šie savienojumi, kas daudzus gadu desmitus uzskatīja par rezistentiem, patiesībā, pie kodola spiediena, zeme izrādās nestabila. Un izrādās, ka ogleklis ir ļoti labs kandidāts, faktiski tikai ar oglekli var izskaidrot daudzas zemes iekšējās pamatnes īpašības, kas ir pretrunā iepriekšējiem darbiem. Ūdeņradis izrādījās diezgan slikts kandidāts, tikai ar ūdeņradi nevar izskaidrot ar jebkuru zemes kodola īpašumu. Ūdeņradis var būt neliels daudzums, bet viņš nevar būt galvenais elementu piemaisījums Zemes kodolā. Par hidrīda hidrodēm zem spiediena, mēs arī atradām pārsteigumu - izrādījās, ka pastāv ilgtspējīgs savienojums ar formulu, kas ir pretrunā skolas ķīmijai. Parastā hidrīda hidrīda formulu ķīmiķis rakstīs kā 2. un Feh " . Ja mūsu bērni skolā rakstīs Feh 4 formulu, es garantēju, ka viņi saņems divreiz ķīmijā, visticamāk, pat ceturtdaļu. Taču izrādās, ka zem spiediena tiek pārkāpti ķīmijas noteikumi - un parādās šādi eksotiski savienojumi. Bet, kā es teicu, dziedzeru hidrogi ir maz ticams, lai zemes iekštelpās, ir maz ticams, ka ūdeņradis ir klāt tur ievērojami daudzumos, bet ogleklis visticamāk ir klāt.

Un visbeidzot, pēdējais ilustrācija, par zemes apvalku, vai drīzāk par kodola un apvalka robežu, tā saukto slāni D ", kam ir ļoti dīvaini īpašības. Viena no īpašībām bija seismisko viļņu, skaņas viļņu pavairošanas anizotropija: vertikālā virzienā un ātruma horizontālais virziens būtiski atšķiras. Kāpēc tas ir? Ilgu laiku es nevarēju saprast. Izrādās, ka slānī uz robežas uz kodola un apvalku no zemes veidojas jaunā magnija silikāta struktūra. Mums izdevās saprast šo pirms 8 gadiem. Tajā pašā laikā mēs un mūsu Japānas kolēģi ir publicējuši 2 darbus zinātnē un dabā, kas pierādīja to esamību jauna struktūra. To var redzēt tūlīt, ka šī struktūra izskatās pilnīgi atšķirīga dažādos virzienos, un tās īpašībām atšķiras dažādos virzienos - tostarp elastīgās īpašības, kas ir atbildīgas par skaņas viļņu izplatīšanu. Ar šīs struktūras palīdzību visiem šiem fiziskajiem anomālijas bija izdevies izskaidrot un piegādāt problēmas daudzus gadus. Tas bija iespējams pat veikt vairākas prognozes.

Jo īpaši uz mazākām planētām, piemēram, dzīvsudrabs un Marss, nebūs slāņa kā slānis D ". Nav pietiekami daudz spiediena, lai stabilizētu šo struktūru. Bija arī iespējams paredzēt, ka kā zemes dzesēšana, šis slānis būtu augt, jo stabilitāte post-perovskite aug ar temperatūras samazināšanos. Iespējams, ka tad, kad tika izveidota zeme, šis slānis nebija vispār, un viņš ir dzimis mūsu planētas attīstības agrīnajā posmā. Un to visu var saprast jauno kristālisko vielu struktūru prognozes dēļ.

Replica no zāles:Pateicoties ģenētiskajam algoritmam.

Artem Oganov:Jā, lai gan tas ir tas pēdējais stāsts Post-Perovskite bija pirms izgudrojuma šīs evolūcijas metodes. Starp citu, viņa nāca pāri man, lai izgudrotu šo metodi.

Replica no zāles:Tātad 100 gadi šī ģenētiskā algoritma, tur viņi vēl nav izdarījuši.

Artem Oganov:Šis algoritms tika izveidots ar mani un manu absolvents 2006. gadā. Starp citu, lai izsauktu to par "ģenētisko" nepareizi, jo pareizāks nosaukums ir "evlivational". Evolūcijas algoritmi parādījās 70. gados, un viņi atrada lietošanu ļoti daudzās tehnoloģiju un zinātnes jomās. Piemēram, automašīnas, kuģi un lidmašīnas ir optimizēti, izmantojot evolūcijas algoritmus. Bet par katru jaunu uzdevumu evolūcijas algoritms ir pilnīgi atšķirīgs. Evolūcijas algoritmi nav viena metode, bet milzīga metožu grupa, visa milzīga lietišķās matemātikas platība, un par katru jauno uzdevumu veidu, kas jums ir nepieciešams izgudrot jaunu pieeju.

Replica no zāles:Kāda matemātika? Ģenētika ir.

Artem Oganov:Tas nav ģenētika - tā ir matemātika. Un par katru jauno uzdevumu jums ir nepieciešams izgudrot savu jauno algoritmu no nulles. Un cilvēki patiešām mēģināja izgudrot evolūcijas algoritmus un pielāgot tos, lai prognozētu kristāla struktūras. Bet viņi pārņēma pārāk burtiski algoritmi no citām jomām - un tas nedarbojās, tāpēc mums bija jāizveido jauna metode no nulles, un izrādījās ļoti spēcīgs. Lai gan evolūcijas algoritmu reģions pastāv aptuveni tikpat daudz kā es esmu vismaz kopš 1975. gada, par kristālisko struktūru prognozi, bija nepieciešami diezgan lieli centieni, lai izveidotu darba metodi.

Visi šie piemēri, ko es atvedu jums parādīt, kā izpratni par vielas struktūru un spēju prognozēt vielas struktūru novest pie jaunu materiālu projektēšanas, kas var būt interesantas optiskās īpašības, mehāniskās īpašības, elektroniskās īpašības. Materiāli, kas veido zemi no zemes un citām planētām. Šādā gadījumā jūs varat atrisināt virkni interesantu uzdevumu datorā, izmantojot šīs metodes. Milzīgs ieguldījums šīs metodes izstrādē un tā piemērošana padarīja savus darbiniekus un vairāk nekā 1000 mūsu metodes lietotājus dažādās pasaules daļās. Visi šie cilvēki un organizatori šajā lekcijā, un jūs - jūsu uzmanību - ļaujiet man sirsnīgi paldies.

Diskusijas lekcijas

Boriss dolgin: Liels tev paldies! Liels paldies, paldies jums ļoti daudz, lai organizatori, kas mums sniedza platformu šai publisko lekciju versijai, paldies jums ļoti daudz, ko es atbalstīju mūs šajā iniciatīvā, es esmu pārliecināts, ka Artem pētījumi turpināsies, tas nozīmē Tur būs jauns materiāls viņa lekcijai. Tāpēc man ir jāsaka kaut kas no tā, kas izklausījās šodien, patiesībā, brīdī iepriekšējo lekciju, patiesībā neeksistē, tāpēc tas ir jēga.

Jautājums no zāles:Pastāstiet man, lūdzu, kā nodrošināt istabas temperatūru augstā spiedienā? Jebkura plastmasas deformācijas sistēma ir pievienota siltuma ražošanai. Jūs, diemžēl, par to nesaka.

Artem Oganov:Fakts ir tāds, ka tas viss ir atkarīgs no tā, cik ātri jūs saspiežat. Ja saspiešana tiek veikta ļoti ātri, piemēram, šoka viļņos, tas noteikti ir pievienots apkure, asa saspiešana noved pie temperatūras augšanas. Ja esat lēns saspiešana, tad paraugs ir pietiekami pietiekami, lai apmainītos ar siltumu ar savu vidi un nonāk siltuma līdzsvarā ar tās vidē.

Jautājums no zāles:Un jūsu instalācija ļāva darīt?

Artem Oganov:Eksperiments netika iztērēts man, es darīju tikai aprēķinus un teoriju. Es neļauj sevi eksperimentēt iekšējo cenzūru. Un pieredze tika veikta kamerās ar dimanta antvils, kur paraugs ir saspiests starp diviem maziem dimantiem. Šādos eksperimentos paraugam ir tik daudz laika, lai nonāktu ar termisko līdzsvaru, ka jautājums šeit nerodas.

Meklēšanas būtība vislielākā struktūra būtība tiek samazināta līdz šādas vielas stāvokļa aprēķināšanai, kurai ir viszemākā enerģija. Enerģija šajā gadījumā ir atkarīga no atomu kodolu un elektromagnētiskās mijiedarbības, no kurām pētīja kristāls. To var novērtēt, izmantojot kvantu mehāniskus aprēķinus, pamatojoties uz vienkāršoto Schrödinger vienādojumu. Tātad USPEX algoritmā blīvuma funkcionāla teorijakas tika izstrādāts pagājušā gadsimta otrajā pusē. Tās galvenais mērķis ir vienkāršot molekulu un kristālu elektroniskās struktūras aprēķinus. Teorija ļauj nomainīt elektroniskās blīvuma daudzielektronisko viļņu funkciju, vienlaikus paliekot formāli precīza (bet patiesībā tuvināšana izrādās neizbēgama). Praksē tas noved pie aprēķinu sarežģītības samazināšanās un, kā rezultātā, laiks, kas tiks pavadīts tiem. Tādējādi kvantu mehāniskie aprēķini tiek apvienoti ar evolūcijas algoritmu USPex (2. att.). Kā darbojas evolūcijas algoritms?

Ir iespējams meklēt struktūras ar zemāko enerģiju: nejauši novietojiet atomus attiecībā pret otru un analizē katru šādu valsti. Bet, tā kā iespēju skaits ir milzīgs (pat tad, ja atomi ir tikai 10, tad to atrašanās vietas relatīvās iespējas attiekties uz otru būs aptuveni 100 miljardi), tad aprēķins būtu arī liels laiks. Tāpēc zinātnieku panākumi izdevās sasniegt tikai pēc viltīgas metodes attīstības. USPEX algoritms ir balstīts uz evolūcijas pieeju (2. att.). Pirmkārt, neliels skaits struktūru nejauši radīts, un to enerģija tiek aprēķināta. Iespējas ar augstāko enerģiju, tas ir, vismaz stabils, sistēma tiek noņemta, un no visvairāk stabila ģenerē līdzīgi un aprēķina tos. Tajā pašā laikā, nejauši dators turpina radīt jaunas struktūras, lai saglabātu daudzveidību iedzīvotāju, kas ir neatņemama nosacījums veiksmīgai attīstībai.

Tādējādi kristāla struktūru prognozēšanas problēma palīdzēja loģikai no bioloģijas. Ir grūti pateikt, ka šajā sistēmā ir gēns, jo jaunas struktūras var atšķirties no saviem priekšgājējiem ar ļoti dažādiem parametriem. Visvairāk pielāgots atlases nosacījumiem "Personas" atstāj pēcnācējus, tas ir, algoritms, mācoties viņa kļūdām, palielina izredzes gūt panākumus nākamajā mēģinājumā. Sistēma diezgan ātri atrod variantu ar zemāko enerģiju un efektīvi aprēķina situāciju, kad struktūrvienība (šūna) satur desmitiem un pat pirmajiem simts atomiem, bet iepriekšējie algoritmi nevar tikt galā ar desmit.

Viens no jaunajiem uzdevumiem, kas atrodas USPEX priekšā MIP ir prognozes par terciārās struktūras proteīnu ar to aminoskābju secību. Šī mūsdienu molekulārās bioloģijas problēma ir viena no galvenajiem. Kopumā pirms zinātniekiem uzdevums ir ļoti sarežģīts, jo ir grūti aprēķināt enerģiju šādai sarežģītai molekulai kā proteīnu, sarežģītu. Saskaņā ar Artem Oganova, tā algoritms jau var paredzēt, ka peptīdu struktūra ir aptuveni 40 aminoskābes.

Video 2. Polimēri un biopolimēri. Kādas vielas attiecas uz polimēriem? Kāda ir polimēra struktūra? Cik bieži izmanto polimēru materiālu izmantošanu? Par to saka profesors, doktora grāds kristalogrāfijā Artem Oganan.

USPEXA skaidrojums

Vienā no viņa zinātniskajiem un populārajiem Artem Oganovam (3. att.) Apraksta USPEX šādi:

"Šeit ir grafisks piemērs, lai pierādītu kopīgu ideju. Iedomājieties, ka jums ir nepieciešams atrast augstāko kalnu uz nezināmas planētas virsmas, uz kuras pilnīga tumsa valda. Lai saglabātu resursus, ir svarīgi saprast, ka mums nav pilnīga atvieglojumu karte, bet tikai tās augstākais punkts.

3. attēls. Artem Romaevich joganovs

Jūs zemi uz planētas nelielu nolaišanos Biorobot, nosūtot tos pa vienam patvaļīgos vietās. Instrukcija, ka katram robotam ir jādarbojas, lai pārietu uz virsmu pret gravitācijas piesaisti spēkiem un sasniegt tuvākā kalna virsotnes, kuru koordinātas ir jāinformē orbitālā bāze. Mums nav līdzekļu par lielu pētījumu kontingentu, un varbūtība, ka viens no robotiem nekavējoties veiks augstāko kalnu, ļoti mazs. Tādēļ ir nepieciešams piemērot plaši pazīstamu Krievijas militārās zinātnes principu: "labāk ne ar numuru un spēju", kas šeit īstenota evolūcijas pieejas veidā. Tuvākā kaimiņa slāpēšana, roboti satiekas un reproducē sevi kā šo, organizējot tos pa līniju starp "viņu" virsotnēm. Bioorobotu pēcnācēji turpina veikt tos pašus norādījumus: viņi virzās uz reljefa paaugstināšanos, izpētot reģionu starp divām "vecāku virsotnēm". Šie "indivīdi", kas nāca virsotnes zem vidējā līmeņa, reaģēt (tas tiek izvēlēts), un nolaišanās no jauna (tas ir simulēts saglabājot "ģenētisko daudzveidību" iedzīvotāju) ".

Kā novērtēt kļūdu, ar kuru darbojas USPEX? Jūs varat veikt uzdevumu ar iepriekš zināmu pareizu atbildi un izlemt 100 reizes ar 100 reizēm, izmantojot algoritmu. Ja pareizā atbilde ir iegūta 99 gadījumos, aprēķina kļūdas varbūtība būs 1%. Parasti pareizās prognozes tiek iegūtas ar varbūtību 98-99%, kad atomu skaits elementārajā šūnā ir 40 gabali.

USPEX evolūcijas algoritms noveda pie daudziem interesantiem atklājumiem un pat medicīniskās zāļu jaunās medicīniskās formas izstrādei, kas tiks apspriesta turpmāk. Nez, kas būs, kad parādās jaunās paaudzes superdatori? Vai kristāla strukturālā prognozēšanas algoritms mainīsies? Piemēram, daži zinātnieki nodarbojas ar kvantu datoru izstrādi. Nākotnē tie būs daudz efektīvāki nekā vismodernākie modernākie. Saskaņā ar Artem Oganova evolūcijas algoritmi atstās vadošo pozīciju, bet viņi sāks strādāt ātrāk.

Laboratorijas norādījumi: no Thermoelectrics uz narkotikām

Uspex izrādījās algoritms ne tikai efektīvs, bet arī daudzfunkcionāls. Šobrīd Artem Oganova vadībā tiek veikti daudzi zinātniskie raksti dažādos virzienos. Daži no jaunākajiem projektiem tiek mēģināts simulēt jaunus termoelektriskos materiālus un prognozi par proteīnu struktūru.

"Mums ir vairāki projekti, viens no tiem ir pētījums par zemu dimensiju materiāliem, piemēram, nanodaļiņām, materiālu virsmām, Vēl viens ir pētījums par ķimikālijām zem augsta spiediena. Ir vēl viens interesants projekts, kas saistīts ar jaunu termoelektrisko materiālu prognozēšanu. Tagad mēs jau zinām, ka Crystal struktūru prognozēšanas metodes pielāgošana, ko mēs izgudrojam, termoelektriskie uzdevumi darbojas efektīvi. Šobrīd mēs esam gatavi lielam paraut, kā rezultātā jaunu termoelektrisko materiālu atklāšanai jābūt. Jau ir skaidrs, ka metode, ko mēs izveidojām termoelektromagnētiskajiem, ir ļoti spēcīgs, iztērētie testi ir veiksmīgi. Un mēs esam pilnībā gatavi meklēt jaunus materiālus. Mēs arī risinām jaunu augstas temperatūras supravadītāju prognozi un izpēti. Mēs lūdzam jautājumu prognozēt proteīnu struktūru. Tas ir jauns uzdevums mums un ļoti ziņkārīgs. "

Interesanti, ka USPEX jau ir guvis labumu pat medicīnā: "Turklāt mēs izstrādājam jaunas zāles. Jo īpaši mēs prognozēja, ka jauna medicīna tika iegūta un patentēta, - stāsta A.R. Jogāns. - Tas ir hidrāts 4-aminopiridīns, zāles no multiplās sklerozes ".

Mēs runājam par nesen patentēto datoru dizaina materiālu laboratoriju, ko Valērijs Rosizen (4. att.), Anastasia Naumova un Artem Ogana, ļaujot simptomātiski ārstēt multiplo sklerozi. Patentu āra, kas palīdzēs samazināt zāļu cenu. Scarm skleroze ir hroniska autoimūna slimība, tas ir, viens no šiem patoloģijas, ja tie ir imūnsistēma Zina īpašnieku. Tajā pašā laikā nervu šķiedru mielīna apvalks ir bojāts, kas parasti veic elektriski izolācijas funkciju. Tas ir ļoti svarīgi, lai normālu darbību neironu: strāva par nervu šūnu augšanu, kas pārklāta ar mielīnu, tiek veikta 5-10 reizes ātrāk nekā uz atklātiem. Tāpēc multiplās skleroze noved pie pārkāpumiem darbā nervu sistēmas.

Vairāku sklerozes rašanās cēloņi paliek pilnīgi nepieprasīti. Viņi cenšas tos saprast daudzās pasaules laboratorijās. Krievijā tas nodarbojas ar biocatalīzes laboratoriju Bioorganiskās ķīmijas institūtā.

4. attēls Valērijs Roizen - viens no patenta autoriem zāles no sklerozes, Datoru dizaina materiālu laboratorijas darbinieks Jaunas narkotiku formas medicīniskie preparāti un aktīvi nodarbojas ar zinātnes popularizēšanu.

Video 3. Zinātniskais un populārs lekciju Valērijs Rosizen "Delicious kristāli". Jūs uzzināsiet par narkotiku darba principiem, par to, cik svarīgi ir iegūt zāles cilvēka organismā un par ļauno dvīņu brāli aspirīnu.

Agrāk, 4-aminopiridīns klīnikā jau ir izmantota, bet zinātniekiem izdevās mainīt ķīmisko sastāvu, uzlabot šo medikamentu uzsūkšanos asinīs. Viņi ieguva 4-aminopiridīna kristāla hidrātu (5. att.) Ar stehiometriju 1: 5. Šādā veidā pašas zāles bija patentētas un to iegūšanas metode. Viela uzlabo neirotransmiteru emisiju neiromuskulārās sinapses, kas atvieglo pacientu labklājību ar multiplo sklerozi. Ir vērts atzīmēt, ka šāds mehānisms nozīmē simptomu ārstēšanu, bet ne pašas slimības. Papildus biopieejamības, galvenais brīdis jaunajā attīstībā ir šāds: jo tas bija iespējams "noslēgt" 4-aminopiridīnu kristālā, tas kļuva ērtāk lietošanai medicīnā. Kristāliskās vielas ir salīdzinoši viegli iegūt attīrītu un viendabīgu formu, un narkotiku brīvība no potenciāli kaitīgiem piemaisījumiem ir viens no galvenajiem labas medicīnas kritērijiem.

Jaunu ķīmisko struktūru atvēršana

Kā minēts iepriekš, USPEX ļauj jums atrast jaunas ķīmiskās struktūras. Izrādās, ka pat "pastāvīgais" ogleklis ir savi mīklas. Ogleklis ir ļoti interesants ķīmiskais elements, jo tas veido plašu struktūru kopumu, sākot no Superhard dielektrrikas, kas beidzas ar mīkstiem pusvadītājiem un pat supravadītājiem. Pirmajā var ietvert dimantu un Lansdalet, otrā - grafīta uz trešo - daži Fullerenes zemās temperatūrās. Neskatoties uz dažādām zināmām oglekļa veidlapām, zinātnieki Artem Oganova vadībā izdevās atklāt būtiski jaunu struktūru: iepriekš nebija zināms, ka ogleklis var veidot kompleksus "viesu īpašnieka" tipa (6. att.). Darbs piedalījās datoru dizaina laboratorijas darbā (7. attēls).

7. attēls Oļegs Fairy, mafi students, Datoru dizaina materiālu laboratorijas darbinieks un viens no atvērtā oglekļa struktūras autoriem. Iebildums brīvais laiks Oļegs nodarbojas ar zinātnes popularizēšanu: viņa rakstus var atrast publikācijās "Cat Schrödinger", "Zinātnei", Strf.RU, "Rosatom". Turklāt Oļegs - Maskavas uzvarētājs Zinātnes slam. Un TV dalībnieks Show "Smart".

"Viesu īpašnieka" mijiedarbība izpaužas, piemēram, kompleksos, kas sastāv no molekulām, kas ir savienotas ar ne-virulēt savienojumiem. Tas ir, kāds atoms / molekula aizņem noteiktu vietu kristāla režģī, bet tas neietilpst kovalentā savienojumu ar apkārtējiem savienojumiem. Šāda rīcība ir plaši izplatīta bioloģisko molekulu vidū, kas saistās viens ar otru, veidojot izturīgus un lielus kompleksus, kas veic dažādas funkcijas mūsu organismā. Kopumā sakarā ar savienojumu, kas sastāv no divu veidu strukturāliem elementiem. Attiecībā uz vielām, kas veidotas tikai oglekļa, šādas formas nebija zināmas. Zinātnieki ir publicējuši savu atklājumu 2014. gadā, paplašinot mūsu zināšanas par 14. attēla ķīmisko elementu īpašībām un uzvedību kopumā (8. attēls). Jāatzīmē, ka atklātā oglekļa formā kovalentās obligācijas veidojas starp atomiem. Mēs runājam par uzņēmēja īpašnieka veidu, kas ir saistīts ar labi izteiktu divu veidu oglekļa atomu klātbūtni, kuriem ir pilnīgi atšķirīga strukturālā vide.

Jauns augstspiediena ķīmija

Datoru dizaina materiālu laboratorijā tiek pētītas, kuras vielas būs stabilas augstā spiedienā. Tādā veidā laboratorijas vadītājs ieinteresēts šādā pētījumā: "Mēs studējam materiālus ar augstu spiedienu, jo īpaši jaunu ķīmiju, kas parādās šādos apstākļos. Tā ir ļoti neparasta ķīmija, kas neatbilst tradicionālo noteikumiem. Jaunu savienojumu iegūtās zināšanas novedīs pie izpratnes par to, kas notiek planētu iekšienē. Tā kā šīs neparastās ķīmiskās vielas var parādīt sevi kā ļoti svarīgus planētas grunts materiālus. " Ir grūti paredzēt, cik augstspiediena vielas darbojas: lielākā daļa ķīmisko noteikumu pārtrauc darbu, jo šie apstākļi ir ļoti atšķirīgi no parastā. Neskatoties uz to, tas ir nepieciešams, lai saprastu šo, ja mēs vēlamies zināt, kā Visums ir sakārtots. Lauva ir daļa no Baryona vielas Visuma ir precīzi augsts spiediens iekšpusē planētas, zvaigznes, satelītiem. Pārsteidzoši tas joprojām ir ļoti maz par savu ķīmiju.

Jauna ķīmija, kas tiek īstenota augstā spiedienā Datoru dizaina materiālu laboratorijā MFTI pētījumos PhD (grāds līdzīgs zinātnes kandidātam) Gabriele Saleh (Gabriele Saleh):

"Es esmu ķīmiķis, un es esmu ieinteresēts ķīmijā augstā spiedienā. Kāpēc? Jo mums ir ķīmijas noteikumi, kas ir formulēti pirms 100 gadiem, bet nesen izrādījās, ka viņi vairs nespēj strādāt augstā spiedienā. Un tas ir ļoti interesanti! Izskatās kā mēness parks: ir parādība, ka neviens nevar izskaidrot; Izpētiet jauno parādību un mēģiniet saprast, kāpēc tas notiek - tas ir ļoti interesanti. Mēs sākām sarunu ar pamata lietām. Bet augstais spiediens pastāv reālajā pasaulē. Protams, ne šajā istabā, bet zemē un uz citām planētām " .

Tā kā es esmu ķīmiķis, kuru esmu ieinteresēts augstspiediena ķīmijā. Kāpēc? Tā bija ķīmiskie noteikumi tika izveidoti pirms simts gadiem, bet nesen tika atklāts, ka šie noteikumi tiek sadalīti ar augstu spiedienu. Un tas ir ļoti interesanti! Tas ir kā Loonopark, jo jums ir parādība, ko neviens nevar racionalizēt. Tas ir interesanti studēt jaunu parādību un mēģināt saprast, kāpēc tas notiek. Mēs sākām no pamata viedokļa. Bet šie augstie spiedieni pastāv. Ne šajā telpā, protams, bet iekšpusē austu un citās planētām.

9. attēls. Ogļu skābe (H 2 CO 3) ir stabila konstrukcija zem spiediena. Inset no augšas Ir pierādīts, ka kopā cEX C. Tiek veidotas polimēru konstrukcijas. Par oglekļa skābekļa-ūdeņraža sistēmas ar augstu spiedienu pētījums ir ļoti svarīgi, lai saprastu, kā planētas ir sakārtotas. H 2 O (ūdens) un CH 4 (metāns) ir dažu milzu planētu galvenie komponenti - piemēram, Neptūna un urāna, kur spiediens var sasniegt simtiem GPA. Lieli ledus satelīti (Gamornad, Callisto, Titan) un Comets satur arī ūdeni, metānu un oglekļa dioksīdu, kas tiek piemērots vairākiem GPA.

Gabriele mums pastāstīja par savu jauno darbu, kas nesen tika pieņemts publicēšanai:

"Dažreiz jūs esat iesaistīti fundamentālajā zinātnē, bet pēc tam atklāt tiešu gūto zināšanu piemērošanu. Piemēram, mēs nesen nosūtījām rakstu publicēt, kurā mēs aprakstām meklēšanas rezultātus visiem stabiliem savienojumiem, kas iegūti no oglekļa, ūdeņraža un skābekļa augsta spiediena. Mēs atradām vienu, stabilu ļoti zemā spiedienā, piemēram, 1 GPA Un tie bija ogļu skābes H 2 CO 3 (9. att.). Es studēju astrofizikas literatūru un konstatēja, ka satelīti no ganymed un callisto [Jupitera] satelītiem sastāv no ūdens un oglekļa dioksīda: no molekulām, kas veido ogļu skābi. Tāpēc mēs sapratām, ka mūsu atklājums iesaka tālāk izglītību. ogļu skābe. Tas ir tas, ko es teicu: tas viss sākās ar fundamentālo zinātni un beidzās ar kaut ko svarīgu satelītu un planētu pētījumam " .

Ņemiet vērā, ka šāds spiediens izrādīties zems, kas principā var atrast Visumā, bet augstu, salīdzinot ar tiem, kas darbojas uz ASV uz zemes virsmas.

Tāpēc dažreiz jūs kaut ko mācāt fundamentālai zinātnei, bet tad jūs atklājat, ka tam ir pareizs pieteikums. Piemēram, mēs tikko esam iesnieguši papīru, kurā mēs ņēmām oglekli, ūdeņradi, skābekli augstā spiedienā, un mēs centāmies meklēt visus stabilos savienojumus. Mēs atradām vienu, kas bija ogļskābe, un tas bija stabils ļoti zemā spiedienā, piemēram, vienu gigapascal. Es pētīju astrofizikas literatūru un atklāja: ir satelīti, piemēram, Ganymede vai Calisto. Tur ir oglekļa di di dixide un ūdens. Molekulas, kas veido šo ogļskābi. Tāpēc mēs sapratām, ka šis atklājums nozīmē, ka, iespējams, būtu ogļskābe. Tas ir tas, ko es domāju, sākās fundamentālai un atklāt kaut ko, kas ir piemērojams planētas zinātnei.

Vēl viens neparastas ķīmijas piemērs, ko var radīt labi zināma pavārs sāls, NaCl. Izrādās, ka, ja sālī var izveidot 350 GPA spiedienu, tad jūs saņemsiet jaunus savienojumus. 2013. gadā A.R virzienā. Oganova tika parādīts, ka, ja tas bija augsts spiediens uz NaCl, neparastie savienojumi kļūs stabili - piemēram, NaCl 7 (10. att.) Un Na 3 Cl. Interesanti, ka daudzas atvērtās vielas ir metāli. Gabriele Saleh un ARTEM OGANOV turpināja strādāt, kas parādīja nātrija hlorīdu eksotisko uzvedību zem augsta spiediena un izstrādāja teorētisku modeli, ko var izmantot, lai prognozētu savienojumu īpašības sārmu metāli Ar halogēniem.

Viņi aprakstīja noteikumus, ka šīs vielas ir pakļautas šādiem neparastiem nosacījumiem. Izmantojot USPEX algoritmu, vairāki savienojumi ar formulu 3 y (a \u003d li, na, k; y \u003d f, cl, br) teorētiski saspiež līdz 350 GPA. Tas noveda pie hlorīda jonu atklāšanas oksidētā stāvoklī -2. "Standarta" ķīmija to aizliedz. Šādos apstākļos var izveidot jaunas vielas, piemēram, ar ķīmisko formulu na 4 cl 3.

10. attēls. NaCl tradicionālā sāls kristāla struktūra ( pa kreisi) un neparasts savienojums NaCl 7 ( labajā pusē), stabils zem spiediena.

Ķīmijai ir vajadzīgi jauni noteikumi

Gabriele Saleh (11. att.) Uzstājās par savu pētījumu, kas vērsts uz jauno ķīmijas noteikumu aprakstu, kurai būtu jutīgs spēks ne tikai standarta apstākļos, bet aprakstītu vielu uzvedību un īpašības ar augstu spiedienu (12. att. ).

11. attēls. Gabriel Saleh (Gabriele Saleh)

"Pirms diviem vai trim gadiem profesors Joganovs atklāja, ka tik vienkāršs sāls, kā NaCl, nav tik vienkārši: nātrija un hlora var arī veidot citus savienojumus. Bet neviens nezināja, kāpēc. Zinātnieki izpildīja aprēķinus, saņēma rezultātus, bet palika nezināms, kāpēc viss notiek tā, nevis citādi. Kopš augstskolas, es pētīju ķīmisko savienojumu, un pētījuma laikā man izdevās formulēt dažus noteikumus, loģiski izskaidrot, kas noticis. Es pētīju, kā elektroni rīkojas šādos savienojumos, un nāca pie vispārējiem likumiem, kas raksturīgi tiem zem augsta spiediena. Lai pārbaudītu, vai šie noteikumi ir manas iztēles augļi vai objektīvi pareizi, es prognozēju līdzīgu savienojumu struktūru - LIBR vai NABR un līdzīgāku. Un patiešām - seko vispārīgie noteikumi. Ja īsi, es redzēju, ka ir šāda tendence: ja jūs piemērot spiedienu uz šādiem savienojumiem, tad tie veido struktūru divdimensiju metāla, un pēc tam - viena dimensiju. Tad, ar ļoti augstu spiedienu, vairāk savvaļas lietas sāk rasties, jo hlors šajā gadījumā būs oksidēšanās pakāpe -2. Visi ķīmiķi zina, ka hloram ir oksidēšanās pakāpe -1, tas ir tipisks piemērs no mācību grāmatas: nātrija zaudē elektronu, un hlors to ņem. Tāpēc oksidatīvie numuri ir iegūti attiecīgi +1 un -1. Bet zem augsta spiediena viss darbojas nepareizi. Mēs esam parādījuši, ka ar dažām pieejām ķīmisko obligāciju analīzei. Arī darba laikā, es meklēju īpašu literatūru, lai saprastu, vai kāds jau bija novērota šādas likumsakarības. Un izrādījās, ka jā, noskatījos. Ja es neesmu kļūdaini, nātrija bisputat un daži citi savienojumi ir pakļauti aprakstītajiem noteikumiem. Protams, tas ir tikai sākums. Kad jūs publicējat šādus darbus uz tēmu, mēs uzzinām, vai mūsu modelim ir īsts prognozējošs spēks. Jo tas ir tieši tas, ko mēs meklējam. Mēs vēlamies aprakstīt ķīmiskos likumus, kas tiktu ievēroti augstā spiedienā " .

Pirms diviem vai trim gadiem profesors Oganov atklāja, ka vienkāršs sāls NaCl augstā spiedienā nav ļoti vienkāršs un veidojas citi savienojumi. Bet neviens nezina, kāpēc. Viņi aprēķināja rezultātus, bet jūs nevarat teikt, kas tas notiek. Tātad, kopš mana doktora grādu es specializējies pētījumā par ķīmisko savienojumu, es pētīju šos savienojumus, un es atradu kādu rle racionalizēt to, kas notiek. Es pētīju, kā elektroni rīkojas šajā savienojumā un nāca klajā ar dažiem noteikumiem, ko šāda savienojumu veidi sekos augstam spiedienam. Lai pārbaudītu, vai mani noteikumi bija tikai mana iztēle vai bija taisnība, es prognozēju jaunas līdzīgu savienojumu struktūras. Piemēram, LEBR vai NABE un dažas kombinācijas, piemēram, šis. Un jā, šie noteikumi izrādās jāievēro. Īsāk sakot, vienkārši nav ļoti specializējies, es esmu redzējis, ka ir tendence: ja jūs saspiežat tos veido divdimensiju metālu, tad viena dimensiju struktūru metāla. Un tad ļoti augsta spiediena daži vairāk savvaļas notiktu, jo CL šajā gadījumā būs oksidācijas numurs -2. Visi zemākais CL oksidācijas numurs -1, kas ir tipisks mācību grāmata Piemērs: nātrija zaudē to. Tāpēc mums ir +1 un -1 oksidācijas numuri. Bet ļoti augstā spiedienā vairs nav taisnība. Mēs to parādījām ar dažām pieejām ķīmisko savienošanas analīzi. Šajā darbā arī es trid apskatīt literatūru, lai redzētu, vai kāds ir redzējis šāda veida noteikumus pirms tam. Un jā, izrādījās, ka bija daži. Ja es neesmu kļūdains, Na-BI un citi savienojumi izrādījās, lai sekotu šiem noteikumiem. Tas ir tikai sākumpunkts, protams. Pārējie dokumenti nāks klajā, un mēs redzēsim, vai šim modelim ir īsta jauda. Jo tas ir tas, ko mēs meklējam. Mēs vēlamies ieskicēt ķīmiju, kas strādā arī augstam spiedienam.

12. attēls. Vielas struktūra ar ķīmisko formulu NA 4 Cl 3, kas veidojas ar spiedienu 125-170 GPATas skaidri parāda izskatu "dīvaini" ķīmijas zem spiediena.

Ja eksperiments, tad selektīvi

Neskatoties uz to, ka USPEX algoritmu raksturo liels jutīgs spēks tās uzdevumos, teorijai vienmēr ir nepieciešama eksperimentāla pārbaude. Datoru dizaina materiālu laboratorija ir teorētisks, kā tas izriet no tā nosaukuma. Tāpēc eksperimenti notiek sadarbībā ar citām zinātniskām grupām. Studiju stratēģija, kas pieņemta laboratorijā, Gabriel Saleh Komentāri šādi:

"Mēs neveicam eksperimentus - mēs esam teorētiķi. Bet bieži vien mēs sadarbojamies ar cilvēkiem, kas to dara. Patiesībā, es domāju, ka tas parasti ir grūti. Šodien zinātne ir šauri specializēta, tāpēc nav viegli atrast kādu, kurš nodarbojas gan ar otru " .

Mēs nedarām eksperimentus, bet bieži vien mēs sadarbojamies ar dažiem cilvēkiem, kas eksperimentē. Patiesībā es domāju, ka tas ir grūti. Mūsdienās zinātne ir ļoti specializēta, tāpēc ir grūti atrast kādu, kas dara abus.

Viens no spilgtākajiem piemēriem ir pārredzama nātrija prognoze. 2009. gadā žurnālā Daba. Tika publicēti Artem Oganova vadlīnijās veikto darbu rezultāti. Rakstā zinātnieki aprakstīja jauno NA formu, kurā tas ir pārredzams nemetāls, kļūstot par dielektrisku spiedienu. Kāpēc tas notiek? Tas ir saistīts ar Valences elektronu uzvedību: zem spiediena, tie tiek pārvietoti tukšumos kristāla režģa, ko veido nātrija atomi (13. att.). Tajā pašā laikā vielas metāla īpašības pazūd un parādās dielektriskās īpašības. 2 miljonu atmosfēru spiediens padara nātriju sarkanu un 3 miljonus - bezkrāsainu.

13. attēls. Nātrija zem spiediena ir vairāk nekā 3 miljoni atmosfēras. Zils zieds Tiek parādīta kristāla struktūra no nātrija atomiem, apelsīns - Valences elektronu ķekarus konstrukcijas tukšumos.

Daži cilvēki uzskatīja, ka klasiskais metāls varētu pierādīt šādu uzvedību. Tomēr sadarbībā ar ārstu Mihailu Eremez tika iegūti eksperimentāli dati, kas pilnībā apstiprināja prognozi (14. att.).

14. attēls. Na parauga fotoattēli, kas iegūti, apvienojot garām un atspoguļoto apgaismojumu. Atšķirīgs spiediens tika piemērots paraugam: 199 GPA (caurspīdīgs fāze), 156 GPA, 124 GPA un 120 GPA.

Ir nepieciešams strādāt ar gaismu!

Artem Joganovs mums pastāstīja, ko apgalvo, ka viņš vietām izvirza savus darbiniekus:

"Pirmkārt, viņiem ir jābūt labai izglītībai. Otrkārt, ir darbinieki. Ja cilvēks ir slinks, tad es to nedarīšu darbam, un, ja pēkšņi es to ņemšu, viņš tiks ļaunprātīgi izmantots. Vairāki darbinieki, kas bija slinks, inerts, amorfs, es tikko atlaistu. Un es domāju, ka tas ir pilnīgi pareizs un labs pat personai pats. Jo, ja cilvēks nav viņa vietā, viņš nebūs laimīgs. Viņam ir jāiet tur, kur viņš strādās ar gaismu, ar entuziastiem ar prieku. Un tas ir labs laboratorijai un labai personai. Un tie puiši, kuri patiešām strādā skaisti, ar mirdzumu, fakts, ka mēs maksājam labu algu, viņi dodas uz konferenci, viņi raksta rakstus, kas pēc tam dodieties uz labākajiem žurnāliem, tie būs labi. Jo viņi ir savā vietā, un tāpēc, ka laboratorijai ir labi resursi, lai tos atbalstītu. Tas nozīmē, ka puiši nav jādomā par iegādi, lai izdzīvotu. Viņi var koncentrēties uz zinātni, par savu iecienītāko biznesu un veiksmīgi risināt tos. Tagad mēs esam parādījušies daži jauni dotācijas, un tas paver iespēju nolīgt vēl dažus cilvēkus. Konkurence pastāvīgi ir. Visu gadu cilvēki iesniedz pieteikumus, es, protams, ne visi. ". (2016). 4-aminopiridīna kristālisks, farmaceitiskās kompozīcijas un ārstēšanas metodes un / vai profilakses metode. Phys. Chem. Chem. Phys. 18 , 2840–2849;

Ma Y., Eremets M., Oganov A.R., Xie Y., Trojan I., Medvedevs S. et al. (2009). Pārredzams blīvs nātrijs. Daba. 458 , 182–185;

Lyakhov A.O., Oganov A.R, Stokes H.T., Zhu Q. (2013). Jauni notikumi evolūcijas struktūras prognozēšanas algoritmā USPex. Comput. Phys. Sazināties. 184 , 1172–1182.

- risināsimies ar jaunu materiālu datora dizainu. Pirmkārt, kas tas ir? Zonas zināšanas? Kad ir ideja un šī pieeja?

- Teritorija ir diezgan jauna, viņa ir tikai pāris gadus. Pati, datoru dizains jaunu materiālu bija sapnis pētnieku, tehnologi, fundamentālo zinātnieku daudzus gadu desmitus. Tā kā jauna materiāla atvēršanas process ar nepieciešamajām īpašībām parasti aizņem daudzus gadus vai pat visu iestāžu un laboratoriju desmitgades. Tas ir ļoti dārgs process, kuras beigās jūs varat gaidīt vilšanos. Tas ir, jūs ne vienmēr varat izgudrot šādu materiālu. Bet pat tad, ja jūs sasniegsiet panākumus, panākumi var prasīt daudzu gadu darba. Tas nav piemērots vispār, mēs vēlamies izgudrot jaunus materiālus, jaunas tehnoloģijas, cik ātri vien iespējams.

- Vai jūs varat sniegt piemēru šādu materiālu, kas neizdodas vai nevarēja izgudrot?

- Jā, protams. Piemēram, daudzus gadu desmitus, cilvēki cenšas nākt klajā ar grūtāk dimanta materiālu. Šajā tēmā bija simtiem publikāciju. Dažos no tiem cilvēki apgalvoja, ka materiāls tika atrasts šautenes dimants, bet pēc tam neizbēgami, pēc kāda laika (parasti nav ļoti daudz), šie apgalvojumi tika atspēkoti, un izrādījās, ka tā bija ilūzija. Līdz šim šāds materiāls nav atrasts, un tas ir pilnīgi skaidrs, kāpēc. Ar mūsu metodēm mums izdevās parādīt, ka tas ir būtiski neiespējami, tāpēc nav nekas pat tērēt laiku.

- Un, ja jūs mēģināt vienkārši paskaidrot, kāpēc tas nav iespējams?

- šāds īpašums, kā cietība, ir ierobežots ierobežojums katram noteiktajam materiālam. Ja mēs ņemam visus materiālus, kas ir iespējams veikt, izrādās, ka ir noteikta globāla augšējā robeža. Tas notika, ka šis augšējais limits atbilst dimantam. Kāpēc dimants? Jo šajā struktūrā vairāki nosacījumi ir vienlaicīgi apmierināti: ļoti spēcīgas ķīmiskās saites, ļoti augsts šo ķīmisko obligāciju blīvums, un tie ir vienmērīgi sadalīti kosmosā. Nav viens virziens, kas būtu daudz grūtāk nekā otrs, tas ir visos virzienos ļoti ciets. Tas pats grafīts, piemēram, ir spēcīgākas saites nekā dimanta, bet visas šīs obligācijas atrodas vienā plaknē, un ir ļoti vāji savienojumi starp lidmašīnām, un šis vājais virziens padara visu kristālu mīkstu.

- Kā tika izstrādāta metode un kā zinātnieki mēģināja to uzlabot?

"Lielais Edison teica, manuprāt, sakarā ar tās izgudrojumu, kvēlspuldzes:" Es necietis desmit tūkstošus reizes neveiksmē, bet es tikai atradu desmit tūkstošus veidus, kas nedarbojas. " Tas ir tradicionāls veids, meklējot jaunus materiālus, ko sauc par EDISON zinātnisko literatūru. Un no šīs metodes, protams, cilvēki vienmēr gribēja virzīties prom, jo \u200b\u200btas prasa retu Edison iznīcina un Edison pacietību. Un daudz laika, kā arī naudu. Šī metode nav ļoti zinātniska, tā ir diezgan zinātniska "tyk". Un vienmēr, cilvēki vēlējās pāriet prom no tā. Kad datori radās, un viņi sāka atrisināt vairāk vai mazāk sarežģītus uzdevumus, jautājums nekavējoties radās: "Vai ir iespējams visas šīs dažādu apstākļu, temperatūru, spiedienu, ķīmisko potenciālu, ķīmiskā sastāva kombinācijas, datorā, nevis to darot laboratorijā? " Sākumā cerības bija ļoti augstas. Cilvēki paskatījās uz to nedaudz optimistisku un euforisku, bet drīz visi šie sapņi crashed par ikdienas dzīvi. Šīs metodes, ko cilvēki mēģināja atrisināt, nevar sasniegt principā.

- Kāpēc?

- Tā kā dažādu atomu atrašanās vietas varianti kristāla struktūrā ir bezgalīgi daudzi, un katram no tiem būs pilnīgi atšķirīgas īpašības. Piemēram, dimants un grafīts ir vienāda viela, un tāpēc, ka struktūra ir atšķirīga, to īpašības ir būtiski atšķirīgas. Tātad šeit dažādas iespējasAtšķiras no dimanta, un no grafīta var būt bezgalīgi daudz. Ko jūs sākat? Kur jūs pārtrauksiet? Cik tas turpināsies? Un, ja jūs joprojām ievadiet mainīgo ķīmisko sastāvu, tad arī dažādas ķīmiskās kompozīcijas, jūs varat arī nākt klajā ar bezgalīgi daudz, un uzdevums kļūst nepanesami grūti. Ļoti ātri cilvēki saprata, ka tradicionālās, standarta metodes šīs problēmas risināšanai nerada absolūti neko. Šis pesimisms pilnībā apglabāja pirmās cerības, ka cilvēki loloja, sākot no 60. gadiem.

- Datoru dizains joprojām domā vai vismaz, tas ir jūtama kā vizuāla lieta. Es saprotu, ka 60. gados, 70. vai 80. gados tas joprojām ir risinājums nav vizuāls, bet matemātisks, tas ir, tas ir ātrāks skaitīšana, skaitīšana.

- Kā jūs saprotat, kad jūs saņemat numurus datorā, jūs vienmēr varat tos vizualizēt, bet tas nav tikai tas.

- Kopumā tas ir jautājums tikai par tehnikas gatavību darīt.

- Jā. Skaitliskais konts ir gruntēts, jo no numuriem jūs vienmēr varat izveidot attēlu, un no numura attēla, iespējams, arī, lai gan nav ļoti precīzs. Kopš 1980. gadu vidus bija vairāki slaveni publikācijas un beidzot ar 90. gadu vidū, kas beidzot apvienoja pesimismu mūsu jomā. Piemēram, bija brīnišķīga publikācija, kurā tas tika teikts, ka pat tāds ir vienkāršas vielasKā grafīts vai ledus, tas ir absolūti iespējams paredzēt. Vai bija raksts, ko sauca par "paredzamām kristāliskām struktūrām", un pirmais šā panta pirmais vārds bija "nē".

- Ko tas nozīmē "paredzams, vai"?

- kristāla struktūras prognozēšanas uzdevums ir visu jaunu materiālu dizaina dizaina kodols. Tā kā struktūra definē vielas īpašības, pēc tam prognozēt vielu ar vēlamajām īpašībām, jums ir nepieciešams prognozēt sastāvu un struktūru. Kristāla struktūras prognozēšanas uzdevumu var formulēt šādi: Pieņemsim, ka mēs uzstādām ķīmisko sastāvu, pieņemsim, ka tas ir fiksēts, piemēram, ogleklis. Kāda būs visstabilākā oglekļa veidlapa noteiktos apstākļos? Normālos apstākļos mēs zinām atbildi - tas būs grafīts; Augstā spiedienā mēs arī zinām, ka atbilde ir dimanta. Bet, lai izveidotu algoritmu, kas varētu dot jums, izrādās ļoti grūts uzdevums. Vai arī jūs varat formulēt uzdevumu citā veidā. Piemēram, par to pašu oglekli: kāda ir stingra struktūra, kas atbilst tam Ķīmiskais sastāvs? Diamond tiek iegūts. Un tagad lūdza uzdot citu jautājumu: kas ir visvairāk blīvākais? Šķiet, ka arī dimants, bet nē. Izrādās, ka oglekļa forma ir blīvāks dimantu var izgudrot vismaz datorā, un to var sintezēt principā. Turklāt ir daudz šādu hipotētisku formu.

- Pat ja?

- Pat ja. Bet dimanta izlīdzināšana nenāk. Atbildes uz šāda veida jautājumiem, cilvēki iemācījās saņemt pavisam nesen. Nesen parādījās algoritmi, programmas, kas var to darīt. Šajā gadījumā patiesībā visa pētniecības joma bija saistīta ar mūsu 2006. gada darbiem. Pēc tam daudzi citi pētnieki arī sāka iesaistīties šajā uzdevumā. Kopumā mēs nepalaidām garām palmu čempionātā un izgudrot vairāk un vairāk jaunu metožu, jauniem un jauniem materiāliem.

- "Kas mēs esam?

- Tas ir mani un mani studenti, maģistranti un pētnieki.

- Lai būtu skaidrs, jo "mēs" - tas ir tik daudzu novērtēts, šajā gadījumā polisantijas, to var uztvert citādi. Un kas ir revolucionārs?

- Fakts ir tāds, ka cilvēki saprata, ka šis uzdevums ir saistīts ar bezgalīgi sarežģītu kombinatorisku problēmu, tas ir, iespēju skaits, no kuriem jums ir nepieciešams izvēlēties labāko, bezgalīgi. Kā var atrisināt šo uzdevumu? Jā nē Jūs vienkārši nevarat piemērot un justies ērti. Bet mēs atradām veidu, kā šo uzdevumu var atrisināt diezgan efektīvi, kā balstīts uz attīstību. To var teikt, secīgu tuvinājumu metode, kad, sākot ar sākotnēji vājām risinājumiem, mēs nonākam pie metodes, kas atbilst vairāk un progresīvākiem risinājumiem. Var teikt, ka tas ir mākslīgā intelekta metode. Mākslīgais intelekts, kas padara vairākus pieņēmumus, daži no tiem noraidīja, un no ticīgākajām, interesantākajām struktūrām un kompozīcijām, kas paredzētas vēl interesantākiem. Tas ir, viņš mācās par savu vēsturi, jo to var saukt par mākslīgo intelektu.

- Es gribētu saprast, kā jūs izgudrojat, izgudrot jaunus materiālus kādā konkrētā piemērā.

- Mēģināsim to aprakstīt tajā pašā oglekļa piemērā. Jūs vēlaties prognozēt, kāda veida ogleklis ir vislielākais uzņēmums. Tiek sniegta neliela skaits nejaušu oglekļa konstrukciju. Dažas struktūras sastāvēs no diskrētām molekulām kā Fullerenes; Dažas struktūras sastāv no slāņiem kā grafīts; Daži sastāvēs no oglekļa ķēdēm, tā sauktajiem karabīniem; Daži trīsdimensiju, dimanta veida (bet ne tikai dimantu, šādas struktūras ir bezgalīgi daudz). Jūs sākotnēji izveidojat šādas struktūras sākumā, tad jūs veicat vietējo optimizāciju vai to, ko mēs saucam par "relaksāciju". Tas ir, jūs pārvietot atomus, līdz rezultātā spēks uz atoma netiek atiestatīta, līdz visi spriegumi struktūrā pazūd, līdz tas nonāk tās ideālajās sugās vai nesaņem savu labāko vietējo formu. Un šai struktūrai jūs sagaidāt īpašības, piemēram, cietība. Mēs skatāmies uz Fullerenes cietību. Ir spēcīgi savienojumi, bet tikai molekulas iekšpusē. Molekulas pašas ir ļoti vāji saistītas, pateicoties tam, cietība ir gandrīz nulle. Paskaties grafīta - tas pats stāsts: spēcīgi savienojumi slāņa iekšpusē, vāji starp slāņiem, kā rezultātā viela ir ļoti viegli sadalīšanās, tas būs ļoti mazs. Vielas, piemēram, Fullerenes vai Karbins, vai grafīta, būs ļoti mīksts, un mēs to nekavējoties noraidīt. Atlikušās oglekļa konstrukcijas ir trīsdimensiju, spēcīgas obligācijas visās trijās dimensijās, no šīm struktūrām mēs izvēlamies visvairāk cietu un ļaujot tai ražot meitasuzņēmumus. Kā tas izskatās? Mēs veicam vienu struktūru, mēs ņemam citu struktūru, sagriežot tos gabalos, savākt tos kopā, kā dizainerī, un atkal atpūsties, tas ir, mēs dodam iespēju atstāt visus stresus. Ir mutācijas - tas ir vēl viens veids, kā padarīt pēcnācējus no vecākiem. Mēs ņemam vienu no visstabilākajām struktūrām un mutīdu, piemēram, mēs izmantojam milzīgu maiņas stresu, lai daži savienojumi vienkārši pārsprāgt tur, un citi, jauni, veidoti. Vai priecodzes atomi vājākajos struktūras virzienos, lai šī vājums tiek noņemts no sistēmas. Visas tādējādi radās struktūras, kuras mēs atpūstam, tas ir, mēs noņemam iekšējos spriegumus, un pēc tam mēs atkal novērtējam īpašības. Tā gadās, ka mēs paņēmām cietu struktūru, mutējot to, un tas kļuva mīksta, pagriezta, teiksim, grafīta. Mēs nekavējoties absorbējam šādu struktūru. Un no tiem, kas ir cieti, atkal ražo "bērnus". Un tik atkārtojiet soli pa solim, paaudze paaudzē. Un diezgan ātri mēs nonākam pie dimanta.

- tajā pašā laikā, brīži, kad mēs sacelties, salīdzināt, savienot un mainīt struktūru, dara mākslīgais intelekts, Vai programma? Nav cilvēks?

- Tas padara programmu. Ja mēs to izdarījām, mēs būtu Kashchenko, jo tas ir milzīgs skaits operāciju, kurām nav nepieciešama persona, kas jādara, un diezgan zinātnisku iemeslu dēļ. Jūs saprotat, cilvēks ir dzimis, absorbē apkārtnes pieredzi, un ar šo pieredzi ir sava veida aizspriedumi. Mēs redzam simetrisku struktūru - mēs sakām: "Tas ir labi"; Mēs redzam asimetrisku - saka: "Tas ir slikti." Bet dabai dažreiz tas notiek un otrādi. Mūsu metodei jābūt brīvai no cilvēka subjektīviem un aizspriedumiem.

- Tas ir labi, es saprotu, ko jūs aprakstāt, ka, principā, šis uzdevums nav formulēts ne tik daudz fundamentālas zinātnes kā risinājums diezgan specifisku uzdevumu noteikto dažu regulāru starpvalstu uzņēmumu? Tāpēc mums ir nepieciešams jauns cements, lai tas būtu viskozs, blīvāks vai, gluži pretēji, ir vairāk šķidruma un tā tālāk.

- Nepavisam. Patiesībā, es nāca no fundamentālas zinātnes manā izglītībā, pētīja pēc visas fundamentālās zinātnes, kas nav piemērots. Tagad esmu ieinteresēts risināt lietišķos uzdevumus, jo īpaši tāpēc, ka es izlemts metodoloģiju piemēro svarīgākajiem lietišķajiem uzdevumiem ļoti plašu spektru. Taču sākotnēji šī metode tika izgudrota, lai atrisinātu pamatuzdevumus.

- Kāda veida?

- Es ilgu laiku esmu iesaistījis fizikā un augstspiediena ķīmijā. Šī ir joma, kurā ir eksperimentāli veikti daudzi interesanti atklājumi. Bet eksperimenti ir sarežģīti, un ļoti bieži eksperimentāli rezultāti ar laiku izrādījās nepareizi. Eksperimenti ir dārgi, darbietilpīgi.

- Sniedziet piemēru.

- Piemēram, ilgu laiku tur bija sacensības starp padomju un amerikāņu zinātniekiem: kas saņems pirmo metāla ūdeņradi zem spiediena. Tad izrādījās, ka, piemēram, daudzi vienkārši elementi zem spiediena kļūst (tas ir tik alķīmiskā transformācija) ar pārejas metālu. Piemēram, jūs lietojat kāliju: kālija uz valences apvalka ir tikai viens S-elektrons, tāpēc zem spiediena tas kļūst par D-elementu; S-orbitāls ir tukšs, un nevajadzīgo D-orbitālu nokārto šis vienīgais elektrons. Un tas ir ļoti svarīgi, jo kālija, kļūstot par pārejas metālu, tad saņem iespēju ieiet, piemēram, šķidrā dzelzs. Kāpēc tas ir svarīgi? Jo tagad mēs uzskatām, ka kālijs mazos daudzumos ir daļa no kodola Zemes, un ir avots siltuma. Fakts ir tāds, ka viens no kālija izotopiem (radioaktīvā kālija-40) ir viens no galvenajiem siltuma ražotājiem uz Zemes šodien. Ja kālijs nav iekļauts zemes kodolā, tad mums ir pilnībā jāmaina mūsu ideja par dzīves vecumu uz Zemes, par magnētiskā lauka vecumu, par zemes kodolu vēsturi un daudzām citām interesantām lietām. Šeit ir alķīmiskās transformācijas - S-elementi kļūst par D-elementiem. Augstā spiedienā, kad jūs izspiest vielu, enerģiju, ko tērējat saspiešanai, agrāk vai vēlāk pārsniedz ķīmisko obligāciju enerģiju un intboronālu pāreju enerģiju atomos. Un tāpēc jūs varat radikāli mainīt atoma elektronisko struktūru un ķīmiskās saites veidu jūsu vielā. Var rasties pilnīgas jaunas vielas. Un standarta ķīmiskā intuīcija šādos gadījumos nedarbojas, tas ir, noteikumi, kurus mēs mācāmies no skolas stenda ķīmijas stundās, viņi lido uz tartarāru, kad spiediens sasniedz diezgan lielu daudzumu. Es varu jums pateikt, kāda veida lietas tika prognozētas, izmantojot mūsu metodi un pēc tam eksperimentāli izrādījās. Kad šī metode parādījās, tas kļuva par visiem triecieniem. Viens no interesantākajiem darbiem bija saistīts ar nātrija elementu. Mēs prognozējām, ka, ja mēs velna nātrija spiedienu uz aptuveni 2 miljoniem atmosfēras (starp citu, spiediens zemes centrā ir gandrīz 4 miljoni atmosfēras, un jūs varat saņemt šādu spiedienu), tas nebūs vairāk metāla, bet a dielektrisks, turklāt, pārredzamas un sarkanas krāsas. Kad mēs to izdarījām šo prognozi, neviens neticēja. Dabas žurnāls, kurā mēs nosūtījām šos rezultātus, pat noraidīja šo rakstu izskatīt, viņi teica, ka tas nav iespējams ticēt. Es sazinājos ar eksperimentētājiem no Mihaila Yeremtsz grupas, kurš arī man teica, ka tas nav iespējams ticēt tajā, bet no cieņas viņi joprojām mēģinās veikt šādu eksperimentu. Un šis eksperiments pilnībā apstiprināja mūsu prognozes. Tika prognozēts, ka Bora elementa jaunā fāzes struktūra - šī elementa stingra struktūra, kas ir viena no cietīgākajām zināmākajām vielu cilvēcei. Un tur izrādījās, ka dažādiem bora atomiem ir atšķirīga elektriskā maksa, tas ir, viņi pēkšņi kļūst atšķirīgi: daži pozitīvi, daži negatīvi iekasē. Šis raksts tika citēts gandrīz 200 reizes apmēram pirms trim gadiem.

- Jūs teicāt, ka tas ir būtisks uzdevums. Vai arī jūs vispirms izlemjat visus galvenos uzdevumus un tikai nesen - daži praktiski jautājumi? Vēsture ar nātriju. Priekš kam? Tas ir, jūs sēdējāt, sēdēja un domāju, ka es ņemtu - es ņemšu nātriju, varbūt slimu viņu 2 miljonu atmosfērā?

- Protams, tādā veidā. Es saņēmu dotāciju, lai pētītu augstspiediena elementu uzvedību, lai labāk izprastu elementu ķīmiju. Eksperimentālie dati zem augsta spiediena joprojām ir ļoti sadrumstalota, un mēs nolēmām ietaupīt vairāk vai mazāk visā periodiskā tabula, lai saprastu, kā elementi un to ķīmija mainās zem spiediena. Mēs publicējām vairākus rakstus, jo īpaši par supravadītspējas raksturu skābekli zem spiediena, jo skābeklis zem spiediens kļūst par supravadītāju. Vairākiem citiem elementiem: sārmaini elementi vai sārmaini zemes elementi, un tā tālāk. Bet visinteresantākais, iespējams, bija jaunu parādību atklāšana nātrijā un urbumā. Tas, iespējams, bija divi elementi, kas mūs visvairāk pārsteidza. Tāpēc mēs sākām. Un tagad mēs pārgājām uz risinājumiem un praktiskiem uzdevumiem, mēs sadarbojamies ar tādiem uzņēmumiem kā Intel, Samsung, Fujitsu, Toyota, Sony. Toyota, cik es zinu, ar mūsu metodes palīdzību nesen izgudroja jaunu materiālu litija baterijām un gatavojas ražot šo materiālu tirgū.

- Viņi paņēma jūsu metodi, veica materiālu meklēšanas tehnoloģiju, bet ne jūs?

- Jā, protams. Mēs neuzliekam sevi slodzē un mēģiniet palīdzēt visiem pētniekiem. Mūsu programma ir pieejama visiem, kas vēlas to izmantot. Uzņēmumiem ir jāmaksā par tiesībām izmantot programmu. Un zinātnieki, kas strādā akadēmiskajā zinātnē, saņem to par brīvu, tikai lejupielādējot no mūsu tīmekļa vietnes. Mūsu programmai ir gandrīz 2 tūkstoši lietotāju visā pasaulē. Un es esmu ļoti apmierināts, kad es redzu, ka mūsu lietotāji ir labi sasniegt. Man ir, mana grupa ir vairāk nekā pietiekami no viņa atklājumiem, viņa darbiem, viņa ieskatiem. Kad mēs redzam to pašu citās grupās, tas vienkārši patīk.

Materiāls ir sagatavots, pamatojoties uz "Postnokuka" radio pārraidi radio Krievijas ziņu dienestā.