Biologija-mentor. 

Računalniško oblikovanje novih materialov: sanje ali resničnost? Računalniško oblikovanje novih materialov Računalniško oblikovanje novih materialov.

  1. 1. Računalniško oblikovanje Novi materiali: sanje ali resničnost? Artem Yoganov (ARO) (1) Oddelek za geoznanosti (2) Oddelek za fiziko in astronomijo (3) New York Center za računske vede State Univerza New York, Stony Brook, NY 11794-2100 (4) Moscow State University, Moskva, 119992, Rusija.
  2. 2. Trstvo snovi: atomi, molekularity uganili, da je snov sestavljena iz delcev: "Ko on (Bog) ni ustvaril zemlje, brez polj ali začetnega prašenja vesolja" (tudi pregovori, 8:26) (tudi - Epicur, Lucretia Avto, starodavni Indijanci, ...) I. Kepler je predlagal, da je struktura ledenih tokov v snežinke določena z njihovo atomsko strukturo
  3. 3. Trgovina snovi: atomi, molekule, kristali 1669 - Rojstvo kristalografije: Nikolajski vagon formulira prvo kvantitativno zakonodajo kristalografije "Kristalografija .. Neproduktivno, obstaja samo zase, nima posledic, ki niso potrebne, Razvila se je v sebi. Omogoča nekaj omejenega zadovoljstva, njegovi podatki pa so tako raznoliki, da se lahko imenuje neizčrpna; Zato prihaja tudi najboljše ljudi tako verige in tako dolgo. "(I.V. Goethe, amaterski kristalograf, 1749-1832) Ludwig Boltzman (1844-1906) - Veliki avstrijski fizik, ki je zgradil vse njegove teorije o atomskih idejah. Kritika atomizma ga je leta 1906 pripeljala na samomor. Leta 1912 je bila hipoteza o atomski strukturi snovi dokazala eksperimenti max von laue.
  4. 4. Struktura je osnova za razumevanje lastnosti in obnašanja materialov (iz http://nobelprize.org) Zins Zns. Ena od prvih struktur, ki jih je rešil Braggs leta 1913. Presenečenje: V strukturi ni ZNS molekul!
  5. 5. Rentgenska difrakcija - glavna metoda eksperimentalne določitve konstrukcije kristalne strukture difrakcijskega vzorca
  6. 6. Razmerje med strukturo in difrakcijskim vzorcem, kaj bodo razpršeni vzorci teh "struktur"?
  7. 7. Eksperimentalne triumfs - Opredelitev neverjetno kompleksnih kristalnih strukturno ločenih faz kvazikristalnih elementov beljakovin (RB-IV, U.Schwarz'99) Novo stanje snovi, odprte leta 1982, je v naravi le v letu 2009! Nobelova nagrada 2011!
  8. 8. Stanje snovi Kristalinična kvazikristalna amorfna tekoča plinasta ("mehka snov" - polimeri, tekoči kristali)
  9. 9. atomska struktura - najbolj glavna značilnost Snovi. Poznavanje tega, lahko napovedujete lastnosti materiala in njegovo elektronsko strukturo teorije 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 Konstante C66 149 147
  10. 10. Več zgodb 4. Materiali globine Zemlje 3. Materiali iz računalnika 2. Možno je predvideti Crystalline1. O povezavi strukture?
  11. 11. Zakaj je led lažji od vode? Ice struktura vsebuje velike prazne kanale, da ni videžne vode. Zaradi teh praznih kanalov je lažji led.
  12. 12. Plinski hidrati (Clathrates) - Led z polnjenjem molekul (metan, ogljikov dioksid, klor, ksenon itd.) Število grozljivih publikacij Ogromne vloge metana hidrata - upanje in varčevanje z energijo? Pod nizkim tlakom, obrazca metana in ogljikovega dioksida Clathrates - 1 liter Clatarta vsebuje 168 litrov plina! Metan hidrat izgleda kot led, vendar opekline z izdajo vode. CO2 hidrat - oblika ogljikovega dioksida pokopa? Mehanizem Xenon anestezija - nastajanja HE-hidrata, ki blokira prenos nevronskih signalov v možgane (Pauling, 1951)
  13. 13. Mikroporozni materiali za kemično industrijo in čiščenje izolatov okoliških medijev so mikroporozne aluminosilicate, ločitev oktana in izolito-isto oktana zeolito-kemikalije. Industrijski zgodovinski primeri zastrupitve s težkimi kovinami: Qin Shi Juandi Ivan IV Grozny "Nerodska bolezen (37-68) svinec (259-110 BC) (1530-1584) Mad zastrupitev: Klobuki" Agresijo, Demenca
  14. 14. Novi in \u200b\u200bstari fenomen superprevodnikov, ki se odpirajo leta 1911. Challing-onnex Teorija superprevodnosti - 1957 (Bardeen, Cooper, Schrieffer), vendar teorija najbolj urne temperature superprevodnikov (Bednorz, Muller, 1986) Ne! Najmočnejši magneti (MRI, masni spektrometri, pospeševalniki delcev) Magnetne levitacijske vlake (430 km / h)
  15. 15. Presenečenje: Ogljik odstranljiv Nezatostni obrazec 1.14 1 TC  EXP [] KB G (E F) V Dopid Graphite: KC8 (TC \u003d 0.125 K), CAC6 (TC \u003d 11 K). B-Dopid Diamond: TC \u003d 4 K. DOPED FULLERENES: RBCS2C60 (TC \u003d 33 K) Molekula Molekula Struktura in videz. FuleRene C60 Fulerite Crystals Superconductivity v organskih kristalih so znani od leta 1979 (Bechgaard, 1979).
  16. 16. Ker lahko materiali prihranijo ali uničijo pri nizkih temperaturah, je kositra podvržen fazni prehodu - "tin kuga". 1812 - Po legendi je bila odpravo Napoleona v Rusijo umrla zaradi tipk Tin na uniformah! 1912 - Smrt odprave kapitana r.f. Scott do južnega pola, ki je bil pripisan "Tin Chum". Prehod prvega Rodasy 13 0C belega kositra: 7,37 g / cm3 sivi kositer: 5.77 g / cm3
  17. 17. Zlitine s pomnilniškim pomnilnikom 1 2 3 4 1- deformacije 3 - po ogrevanju (20 ° C) (50 ° C) 2- po deformaciji 4 - Po hlajenju (20 ° C) (20 ° C) Primer: Niti ( Nitinol) Uporaba: Shunts, zobni nosilci, elementi naftovodov in letalskih motorjev
  18. 18. Wonders. optične lastnosti Pleochroism (Cordieritetis) - Otvoritev Amerike in navigacije ZDA uivadevoprelenie (kalcit) Aleksandrite učinek (Chrysobergija) skleda Likurga (steklo z nanodelci)
  19. 19. O Nature Colorile Waves, å Color Extra Color4100 Purple Lemon-Yellow4300 Indigo Yellow4800 Blue Orange5000 Blue-Green Red5300 Green Purple5600 Lemon-Yellop Purple5800 Yellow Indigo6100 Orange Blue6800 Rdeča Sine-Green
  20. 20. Barva je odvisna od smeri (pleochroism). Primer: Cordieritetis (Mg, Fe) 2A4SI5O18.
  21. 21. 2. Napoved kristalnih struktur Oganov A.R., Lyakhov A.O., Valle M. (2011). Kako evolucijske napovedi kristalne strukture dela - in zakaj. Acc. Chem. OVE. 44, 227-237.
  22. 22. J. Maddox (Narava, 1988) Naloga - Poiščite globalno minimum možnosti energetskih možnosti. 1 1 1 sek. Naprej vse strukture nemogoče: 10 1011 103 YRS. 20 1025 1017 YRS. 30 1039 1031 YRS. Pregled metode USPEX (ARO & Steklo, J.CHEM.PHYS. 2006)
  23. 23. Kako najti Mount Everest z uporabo razvoja Kangaroo? (Slika R. Bolegg) Iztovarjamo pristanek Kangaroo in jim omogoči, da se pomnožijo (ni prikazano na razlogi cenzura) .....
  24. 24. Kako najti Kengaroo Evolution, da bi našli Mount Everest? (Slika R. Boles) Aaaargh! Ouch .... in od časa do časa pridejo lovci in odstranite Kangaroo na manjših nadmorskih višinah
  25. 25.
  26. 26. Evolucijski izračuni "Samo-učenje" in iskanje na najzahtevnejših prostorih prostora
  27. 27. Evolucijski izračuni "Self-učenje" in iskanje na najzahtevnejših prostorih prostora
  28. 28. Evolucijski izračuni "Samo-učenje" in iskanje na najzahtevnejših prostorih prostora
  29. 29. Evolucijski izračuni "Self-učenje" in iskanje na najzahtevnejših prostorih prostora
  30. 30. Alternativne metode: Naključno iskanje (FREEMAN & CATLOW, 1992; VAN EIJCK & KROON, 2000, TIMPARD & POTREBION, 2006) No "usposabljanje" deluje samo za enostavni sistemi (do 10-12 atomov). Izvršni žarjenje (Pannetier 1990; Schön & Jansen 1996) No "učenje" metadamike (Martonak, Laio, Parrinello 2003) Tabu Iskanje v vesoljskem prostoru Minima Hopping (Gödecker 2004) uporablja zgodovino izračuna in "Samoučenje." Genetski in evolucijski algoritmi Bush (1995), Woodley (1999) - ne učinkovita metoda Za kristale. Deaven & Ho (1995) je učinkovita metoda za nanodelce.
  31. 31. USPEX (Universal Struktura Prepovednik: Evolucijska xtalografija) (naključno) primarno prebivalstvo Nova generacija struktur se izvede le iz najboljših sedanjih struktur (1) dednost (3) koordinata (2) mutacijo mutacije (4)
  32. 32. Dodatne sprejemi - parameter vrstnega reda "prstnih odtisov" rojstva naročila iz kaosa v evolucijskem procesu ["Bog \u003d generator raznolikosti" © C. Avetisyan] Lokalni red - označuje okvarjena območja
  33. 33. Preizkus: "Kdo bi ugibal, da je grafit stabilen alotrop ogljika na navadnem tlaku?" (Maddox, 1988) tridimenzionalna struktura SP2, predlagana puška se pravilno napoveduje R. Hoffmann (1983) kot stabilna faza na 1 Struktura bankomata z nizko hibridizacijo energije SP3 ponazarjajo sp2 hibridizacijo ogljikovega kemije sp hibridizacijo (karte)
  34. Test: Faze visokotlačnega tlaka so tudi pravilno reproducirane100 GPA: Diamond Stable 2000 GPA: BC8 faza faza + ugotovljena metastable faza, pojasnjevanje metastable BC8 faza silicija "Superhard Graphite" je znana (KASPER, 1964) (LI, ARO, MA, et al. , PRL 2009)
  35. 35. Odkritje, narejeno z USPEX:
  36. 36. 3. Materiali iz računalnika
  37. 37. Otvoritev novih materialov: še vedno eksperimentalna metoda vzorcev in napak "Nisem trpila (deset tisoč) neuspeha, ampak le odprla 10000 ne-delovnih načine" (TA Edison)
  38. 38. Poiščite gostoto snovi: Ali so močne spremembe ogljika gosta diamant? Da, struktura Almazalmaza ima najmanjši atomski volumen največje nestisibilnosti med vsemi novimi strukturami, elementi (in spojin). Tesnejši diamant! (Zhu, Aro, et al., 2011)
  39. 39. Analogija oblik ogljika in silicijevega dioksida (SiO2) omogoča razumevanje gostote novih ogljikovih oblik. Nove strukture, 1,1-3,2% gosta diamant, zelo visoka (do 2.8!) Kazalniki lomnega in disperzije Svetlobni diamant HP3 Struktura TP12 Struktura TI12 StruktureO2 CRYSTOBALITE SIO2 QUARTZ SIO2 KITIT faza SIS2 Visok tlak
  40. 40.
  41. 41. Najtežji oksid - TiO2? (Dubrovinsky et al., Nature 410, 653-654 (2001)) Nishio-Hamane (2010) in Al-Khatatbeh (2009): kompresijski modul ~ 300 GPA, in ne 431 GPA. Lyakhov & Aro (2011): Eksperimenti tlaka so zelo zapleteni! Trdost ni višja od 16 GPA! TiO2 Softer SiO2 je WashOvit (33 GPA), B6O (45 GPA), AL2O3 CORUNDUM (21 GPA).
  42. 42. Ali so možne oblike ogljika težjega diamanta? Ne. Material Model Li Lyakhov Exp. Trdota, Enthalpy, et al. & Aro struktura GPA EV / Atom (2009) (2011) Almaz 89,7 0.000 Diamond 91.2 89,7 90 Lonsdalet 89.1 0.026 Grafit 57.4 0.17 0.14 C2 / M 84.3 0.163 TIO2 Rutile 12.4 12.3 8-10 I4 / MMM 84.0 0.198 β-SI3N4 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 Vse trdne strukture temeljijo na hibridizaciji SP3 evolucijski izračun
  43. 43. Krmiljenje hladnega grafita daje m-ogljik, ne diamant! M-ogljik, predlagan leta 2006 v letih 2010-2012. Tenkalternativne strukture (W-, R-, S-, Q-, X-, Y-, R, S-, Q-, X-, Y-, Z-Carbon itd.) M-ogljik potrjuje New-Master Experimenti M-Carbon lažje oblikovan iz grafitnega grafita BCT4-Carbon Graphite M ogljikov grafit diamant
  44. 44. M-Carbon - nova ogljikova oblika almazgrafit lonsaleit teoretične faze ogljik diagram m-ogljik-spool carbine
  45. 45. Snov pod pritiskom v naravi P.W. Bridgman 1946 Nobel Laureate (fizika) 200x Trgovina: 100 gp \u003d 1 mbar \u003d
  46. Neptun ima notranji vir toplote - vendar CH4 od kje? Uran in Neptun: H2O: CH4: NH3 \u003d 59: 33: 8. Neptun ima notranji vir energije (Hubbard'99). Ross'81 (in Benedetti'99): CH4 \u003d C (diamant) + 2H2. Diamond Drop-Home Vir toplote na Neptunu? Teoria (Ancostotto'97; Gao'2010) To potrjuje. Metan ogljikovodični diamant.
  47. 47. Brane so med kovinami in nekovinami, njene edinstvene strukture pa so občutljive na B nečistoče, temperature in tlak-BETA-B T-192
  48. 48. Zgodovina otvoritve in raziskav Bora je polna protislovja in detektiv obrne B 1808: J.L.GAY-LUSSAC in H.DDavy je napovedal odprtje novega elementa - Boron.j.l. Gay-Lussac H. Davy 1895: H. Moissan dokazal, da so njihove snovi odprle največ 50-60% bora. Moissan material pa se je prav tako izkazal, da je spojina z vsebnostjo bora, ki je manjša od 90%. H. Moissan 1858: F. Wöhler je opisal 3 modifikacije Bora - "Diamond", "Graphite-" in "podobno". Vsi trije so bili povezavi (na primer, ALC12 in B48C2AL). 2007: ~ 16 Spremembe Crystal so bile objavljene (večina so povezave?). Ni znano, kateri obliki je najbolj stabilen. F. Wöhler.
  49. 49. Pod pritiskom BOHR oblikuje delno ionsko strukturo! B 2004: Chen in Szozhenko: sintetiziran novo modifikacijo bora, vendar ne more rešiti njene strukture. 2006: Joganov: Določena struktura, dokazala svojo stabilnost. 2008: Syboltenko, Kurakvich, Yogan - Ta faza je ena izmed najbolj trdnih znanih snovi (50 GPA trdota). Rentgenska difrakcija. Od zgoraj - teorije, od spodaj - eksperimentirana struktura gama-boron: (B2) Δ + (B12) δ-, δ \u003d + 0,5 (Aro et al., Nature 2009). Distribucija najbolj (levo) in najmanj (desno) stabilne elektrone.
  50. 50. Prvi fazni diagram Bora - po 200 letih raziskav! Bohr's Flazing Graf (Aro et al., Nature 2009)
  51. 51. natrijev - kovinski, ki ga odlično opisuje model prostih elektronov
  52. 52. Pod tlakom natrija spremeni njegovo bistvo - "Alkemična transformacija" NA 1807: natrij je odprl Gambrey Davy. 2002: Hanfland, Syassen, et al. - Prva navedba na izjemno kompleksni kemiji. Davy natrij pod tlakom nad 1 mbar. Gregornz (2008) - Podrobnejši podatki. Pod tlakom natrija postane delno D-kovina!
  53. 53. Predvidevali smo novo strukturo, ki je transparentna ne-metalo! Natrij postane pregleden pri tlaku ~ 2 MA, EREMETS, ARO et al., Narava 2009) Elektroni so lokalizirani v "praznem mestu" strukture, zaradi česar je stisnjen natrijev ne-metalol
  54. Študija mineralov ni le estetska tvorba, temveč tudi praktično temeljno pomembna znanstvena smer znižanja tališča, nečistoče lesa se stopijo na 70 ° C. Zlitina BI-PB-SN-CD-IN-TL - 41.5 S!
  55. 64. Kakšna je sestava notranjega jedra zemlje? Jedro je nekoliko manj gosto kot čisto železo. V FE jedru v zlitinah s svetlobnimi elementi, kot so S, SI, O, C, H. v sistemih FE-C in FE-H, so predvidene nove povezave (FEH4!). Ogljik lahko vsebuje v jedru v velikih količinah [Bazhanov, Yoganov, Gianola, UFN 2012]. Odstotek ogljika v notranjem jedru, ki je potreben za pojasnjevanje svoje gostote
  56. 65. Narava sloja D "(2700-2890 km) je dolgo časa ostala skrivnost" - koren vročih mantletov tokov, ki je MGSIO3 ~ 75 Vol.% Nekaj \u200b\u200blanse D ": Seizmična vrzel, Anizotropyvpimatic Anisotropy Corderyite Color!
  57. 66. RIDDRAGE - V obstoj novega minerala, MGSIO3 post-perverting plast d "(2700-2890 km) fazni diagram d" MGSIO3 Brak pojasnjuje obstoj plasti D "Omogoča izračun njene temperature pojasnjuje razlike MGSIO3 Dan plasti D "raste peroventely hlajenje Zemlje D" odsoten na živo srebro in Mars je napovedal novo družino mineralov zmanjšal - Tschauner (2008)
  58. 67. Struktura snovi je ključ do znanja sveta. Strukture. Opredelitev.
  59. 68. Hvaležnost: Moji študenti, podiplomski študenti in pokatniki: a. Lyakhov Y. Ma s.e. Boulfel c.w. Steklo Q. ZHU Y. XIE Kolegi iz drugih laboratorijev: F. Zhang (Perth, Avstralija) C. GATTI (U. Milano, Italija) G. GAO (Univerza Jilin, Kitajska) A. Bergara (U. Baskija, Španija) I. Errea (U. Baskovska država, Španija) M. Martinez-Canales (UCL, UK) C. HU (Guilin, Kitajska) M. Salvado & P.Pertierra (Oviedo, Španija) VL Sybolnko (paris) d.yu. Pushchashovsky, V.V. Brazhn (Moskva) Uporabniki uporabnikov uporabnikov (\u003e 1000 ljudi) - http://han.ss.sunysb.edu/~uspex

Bistvo iskanja najbolj stabilne strukture se zmanjša na izračun takšnega stanja snovi, ki ima najnižjo energijo. Energija v tem primeru je odvisna od elektromagnetnega interakcije jeder in elektronov atomov, od katerih je kristal preučevan. Ocenjuje se lahko s pomočjo kvantnih mehanskih izračunov na podlagi poenostavljenega Schrödingerja enačbe. Torej v uporabi algoritma USPEX teorija funkcionalne gostoteki je bil razvit v drugi polovici prejšnjega stoletja. Njen glavni cilj je poenostaviti izračune elektronske strukture molekul in kristalov. Teorija vam omogoča, da zamenjate funkcijo Multielectronic Wave gostote, obenem pa ostaja formalno natančna (vendar se približevanje izkaže za neizogibno). V praksi to vodi do zmanjšanja kompleksnosti izračunov in, kot rezultat, čas, ki ga bo porabljen za njih. Tako se kvantni mehanski izračuni združijo z evolucijskim algoritmom v USPEX (Sl. 2). Kako deluje evolucijski algoritem?

Možno je poiskati strukture z najnižjo energijo: po nesreči postavite atome glede na drug drugega in analizirati vsako takšno stanje. Ker pa je število možnosti ogromno (tudi če so atomi le 10, potem bodo možnosti njihove lokacije med seboj približno 100 milijard), potem bi izračun trajal preveč časa. Zato je uspeh znanstvenikov uspel doseči šele po razvoju bolj zmeljevanja metode. Algoritem USPEX temelji na evolucijskem pristopu (slika 2). Prvič, majhno število struktur je naključno ustvarjeno, njihova energija pa se izračuna. Možnosti z najvišjo energijo, ki je, je najmanj stabilen, sistem odstrani in iz najbolj stabilnih generira podobno in jih izračuna. Hkrati naključno računalnik še naprej ustvarja nove strukture, da se ohrani raznolikost prebivalstva, ki je sestavni pogoj za uspešno evolucijo.

Tako je problem napovedovanja kristalnih struktur pomagal logiki, vzeti iz biologije. Težko je reči, da obstaja gen v tem sistemu, saj se nove strukture lahko razlikujejo od svojih predhodnikov z zelo različnimi parametri. Najbolj prilagojeni pogoji izbire "Posamezniki" pustijo potomce, to je algoritem, učenje svojih napak, maksimira možnosti za uspeh v naslednjem poskusu. Sistem zelo hitro najde varianto z najnižjo energijo in učinkovito izračuna razmere, ko strukturna enota (celica) vsebuje ducate in celo prvih sto atomov, prejšnji algoritmi pa se ne morejo spopasti z desetimi.

Ena od novih nalog, ki se postavijo pred USPEX v MIRT, je napoved terciarne strukture beljakovin po aminokislinskem zaporedju. Ta problem moderne molekularne biologije je med ključem. Na splošno, pred znanstveniki, je naloga zelo težko tudi zato, ker je težko izračunati energijo za tako zapleteno molekulo kot beljakovin, težko. Po Artem Oganovi, njegov algoritem je že sposoben napovedati strukturo peptidov približno 40 aminokislin.

Video 2. Polimeri in biopolimeri. Katere snovi se nanašajo na polimere? Kakšna je struktura polimera? Kako pogosta je uporaba polimernih materialov? O tem pravi profesor, doktorjev v Kristalografiji Artem Oganan.

Pojasnilo USPEXA.

V enem od svojih znanstvenih in priljubljenih Artem Oganov (slika 3) opisuje USPEX na naslednji način:

»Tukaj je figurativni primer za dokazovanje skupne ideje. Predstavljajte si, da morate najti najvišjo goro na površini neznanega planeta, na katerem se kraljuje popolna tema. Da bi prihranili vire, je pomembno razumeti, da ne potrebujemo popolnega reliefnega zemljevida, ampak le njegova najvišja točka.

Slika 3. Artem Romaevich Yoganov

Pristanete na planetu majhno pristanek Biorobota, ki jih pošiljate enega za drugim na samovoljnih mestih. Navodilo, ki ga mora vsak robot izvesti, je, da gremo čez površino pred sila gravitacijske privlačnosti in kot posledica doseganja vrhov najbližjega hriba, katerih koordinate mora obvestiti orbitalno bazo. Nimamo sredstev za velike raziskave kontingent, in verjetnost, da bo eden od robotov takoj vzel najvišjo goro, izjemno majhen. Zato je treba uporabiti dobro znano načelo ruske vojaške znanosti: "boljše ne s številom, in sposobnost", ki se tukaj izvajajo v obliki evolucijskega pristopa. Dušenje najbližjega soseda, roboti se srečajo in se razmnožujejo kot to, ki jih urejajo vzdolž črte med "njihovimi" tocki. Potiskan Bioreebots nadaljuje z istimi navodili: premikajo se proti višini pomoči, ki raziskujejo regijo med dvema tockoma njihovih "staršev". Ti "posamezniki", ki so prišli na tocke pod povprečno raven, se je odzvalo (to je izbrano) in iztovarjanje na novo (to je simulirano vzdrževanje "genetske raznolikosti" prebivalstva) ".

Kako oceniti napako, s katero deluje USPEX? Naloga lahko opravite z vnaprej znanega pravilnega odgovora in se 100-krat odločite s 100-krat s pomočjo algoritma. Če je pravilen odgovor pridobljen v 99 primerih, bo verjetnost napake pri izračunu 1%. Značilno je, da so pravilne napovedi dobljene z verjetnostjo 98-99%, ko je število atomov v osnovni celici 40 kosov.

Uspex evolucijski algoritem je pripeljal do številnih zanimivih odkritij in celo k razvoju nove medicinske oblike zdravljenja, ki bo obravnavana spodaj. Zanima me, kaj bo, ko se pojavijo nove generacije superračunalnikov? Ali se bo algoritem kristalno strukturne napovedi? Nekateri znanstveniki se na primer ukvarjajo z razvojem kvantnih računalnikov. V prihodnosti bodo veliko bolj učinkoviti od najnaprednejših modernih. Po Artem Oganovi bodo evolucijski algoritmi pustili vodilni položaj, vendar bodo začeli delati hitreje.

Navodila za laboratorij: od termoelektričnih zdravil na droge

Uspex se je izkazalo, da je algoritem ne samo učinkovit, ampak tudi večnamenski. Trenutno se pod vodstvom Artem Oganov, mnogi izvajajo znanstveno delo v različnih smereh. Nekateri najnovejši projekti so poskušali simulacijo novih termoelektričnih materialov in napovedi strukture beljakovin.

"Imamo več projektov, eden od njih je študija nizkodimenzionalnih materialov, kot so nanodelci, materialne površine, Druga je študija kemikalij pod visokim pritiskom. Obstaja še en zanimiv projekt, povezan z napoved novih termoelektričnih materialov. Zdaj že vemo, da je prilagoditev metode za napoved kristalnih struktur, ki smo jih izumili, termoelektrične naloge delujejo učinkovito. Trenutno smo pripravljeni na velik kreten, rezultat, ki ga je treba odkritje novih termoelektričnih materialov. To je že jasno, da je metoda, ki smo jo ustvarila za termoelektričice zelo močna, so preskusi porabljeni uspešni. In v celoti smo pripravljeni iskati nove materiale. Prav tako se ukvarjamo z napovedjo in študijem novih visokotemperaturnih superprevodnikov. Postavljamo vprašanje napovedovanja strukture beljakovin. To je nova naloga za nas in zelo radovedna. "

Zanimivo je, da je USPEX že koristil celo medicino: »Poleg tega razvijamo nova zdravila. Zlasti smo napovedali, da smo dobili novo zdravilo in patentirano, - pove a.r. Jogan. - To je hidrat 4-aminopiridin, zdravilo iz multiple skleroze ".

Govorimo o nedavno patentiranem laboratoriju za računalniško oblikovanje materialov po Valery Rosizen (Sl. 4), Anastasia Naumova in Artem Ogana, ki omogoča simptomatsko zdravljenje z več sklerozo. Patent na prostem, ki bo pomagal zmanjšati ceno zdravila. Razpršena skleroza je kronična avtoimunska bolezen, ki je ena od teh patologij, ko lastnega imunskega sistema škoduje lastniku. Hkrati je poškodovan mielinski plašč živčnih vlaken, ki običajno opravlja električno izolacijsko funkcijo. Zelo pomembno je, da normalno delovanje nevronov: tok na rastočem živčne celiceMelinic je obložil 5-10-krat hitreje kot na odkrit. Zato multipla skleroza povzroča kršitve pri delu živčnega sistema.

Vzroki za nastanek multiple skleroze ostanejo popolnoma nespametni. Poskušajo jih razumeti v mnogih laboratorijih na svetu. V Rusiji se to ukvarja z laboratorijem za biokatalizo na Inštitutu za bioregansko kemijo.

Slika 4. Valery Roizen - eden od avtorjev patenta za zdravilo iz skleroze, Zaposleni v laboratoriju računalniških oblikovalskih materialov študira nove oblike drog medicinski pripravki in aktivno se ukvarjajo s popularizacijo znanosti.

Video 3. Znanstveno in priljubljeno predavanje Valery Rosizen "Delicious kristali". Spoznali boste načela dela drog, o pomenu oblike dostave zdravila v človeško telo in o zlobnem dvojnem bratu Aspirin.

Prej, 4-aminopiridin v kliniki je bil že uporabljen, vendar je znanstvenik uspel spremeniti kemična sestava, izboljšanje absorpcije tega zdravila v krvi. Dobili so 4-aminopiridinski kristalni hidrat (sl. 5) s stehiometrijo 1: 5. V tem obrazcu je bila sama zdravilo patentiran in metoda pridobitve. Snov izboljšuje emisije nevrotransmiterjev v nevromuskularne sinapsu, ki omogoča dobro počutje bolnikov z multiplo sklerozo. Treba je omeniti, da takšen mehanizem pomeni zdravljenje simptomov, ne pa tudi same bolezni. Poleg biološke uporabnosti je glavni trenutek v novem razvoju naslednje: Ker je bilo mogoče "zaključiti" 4-aminopiridin v kristalu, je postalo bolj primerno za uporabo v medicini. Kristalne snovi so relativno enostavne za pridobitev očiščene in homogene oblike, svoboda droga pa od potencialno škodljivih nečistoč je eno od ključnih meril za dobro zdravilo.

Otvoritev novih kemičnih struktur

Kot je navedeno zgoraj, vam USPEX omogoča iskanje novih kemijskih struktur. Izkazalo se je, da ima celo "običajen" ogljik lastne uganke. Ogljik je zelo zanimiv kemični element, saj tvori obsežen sklop struktur, od super dielektrik, ki se konča z mehkimi polprevodniki in celo superprevodniki. Prvi lahko vključuje diamant in Lansdalet, na drugega grafita, na tretjem - nekaj polnitev pri nizkih temperaturah. Kljub široki paleti znanih oblik ogljika so znanstveniki pod vodstvom Artem Oganov uspeli odpreti bistveno novo strukturo: ni bilo znano, da lahko ogljik oblikuje komplekse v tipu "lastnika gosta" (sl. 6). Delo je sodelovalo pri delu laboratorija računalniškega oblikovanja materialov (sl. 7).

Slika 7. Oleg Fairy, podiplomski študent MFI, Material Computer Laboratorij Officer in eden od avtorjev otvoritve nova struktura. Ogljik. V svojem prostem času se Oleg ukvarja s popularizacijo znanosti: njegovi članki so na voljo v publikacijah "Cat Schredinger", "Za znanost", Strf.ru, "Rosatom". Poleg tega OLEG - zmagovalec Moskve Znanost slam. In udeleženec televizijske oddaje "Smart".

Medsebojno delovanje "lastnika gosta" se na primer v kompleksih, ki sestojijo iz molekul, ki so povezani z nevirulentnimi priključki. To pomeni, da določen atom / molekula zavzema določeno mesto v kristalni mreži, vendar ne tvori kovalentne povezave z okoliškimi spojinami. Takšno vedenje je zelo razširjeno med biološkimi molekulami, ki se vežejo drug na drugega, ki tvorijo trpežne in velike komplekse, ki opravljajo različne funkcije v našem organizmu. Na splošno, zaradi spojine, sestavljene iz dveh vrst strukturnih elementov. Za snovi, ki jih tvorijo le ogljik, takšni obrazci niso bili znani. Znanstveniki so objavili svoje odkritje leta 2014, ki širijo naše znanje o lastnostih in obnašanju 14. skupine kemični elementi Na splošno (sl. 8). Opazuje je, da je v obliki odprte ogljika kovalentne vezi Obstaja nastala med atomi. Govorimo o vrsti lastnika gostitelja, ki prihaja zaradi prisotnosti dobro izrecne dve vrsti ogljikovih atomov, ki imajo popolnoma drugačno strukturno okolje.

Nova visokotlačna kemija

V laboratoriju računalniških oblikovalskih materialov se preučuje, katere snovi bodo stabilne pri visokih tlakih. To je, kako vodja laboratorija trdi zanimanje za takšne raziskave: "Študiramo gradiva pod visokim pritiskom, zlasti novo kemijo, ki se pojavi pod takimi pogoji. To je zelo nenavadna kemija, ki se ne ujema s pravili tradicionalnega. Znanje, pridobljeno na novih povezavah, bo privedlo do razumevanja, kaj se dogaja znotraj planetov. Ker ti nenavadni kemične snovi Lahko se pokaže kot zelo pomembne materiale podzemlja planeta. " Težko je predvideti, kako visokotlačne snovi se obnašajo: večina kemijskih pravil preneha delovati, ker so ti pogoji zelo različni od običajnega. Kljub temu je to potrebno razumeti, če želimo vedeti, kako je uredilo vesolje. Levji delež Baryon Snov vesolja je natančno pritisk v planetih, zvezdah, satelitih. Presenetljivo je, da je še vedno zelo malo o njegovi kemiji.

Nova kemija, ki se izvaja pri visokem tlaku v laboratoriju računalniških design materialov MFI Študij PhD (stopnja, podobna kandidatu znanosti) Gabriele Saleh (Gabriele Saleh):

»Jaz sem kemik, in me zanima kemijo pri visokih pritiskov. Zakaj? Ker imamo pravila kemije, ki so bila oblikovana pred 100 leti, vendar se je nedavno izkazala, da prenehajo delati pri visokih pritiskih. In to je zelo zanimivo! Izgleda kot Moon Park: Obstaja pojav, ki ga nihče ne more pojasniti; Raziščite nov pojav in poskusite razumeti, zakaj se dogaja - zelo je zanimivo. Začeli smo pogovor s temeljnimi stvarmi. Vendar obstaja visok pritisk resnični svet. Seveda, ne v tej sobi, ampak znotraj zemlje in na drugih planetih " .

Ker sem kemik, me zanima visokotlačna kemija. Zakaj? Ker so bila kemijska pravila pred sto leti vzpostavljena sto leti, vendar je bila pred kratkim ugotovljena, da se ta pravila razbijejo pri visokem pritisku. In to je zelo zanimivo! To je kot loonapark, ker imate pojav, ki ga nihče ne more racionalizirati. Zanimivo je preučiti nov pojav in poskusiti razumeti, zakaj se to zgodi. Začeli smo s temeljnega vidika. Toda te visoke pritiske obstajajo. Ne v tej sobi seveda, ampak v notranjosti ušesa in na drugih planetih.

Slika 9. Koalična kislina (H 2 CO 3) je stabilna struktura pod tlakom. V VSEU od zgoraj To je prikazano skupaj osi C. Oblikovane so polimerne strukture. Študija sistema ogljikovega kisikovega vodika pod visokimi tlaki je zelo pomembna za razumevanje, kako so planeti urejeni. H 2 O (voda) in CH4 (metan) sta glavna sestavina nekaterih ogromnih planetov - na primer Neptun in Uran, kjer lahko pritisk doseže na stotine GPA. Velike ledene satelite (Gamrnad, Callisto, TITAN) in kometi vsebujejo tudi vodo, metan in ogljikov dioksid, ki se uporablja za več GPA.

Gabriele nam je povedal o njeni novi službi, ki je bila pred kratkim sprejeta za objavo:

"Včasih se ukvarjate s temeljnimi znanostmi, potem pa odkrijte neposredno uporabo pridobljenega znanja. Na primer, pred kratkim smo poslali članek za objavo, v katerem opisujemo rezultate iskanja za vse stabilne spojine, pridobljene iz ogljika, vodika in kisika pri visokem tlaku. Našli smo eno, stabilno pri zelo nizkih tlakih, kot je 1 GPA In so bile koalične kisline H 2 CO 3 (Sl. 9). Študiral sem astrofiziko literaturo in ugotovil, da sateliti Ganymed in Callisto [Sateliti Jupiter] sestavljajo voda in ogljikov dioksid: od molekul, ki tvorijo koalično kislino. Zato smo spoznali, da naše odkritje tam predlaga izobraževanje. koalična kislina. To je tisto, kar sem rekel: vse se je začelo s temeljno znanostjo in se je končalo z nekaj pomembnega za študij satelitov in planetov " .

Upoštevajte, da se tak pritisk izkaže za nizko tistim, ki jih načeloma lahko najdemo v vesolju, vendar visoko v primerjavi s tistimi, ki delujejo na površini zemlje.

Torej včasih študirate nekaj za temeljno znanost, potem pa odkrijete, da ima pravo uporabo. Na primer smo pravkar predložili papir, v katerem smo vzeli ogljik, vodik, kisik pri visokem tlaku in poskušali smo iskati vse stabilne spojine. Našli smo eno, ki je bila karbonska kislina in je bila stabilna na zelo nizkem tlaku, kot je en gigapascal. Raziskala sem literaturo astrofizike in odkrila: Obstajajo sateliti, kot je Ganymede ali Calisto. Na tam je ogljikov diixide in voda. Molekule, ki tvorijo to karbonsko kislino. Zato smo spoznali, da to odkritje pomeni, da bi verjetno obstajala karbonska kislina. To mislim, da sem začel za temeljne in odkrivanje nekaj, kar se uporablja za planetarno znanost.

Še en primer nenavadne kemije, ki ga je mogoče pripeljati na dobro znano kuharsko sol, NACL. Izkazalo se je, da če lahko ustvarite 350 GPA pritisk v soli, potem boste dobili nove povezave. V letu 2013, pod vodstvom A.R. Oganova je bila dokazana, da če je bil visok pritisk na NaCl, bodo nenavadne spojine postale stabilne - na primer NaCL 7 (Sl. 10) in na 3 Cl. Zanimivo je, da so številne odprte snovi kovine. Gabiel Saleh in Artem Oganov sta se nadaljevala pioneer deloki je pokazala eksotično obnašanje natrijevega klorida pod visokim tlakom in razvilo teoretični model, ki se lahko uporabi za napovedovanje lastnosti alkalijskih kovinskih spojin s halogeni.

Opisali so pravila, da so te snovi predmet takšnih nenavadnih pogojev. Uporaba algoritma USPEX, več spojin s formulo A 3 Y (A \u003d LI, NA, K; Y \u003d F, CL, BR) so teoretično pod tlakom na 350 GPA. To je privedlo do odkritja kloridnih ionov v oksidiranem stanju -2. "Standardna" kemija prepoveduje to. V takih pogojih se lahko oblikujejo nove snovi, na primer s kemijsko formulo na 4 Cl3.

Slika 10. Kristalna struktura NaCl konvencionalne soli ( levo) in nenavadno spojino NACL 7 ( desno), stabilen pod pritiskom.

Kemija potrebujejo nova pravila

Gabriele Saleh (Sl. 11) je govoril o svoji študiji, ki je namenjen opisu novih pravil kemije, ki bi imela napovedno silo ne le pod standardnimi pogoji, temveč bi opisal vedenje in lastnosti snovi pod visokim tlakom (slika 12 12 ).

Slika 11. Gabriel Saleh (Gabriele Saleh) \\ t

"Pred dvema ali tremi leti je profesor Yoganov odkril, da je tako preprosta sol, kot NaCl, ni tako preprosta: natrij in klor lahko tvorita tudi druge povezave. Ampak nihče ni vedel, zakaj. Znanstveniki so izpolnili izračune, prejete rezultate, vendar je ostalo neznano, zakaj se vse dogaja, in ne drugače. Od podiplomske šole preučujem kemično povezavo, med študijo pa sem uspel oblikovati nekatera pravila, logično pojasnjuje, kaj se dogaja. Študiral sem, kako se elektroni obnašajo v takšnih spojinah in so prišli do splošnih zakonov, značilnih za njih pod visokim pritiskom. Da bi preverili, ali so ta pravila plod moje domišljije ali še vedno objektivno pravilno, sem napovedal strukturo podobnih povezav - lib ali NABR in bolj podobno. In namreč - upoštevajo splošna pravila. Če sem na kratko, sem videl, da obstaja naslednji trend: Ko nanesite pritisk na takšne spojine, nato pa tvorijo strukturo dvodimenzionalnih kovin, nato pa - enodimenzionalno. Potem, pod zelo visokim pritiskom se začne več divje stvari, ker bo klor v tem primeru stopnja oksidacije -2. Vsi kemiki vedo, da ima klor stopnja oksidacije -1, to je tipičen primer iz učbenika: natrij izgubi elektron in ga klora vzame. Zato se oksidativne številke dobijo +1 in -1, oziroma. Toda pod visokim pritiskom, vse deluje narobe. Pokazali smo, da s pomočjo nekaterih pristopov za analizo kemijskih vezi. Tudi med delom sem iskal posebno literaturo, da bi razumel, ali je kdo že opazil take pravilnosti. In se je izkazalo, da je, opazil. Če se ne motim, natrijev bispuntat in nekatere druge povezave veljajo predpisana pravila. Seveda, to je samo začetek. Ko na temo objavite naslednja dela, se naučimo, ali ima naš model prava napovedna sila. Ker je točno to, kar iščemo. Želimo opisati kemijske zakone, ki bi jih spoštovali pri visokih pritiskih " .

Pred dvema ali tremi leti je profesor Oganov odkril, da je preprosta solina nacl pri visokem tlaku ni zelo preprosta in druge spojine se oblikujejo. Toda nihče ne ve, zakaj. Izračunali so rezultate, vendar ne morete reči, kdo se to dogaja. Torej, ker je v mojem doktorju I, specializirano za študij kemičnega vezava, sem raziskal te spojine in našel nekaj rle, da racionalizirajo, kaj se dogaja. Raziskava sem, kako se elektroni obnašajo v te spojine in so prišli do nekaterih pravil, ki jih bodo ta vrsta spojin sledila pri visokem tlaku. Preveriti, ali so bila moja pravila samo moja domišljija ali pa so bile resnične, sem napovedal nove strukture podobnih spojin. Na primer lib ali nabe in nekatere kombinacije, kot je ta. In da, ta pravila se izkažejo za sledenje. Skratka, ne da bi bilo zelo specialistično, sem videl, da obstaja težnja: ko jih stisnete, bi tvorili dvodimenzionalne kovine, nato enodimenzionalna struktura kovine. In potem bi se pri zelo visokem tlaku še bolj divje zgodilo, ker bo CL v tem primeru imela oksidacijsko številko -2. Vsa najnižja oksidacijska številka CL je -1, ki je tipičen učbenik primer: natrij ga izgubi. Torej imamo +1 in -1 oksidacijske številke. Toda na zelo visokem tlaku ni več res. To smo dokazali z nekaterimi pristopi za analizo kemične vezi. V tem delu sem trid, da pogledam literaturo, da vidim, če je nekdo že videl ta vrsta pravil. In ja, se je izkazalo, da je bilo nekaj. Če se ne motim, se je na-Bi in druge spojine izkazale za sledenje tem pravilom. Seveda je to samo izhodišče. Drugi dokumenti se bodo pojavili in videli bomo, ali ima ta model prava napovedna moč. Ker je to tisto, kar iščemo. Wa želimo skicirati kemijo, ki bo delovala tudi za visok pritisk.

Slika 12. Struktura snovi s kemijsko tvorbo na 4 Cl3, ki je nastala pri tlaku 125-170 GPAJasno prikazuje videz "čudne" kemije pod pritiskom.

Če poskusite, nato selektivno

Kljub dejstvu, da je Algoritem USPEX značilen velika napovedna sila v okviru svojih nalog, teorija vedno zahteva eksperimentalno preverjanje. Laboratorij za računalniško oblikovanje materialov je teoretičen, kot sledi njenega imena. Zato potekajo eksperimenti v sodelovanju z drugimi znanstvenimi skupinami. Strategija študije, sprejeta v laboratoriju, Gabriel Saleh Komentarji: \\ t

»Ne izvajamo poskusov - smo teoretiki. Toda pogosto sodelujemo z ljudmi, ki to počnejo. Pravzaprav menim, da je na splošno težko. Danes je znanost ozko specializirana, zato ni lahko najti nekoga, ki se ukvarja z obema drugim " .

Ne delamo eksperimentov, temveč pogosto sodelujemo z nekaterimi osebami, ki opravljajo eksperimente. Pravzaprav mislim, da je težko. Danes je znanost zelo specializirana, zato je težko najti nekoga, ki dela oboje.

Eden od najsvetlejših primerov je napoved preglednega natrija. V letu 2009 v reviji Narava. Izvedeni so bili rezultati dela, opravljenih pod vodstvom Artem Oganove. V članku so znanstveniki opisali novo obliko Na, v kateri je pregleden nemoten, postaja dielektrični tlak. Zakaj se to dogaja? To je posledica obnašanja elektronov valence: pod pritiskom, ki so ga razseljeni v praznini kristalna mrežanastanejo z natrijevimi atomi (sl. 13). Hkrati, kovinske lastnosti snovi izginejo in se pojavijo lastnosti dielektrika. Tlak 2 milijona atmosferov naredi natrijevo rdečo in 3 milijone brezbarvnih.

Slika 13. Natrijev pod tlakom je več kot 3 milijone atmosfera. Blue Blossom. Prikazana je kristalna struktura od natrijevih atomov, orange. - šopke valenčnih elektronov v prazninah konstrukcije.

Le malo ljudi je menilo, da bi klasična kovina lahko pokazala takšno vedenje. Vendar pa je bilo v sodelovanju z zdravnikom Mikhail EREMEZ pridobili eksperimentalne podatke, ki so v celoti potrdili napoved (sl. 14).

Slika 14. Fotografije na vzorcu, ki jo dobimo z združevanjem prehoda in odbijanja razsvetljave. Na vzorcu smo uporabili različni tlak: 199 GPA (prozorna faza), 156 GPA, 124 GPA in 120 GPA.

Treba je delati s svetlobo!

Artem Yoganov nam je povedal, kaj trdi na svoje zaposlene:

»Najprej morajo imeti dobro izobrazbo. Drugič, biti delavci. Če je človek len, potem ga ne bom vzel na delo, in če ga nenadoma ga bom vzel, bo zlorabljen. Več zaposlenih, ki so bili leni, inertne, amorfne, pravkar sem odpustil. In mislim, da je popolnoma pravilna in dobra tudi za osebo. Ker, če oseba ni na svojem mestu, ne bo srečen. Mora iti tja, kjer bo delal s svetlobo, z navdušenci, z veseljem. In to je dobro za laboratorij in dobro za osebo. In tisti fantje, ki resnično delujejo lepo, z utripanjem, dejstvo, da bomo plačali dobro plačo, gredo na konferenco, pišejo članke, ki nato gredo na najboljše revije, bodo v redu. Ker so na njihovem mestu in ker ima laboratorij dobra sredstva, da bi jih podprla. To pomeni, da fantje ni treba razmišljati o nakupu za preživetje. Lahko se osredotočijo na znanost, na svoje najljubše poslovanje in uspešno ukvarjajo z njimi. Zdaj smo se pojavili nekaj novih nepovratnih sredstev, in odpira priložnost, da najame nekaj več ljudi. Konkurenca je nenehno. Celoletni ljudje predložijo aplikacije, seveda, ne vse. ". (2016). 4-aminopiridinski kristalid, način pridobivanja farmacevtske sestave in metoda zdravljenja in / ali preprečevanja na njeni osnovi. Fish. Chem. Chem. Fish. 18 , 2840–2849;

  • Ma Y., Eremets M., Oganov a.r., Xie Y., Trojan I., Medvedjed S. et al. (2009). Pregleden gost natrij. Narava. 458 , 182–185;
  • Lyakhov a.o., Oganov a.r., Stokes H.t., Zhu Q. (2013). Novi razvoj v evolucijskih strukturah Napoved algoritmu USPEX. Comput. Fish. Komuniciranja. 184 , 1172–1182.

    • - Obravnavamo računalniško oblikovanje novih materialov. Prvič, kaj je to? Znanje območja? Kdaj je ideja in ta pristop?

    - Območje je precej novo, je le nekaj let. Računalniška zasnova novih materialov je sanje raziskovalcev, tehnologov, temeljnih znanstvenikov že več desetletij. Ker proces odpiranja novega materiala z lastnostmi, ki jih potrebujete običajno traja več let ali celo desetletij dela celotnih institucij in laboratorijev. To je zelo drag proces, na koncu, od katerih lahko razočaranje čaka na vas. To pomeni, da ne morete vedno izumiti takega materiala. Toda tudi ko dosežete uspeh, lahko uspeh zahteva več let dela. To sploh ni primerno, želimo izumiti nove materiale, nove tehnologije, kot je mogoče.

    - Ali lahko podate primer takega materiala, ki ne uspe ali pa ga ni bilo mogoče izumljati?

    - Seveda. Na primer, za več desetletij, ljudje poskušajo priti do materiala težje diamant. Na tej temi je bilo na stotine publikacij. V nekaterih od njih je, da so ljudje trdili, da je bil material najden generalni diamant, potem pa neizogibno, po določenem času (običajno ni veliko), so bile te izjave zavrnjene, in se je izkazalo, da je iluzija. Do sedaj, takega materiala ni mogoče najti, in je povsem jasno, zakaj. Z našimi metodami smo uspeli pokazati, da je bistveno nemogoče, zato ni nič niti za izgubo časa.

    - In če poskušate preprosto pojasniti, zakaj je to nemogoče?

    - Takšna nepremičnina, kot trdota, ima končno omejitev za vsak podani material. Če vzamemo vse materiale, ki jih je mogoče sprejeti, se izkaže, da obstaja določena svetovna zgornja meja. Tako se je zgodilo, da ta zgornja meja ustreza diamantu. Zakaj diamant? Ker je v tej strukturi, je več pogojev hkrati zadovoljni: zelo močne kemijske vezi, zelo visoka gostota teh kemičnih vezi, in so enakomerno porazdeljeni v vesolju. Ni ene smeri, ki bi bila veliko težja od druge, v vseh smereh je zelo trdna. Isti grafit, na primer, ima močnejše vezi kot diamant, vendar se vse te obveznice nahajajo v isti ravnini, in obstajajo zelo šibke povezave med ravninami, in ta šibka smeri omogoča celoten kristal mehko.

    - Kako je bila metoda razvila in kako so ga znanstveniki poskušali izboljšati?

    "Veliki Edison je po mojem mnenju, zaradi njegovega izuma, žarnic z žarnicami:" nisem trpel deset tisočkrat v neuspehu, ampak sem našel le deset tisoč načinov, ki ne delajo. " To je tradicionalni slog iskanja novih materialov, ki se imenuje Edison v znanstveni literaturi. In iz te metode, seveda, ljudje so se vedno želeli, da se odmaknejo, ker zahteva redko unison uničeno in edison potrpljenje. In veliko časa, kot tudi denar. Ta metoda ni zelo znanstvena, to je precej znanstveni "Tyk". In vedno, ljudje so se želeli odmakniti od tega. Ko so nastali računalniki, in začeli so rešiti bolj ali manj zapletene naloge, se je vprašanje takoj pojavilo: »Ali je vse te kombinacije različnih pogojev, temperature, tlakov, kemijskih potencialov, kemične sestave na računalniku, namesto da to počnejo v laboratoriju? " Sprva so bila upanja zelo visoka. Ljudje so ga pogledali malo optimistični in evforični, vendar so vse te sanje zrušile o vsakdanjem življenju. Te metode, ki so jih ljudje poskušali rešiti, ni mogoče doseči načeloma.

    - Zakaj?

    - Ker so različice različnih lokacij atomov v strukturi kristala neskončno veliko, in vsak od njih bo imel popolnoma različne lastnosti. Na primer, diamant in grafit je enaka snov, in zaradi dejstva, da je struktura drugačna, so njihove lastnosti bistveno drugačne. Torej, tukaj so različne možnosti, drugačne od diamanta, in iz grafita, lahko pa za nedoločen čas. Kaj boste začeli? Kje se boste ustavili? Koliko bo nadaljeval? In če še vedno vnesete spremenljivko kemijske sestave, potem tudi različne kemične sestavke, lahko tudi pridejo tudi neskončno veliko, in naloga postane neznosno težko. Zelo hitro, ljudje so spoznali, da tradicionalne, standardne metode za reševanje tega problema ne vodijo do absolutno nič. Ta pesimizem je popolnoma pokopan prve upanja, da so ljudje, ki so bili cenjeni, od 60-ih.

    - Računalniška zasnova še vedno misli ali vsaj se počuti kot vizualna stvar. Razumem, da je v 60-ih, 70-ih ali 80-ih, to je še vedno rešitev, ni vizualna, ampak matematična, to je hitreje štetje, štetje.

    - Kot razumete, ko dobite številke na računalniku, jih lahko vedno vizualizirate, vendar to ni samo to.

    - Na splošno je to vprašanje samo o pripravljenosti tehnike.

    - Da. Številčni račun je napolnjen, ker iz številk lahko vedno naredite sliko, in s slike števila, verjetno tudi, čeprav ni zelo natančen. Od sredine osemdesetih let je bilo več znanih publikacij in končalo s sredino 90-ih, ki je končno združil pesimizem na našem področju. Na primer, obstajala je čudovita publikacija, v kateri je bilo povedano, da je celo takšna preproste snoviKot grafit ali led je popolnoma nemogoče napovedati. Ali je bil člen, ki je bil imenovan "Predvidljive kristalne strukture", in prva beseda tega članka je bila "ne".

    - Kaj to pomeni "Predvidljivo, ali"?


    - Naloga napovedovanja kristalne strukture je jedro celotne zasnove novih materialov. Ker struktura opredeljuje lastnosti snovi, nato napovedati snov z želenimi lastnostmi, morate predvideti sestavo in strukturo. Naloga napovedovanja kristalne strukture je mogoče oblikovati na naslednji način: Recimo, da smo nastavili kemijsko sestavo, predpostavimo, da je fiksna, na primer ogljik. Kakšna bo najbolj stabilna oblika ogljika pod določenimi pogoji? V normalnih pogojih poznamo odgovor - to bo grafit; Pri visokih pritiskih, prav tako vemo, da je odgovor diamant. Toda ustvariti algoritem, ki vam lahko da, izkaže, da je zelo težka naloga. Ali nalogo lahko oblikujete na drugačen način. Na primer, za isti ogljik: kaj je trdna struktura, ki ustreza tej kemični sestavi? Diamant. In zdaj postavimo še eno vprašanje: kaj je najbolj gosto? Zdi se, da je tudi diamant, vendar ne. Izkazalo se je, da je oblika ogljika gostejša diamant, ki ga lahko izumimo vsaj na računalniku in se lahko načeloma sintetizira. Poleg tega obstaja veliko takšnih hipotetičnih oblik.

    - Četudi?

    - Četudi. Toda poravnava diamanta ne pride ven. Odgovori na tovrstna vprašanja, ljudje so se naučili za pred kratkim. Algoritmi so se nedavno pojavili, programi, ki jih lahko počnejo. V tem primeru je bilo celotno področje raziskav povezano z našimi delih za leto 2006. Po tem so se mnogi drugi raziskovalci začeli ukvarjati s to nalogo. Na splošno, doslej ne zamudimo dlani prvenstva in izumite več novih metod, novih in novih materialov.

    - "Kdo smo mi?

    - To je jaz in moji učenci, podiplomski študenti in raziskovalci.

    - da bi bili jasni, ker "mi" - to je tako večkratno vredno, v tem primeru polisetic, je mogoče razumeti drugače. In kaj je revolucionarno?

    - Dejstvo je, da so ljudje spoznali, da je ta naloga povezana z neskončno kompleksnim kombinatoričnim problemom, to je število možnosti, med katerimi morate izbrati najboljše, neskončno. Kako se lahko ta naloga reši? Da, ne Preprosto se ne morete prilegati in se počutite udobno. Vendar smo našli način, da je ta naloga mogoče rešiti precej učinkovito, način, ki temelji na evoluciji. To se lahko rečemo, metoda zaporednih približkov, kadar od začetno šibkih rešitev pridemo na metodo doslednega izboljšanja bolj naprednih rešitev. Lahko je rečeno, da je to metoda umetne inteligence. Umetna inteligenca, ki naredi številne predpostavke, nekatere od njih so bile zavrnjene, od najbolj verjetnih, najbolj zanimivih struktur in kompozicij, ki so oblikovane še bolj zanimive. To pomeni, da študira na svoji zgodovini, ker se lahko imenuje umetna inteligenca.

    - Rad bi razumel, kako izumite, izumiti nove materiale na določenem primeru.

    - Poskusimo ga opisati na primer istega ogljika. Želite napovedati, kakšno vrsto ogljika je najbolj trdno. Podana je majhno število naključnih ogljikovih struktur. Nekatere strukture bodo sestavljale diskretne molekule kot polnile; Nekatere strukture bodo sestavljale plasti kot grafit; Nekateri bodo sestavljeni iz ogljikovih verig, tako imenovanih karbin; Nekateri tridimenzionalni, nekakšen diamant (vendar ne le diamant, takšne strukture so neskončno veliko). Sprva sprva ustvarite takšne strukture, nato pa lokalno optimizacijo ali kaj imenujemo "sprostitev". To pomeni, da premaknete atome, dokler se zaradi nastale sile na atom ne ponastavi, dokler vse napetosti v strukturi ne izginejo, dokler ne vstopi v svoje idealne vrste ali ne dobi svoje najboljše lokalne oblike. In za to strukturo pričakujete lastnosti, kot je trdota. Pogledamo na trdoto polnih. Obstajajo močne povezave, vendar le znotraj molekule. Molekule so zelo šibko povezane, zahvaljujoč temu, trdota je skoraj nič. Poglejte grafit - ista zgodba: močne povezave znotraj plast, šibke med plastmi, in posledično, snov je zelo enostavno razpadla, bo zelo majhna. Snovi, kot so polnile ali ogrmi, ali grafit, bodo zelo mehke, in takoj jih zavrnemo. Preostale ogljične strukture so tridimenzionalne, močne vezi v vseh treh dimenzijah, iz teh struktur, ki jih izberemo najbolj trdno in naj bo mogoče ustvariti odvisne družbe. Kako izgleda? Vzemimo eno strukturo, vzamemo drugo strukturo, ki jih rezamo na koščke, jih zbiramo skupaj, kot v oblikovalcu, in spet se sprostite, to je, dajemo priložnost, da pustimo vse napetosti. Obstajajo mutacije - to je še en način, da se potomijo od staršev. Vzemimo eno izmed najbolj trdnih struktur in ga naseljujemo, na primer, uporabljamo velik premik stresa, tako da se nekatere povezave preprosto razpočijo, in drugi, novi, oblikovani. Ali iztekanje atomov v najšibkejših smereh strukture, tako da se ta šibkost odstrani iz sistema. Vse zato proizvajamo strukture, ki se sprostimo, to je, odstranimo notranje napetosti, in po tem ponovno ocenjujemo lastnosti. To se zgodi, da smo vzeli trdno strukturo, mutirala, in postala je mehka, obrnjena, recila, v grafit. Tako strukturo takoj absorbiramo. In od tistih, ki so trdni, spet proizvajajo "otroke". In tako ponovite korak za korakom, generacijo z generacijo. In hitro smo prišli na diamant.

    - Hkrati je trenutki, ko smo zavrnili, primerjali, povežemo in spremenite strukturo, naredi umetno inteligenco, program? Ni človek?

    - To je program. Če bi to storili, bi bili v Kašchenku, ker je to veliko število operacij, ki ne potrebujejo osebe, ki ne potrebujejo in iz pomembnih razlogov. Razumete, da se oseba rodi, absorbira izkušnje iz okoliškega sveta, s to izkušnjo pa prihaja nekakšen predsodek. Vidimo simetrično strukturo - rečemo: "To je dobro"; Vidimo asimetrično - recimo: "To je slabo." Toda za naravo se včasih zgodi in obratno. Naša metoda mora biti brez človeške subjektivnosti in predsodkov.

    - To je prav, razumem, kaj opišete, da je ta naloga načeloma oblikovana ne toliko temeljne znanosti kot rešitev precej specifičnih nalog, ki jih določa nekaj rednega transnacionalnega podjetja? Zato potrebujemo nov cement, tako da je bolj viskozen, bolj gost ali, nasprotno, je bolj tekoča in tako naprej.

    - Sploh ne. Pravzaprav sem prišel iz temeljne znanosti v mojem izobraževanju, študiral po vsej temeljni znanosti, ki se ne uporablja. Zdaj me zanima reševanje uporabnih nalog, zlasti ker je metodologija, ki sem jo izumil, velja za najpomembnejše uporabne naloge zelo širokega spektra. Toda na začetku je bila ta metoda izumljena rešiti temeljne naloge.

    - Kakšen?

    - Že dolgo se ukvarjamo s fiziko in visokotlačno kemijo. To je področje, na katerem je bilo veliko zanimivih odkritij eksperimentalno. Toda eksperimenti so zapleteni, in zelo pogosto eksperimentalni rezultati s časom se je izkazalo, da so napačni. Eksperimentirajo drage, delovno intenzivne.

    - Navedite primer.

    - Na primer, dolgo časa je bila dirka med sovjetskimi in ameriškimi znanstveniki: ki bo prejel prvi kovinski vodik pod pritiskom. Nato se je izkazalo, na primer, da je veliko preprostih elementov pod tlakom postalo (to je taka alkemična transformacija) s prehodno kovino. Na primer, vzamete kalij: kalij na valenčni plašč je samo en S-elektron, tako pod pritiskom, ki postane D-element; S-orbital je prazen, nepotreben D-orbital pa se reši ta en sam elektron. In to je zelo pomembno, ker kalij, postaja prehodna kovina, potem dobi priložnost, da vstopi, na primer, v tekočem železu. Zakaj je pomembno? Ker zdaj verjamemo, da je kalij v majhnih količinah del jedra Zemlje in je vir toplote. Dejstvo je, da je eden od kalijev izotopov (radioaktivni kalij-40) eden glavnih proizvajalcev toplote na Zemlji danes. Če kalij ni vključen v zemeljsko jedro, moramo v celoti spremeniti svojo idejo o starosti življenja na zemlji, starosti magnetno polje, na zgodovini jedra Zemlje in številne druge zanimive stvari. Tukaj je alkemična transformacija - S-elementi postajajo D-elementi. Pri visokih pritiskih, ko stisnete snov, energijo, ki jo porabite za stiskanje, prej ali slej presega energijo chemical Bond. in energija medborbitalnih prehodov pri atomih. In zaradi tega lahko korenito spremenite elektronsko strukturo atoma in vrsto kemijske vezi v vašo snov. Lahko pride do popolne nove vrste snovi. In standardna kemična intuicija v takih primerih ne deluje, to je pravila, ki se učimo iz šolske klopi v lekcijah kemije, letijo v Tartarara, ko pritisk doseže precej velike količine. Lahko vam povem, kakšne stvari so bile napovedane z uporabo naše metode in nato eksperimentalno dokazano. Ko se je ta metoda pojavila, je postala za vse šok. Eno izmed najbolj zanimivih del je bilo povezano z natrijevim elementom. Napovedali smo, da če smo natrij natrija na tlak približno 2 milijona atmosferov (mimogrede, je tlak v središču Zemlje skoraj 4 milijone atmosfera, in lahko prejmete tak pritisk), ne bo več kovine, ampak a Dielektrični, poleg tega, pregledni in rdeči barvi. Ko smo naredili to napoved, nihče ni verjel. Revija Narava, v kateri smo poslali te rezultate, celo zavrnili ta članek, da bi razmislili, da so rekli, da to ni bilo mogoče verjeti. Kontaktiral sem eksperimentatorji iz skupine Mikhail Yeremtsz, ki mi je povedal, da je nemogoče verjeti v to, ampak iz spoštovanja, da bodo še vedno poskušali izvesti takšen poskus. In ta eksperiment je v celoti potrdil naše napovedi. Predvidena je bila struktura nove faze elementa bora - trdna struktura za ta element, ena izmed najbolj trdnih znanih človeštva snovi. In tam se je izkazalo, da imajo različni borovi atomi drugačen električni naboj, to je, da nenadoma postanejo različni: nekaj pozitivno, nekaj negativno zaračuna. Ta članek je bil za nekaj tri leta naveden skoraj 200-krat.

    - Rekel si, da je to temeljna naloga. Ali se odločite najprej od vseh temeljnih nalog in šele pred kratkim - nekaj praktičnih vprašanj? Zgodovina z natrijem. Kaj za? To je, sedel, sedel in mislil, da bom vzel - bom vzel natrij, morda, ga bolan v 2 milijona atmosfera?

    - Ni zagotovo na ta način. Prejel sem nepovratna sredstva za preučevanje vedenja visokotlačnih elementov, da bi bolje razumeli kemijo elementov. Eksperimentalni podatki pod visokim tlakom so še vedno zelo razdrobljeni, zato smo se odločili, da bomo bolj ali manj prihranili celotno periodno mizo, da bi razumeli, kako se elementi in njihova kemija spreminja pod pritiskom. Objavili smo številne članke, zlasti o naravi superprevodnosti v kisiku pod pritiskom, ker kisik pod tlakom postane superprevodnik. Za številne druge elemente: alkalni elementi ali zemeljski elementi alkaline, in tako naprej. Toda najbolj zanimivo, verjetno je bilo odkritje novih pojavov na natriju in v izvrtini. To je morda bilo največ dva elementa, ki nas je najbolj presenetilo. Zato smo začeli. In zdaj smo prešli na rešitve in praktične naloge, sodelujemo s takšnimi podjetji kot Intel, Samsung, Fujitsu, Toyota, Sony. Toyota, kolikor vem, s pomočjo naše metode je pred kratkim izumila nov material za litijeve baterije in bo to gradivo proizvajal na trgu.

    - Vzeli so vašo metodo, vzeli tehnologijo iskanja materialov, vendar ne vi?

    - Seveda. Ne nalagamo na tovor, in poskušamo pomagati vsem raziskovalcem. Naš program je na voljo vsem, ki ga želijo uporabljati. Podjetja morajo plačati za pravico do uporabe programa. Znanstveniki, ki delajo v akademski znanosti, ga prejmejo brezplačno, samo nalaganje na naši spletni strani. Naš program ima skoraj 2 tisoč uporabnikov po vsem svetu. In zelo sem zadovoljen, ko vidim, da so naši uporabniki dobro doseči. Imam, moja skupina ima več kot dovolj svojih odkritij, njegovih del, njegovih vpogledov. Ko vidimo isto stvar v drugih skupinah, je samo všeč.

    Material je pripravljen na podlagi "postnokuka" radijskega prenosa na radijski ruski novinarski službi.

    Artem Oganov, eden najbolj kotiranih mineralogov teoretičnih svetov, nam je povedal o napovedi računalnika, ki je postala dosegljiva ne tako dolgo nazaj. Prejšnja naloga ni bilo mogoče odločiti, ker problem računalniškega oblikovanja novih materialov vključuje nerešenega problema kristalnih struktur. Toda zaradi prizadevanj Oganove in njegovih kolegov so se uspeli približati te sanje in jo uteleljali v resničnost.

    Zakaj je ta naloga pomembna: prej, nove snovi so bile razvite že zelo dolgo časa in z obilo truda.

    Artem Oganov: "Eksperimentatorji gredo v laboratorij. Zmešajte različne snovi pri različnih temperaturah in tlakih. Prejmejo nove snovi. Izmerite njihove lastnosti. Praviloma te snovi ne predstavljajo obresti, zavrnjene. In eksperimentatorji ponovno poskušajo dobiti malo različnih snovi pod drugimi pogoji, z nekoliko drugačno sestavo. In tako korak za korakom, premagamo številne napake, porabimo svoje življenje za to leta. Izkazalo se je, da raziskovalci, v upanju, da pridobijo en material, porabijo velik znesek truda, čas, kot tudi denar. Ta proces lahko traja leta. Lahko je mrtev in nikoli ne vodi do otvoritve želenega materiala. Toda tudi ko vodi do uspeha, je ta uspeh dana zelo draga cena. "

    Zato je treba ustvariti takšno tehnologijo, ki bi lahko naredila napovedi brez napak. To pomeni, da ne eksperimentirajo v laboratorijih, temveč dati nalogo računalniku, da napoveduje, kateri material, s katerim sestavo in temperatura bo imela želene lastnosti pod določenimi pogoji. In računalnik, ki se obrne na številne možnosti, bo lahko odgovoril na kakšno kemijsko sestavo in katera kristalna struktura se bo odzvala na določene zahteve. Rezultat je lahko tak, da želeni material ne obstaja. Ali ni sam.
    In potem se pojavi drugi izziv, katere rešitev še ni: kako dobiti ta material? To pomeni, da je kemijska sestava, kristalna struktura razumljiva, vendar je še vedno ni možnosti za izvajanje, na primer, na industrijskem obsegu.

    Tehnologija napovedi

    Glavna stvar je, da je treba napovedati kristalno strukturo. Prej ni bilo mogoče rešiti tega problema, ker obstaja veliko možnosti za lokacijo atomov v vesolju. Toda velik del ne predstavlja zanimanja. Te izvedbe atomov v prostoru so pomembne, ki so dovolj stabilne in imajo lastnosti, ki so potrebne za raziskovalca.
    Kaj so te lastnosti: visoka ali nizka trdota, električna prevodnost in toplotna prevodnost in tako naprej. Kristalna struktura je pomembna.

    »Če mislite, recimo, približno enako ogljik, si oglejte diamant in grafit. Kemično je to enaka snov. Toda lastnosti so popolnoma drugačne. Črna super mogoč ogljik in prozorna super trdi diamant, - kaj določa razliko med njimi? To je kristalna struktura. To je posledica njene ene snovi je Superhard, drugi je super bi lahko. Eden je dirigent praktično kovine. Druga je dielektrična. "

    Da se naučite napovedati nov material, se morate najprej naučiti napovedati kristalno strukturo. Za to, Ohanov in njegove kolege v letu 2006, je bil predlagan evolucijski pristop.

    »V tem pristopu ne poskušamo preizkusiti vseh neskončnih številnih kristalnih struktur. Preizkusimo ga korak za korakom, začenši z majhnim naključnim vzorcem, znotraj katerega uvrščamo možne rešitve, najhujše, od katerih se zavržemo. In iz najboljšega izdelujemo hčerinske družbe. Odvisne družbe so narejene z različnimi mutacijami ali z rekombinacijami - po dednosti, kjer združujemo različne strukturne značilnosti sestave iz dveh staršev. Od tega je hčerinska družba hčerinska družba, otroška kemijska sestava, hčerinska družba. Ocenjujejo se tudi te odvisne družbe. Na primer, v stabilnosti ali kemični ali fizični lastnini, ki vas zanima. In tisti, ki so bili izraženi neugodni, zavržemo. Tisti, ki obetajo, imajo pravico do proizvodnje potomcev. Izdelujemo mutacijo ali dednost naslednje generacije. "

    Torej korak za korakom, znanstveniki se približujejo optimalni material za njih z vidika tega fizično lastnino. Evolucijski pristop v tem primeru deluje kot tudi darvinska teorija evolucije, to načelo Yoganov in njegovih kolegov se izvajajo na računalniku, ko iščejo kristalne strukture, ki so optimalne z vidika te nepremičnine ali stabilnosti.

    "Prav tako lahko rečem (vendar je že malo na robu holiganizma), da ko smo izvedli, da delamo to metodo (mimogrede, se je razvoj nadaljeval. Bilo je izboljšano vse več), smo eksperimentirali z različnimi načinami evolucije . Na primer, poskušali smo ustvariti enega otroka od dveh staršev, ampak iz treh ali štirih. Izkazalo se je, da je tudi v življenju optimalno proizvajal enega otroka od dveh staršev. En otrok ima dva starša - oče in mama. Ne tri, ne štiri, ne štiriindvajset. To je optimistično tako v naravi kot na računalniku. "

    Yoganov je patentiral svojo metodo, zdaj pa uživajo skoraj na tisoče raziskovalcev po vsem svetu in več največjih podjetij, kot so Intel, Toyota in Fujitsu. Toyota, na primer, po Oganovi, je že izumil nov material za litijeve baterije, ki se bodo uporabljale za hibridne avtomobile s pomočjo te metode.

    DIAMMA Problem.

    Verjetno je, da je diamant, ki je nosilec za snemanje trdote, je optimalna supermarnica za vse aplikacije. Vendar pa to ni tako, ker v žlezah, na primer, se raztopi, in v kisikovi medij visoke temperature Lit. Na splošno, iskanje materiala, ki bi bilo težje diamant, zaskrbljeno človeštvo že več desetletij.

    "Preprost računalniški izračun, ki ga je izvedla moja skupina, kaže, da tak material ne more biti. Dejansko je lahko nadomestni diamant le diamant, ampak v nano-kristalinični obliki. Drugi materiali za premagovanje diamanta trdote v državi. "

    Druga smer Skupine Oganova je napoved novih dielektričnih materialov, ki bi lahko služili kot osnova za super-kondenzatorje za shranjevanje električne energije, kot tudi za nadaljnjo miniaturizacijo računalniških mikroprocesorjev.
    »Ta miniaturizacija dejansko izpolnjuje ovire. Ker so obstoječi dielektrični materiali slabo vzdrževani električni stroški. Obstajajo puščanje. In nadaljnje miniaturizacije je nemogoče. Če bomo lahko dobili material, ki je na silicijskem silicije, vendar hkrati ima veliko višje dielektrične konstante od materialov, ki jih imamo, lahko rešimo to nalogo. In imamo dovolj resne promocije tudi v tej smeri. "

    In zadnja stvar, zaradi česar je Yoganov, je razvoj novih zdravil, to je tudi njihova napoved. To je mogoče zaradi dejstva, da so se znanstveniki naučili predvideti strukturo in kemično sestavo površine kristalov.

    "Dejstvo je, da je površina kristala pogosto kemična sestava, ki se razlikuje od same snovi kristala. Struktura je zelo pogosto drugačna. In ugotovili smo, da se površine preprostih, se zdijo inertnih kristalov oksidov (kot je magnezijev oksid), vsebujejo zelo zanimive ione (kot je ion peroksid). Vsebujejo tudi skupine, podobne ozonu, ki so sestavljeni iz treh kisikovih atomov. To pojasnjuje eno izjemno zanimivo in pomembno opazovanje. Ko oseba vdihne fine delce rumerov oksidnih mineralov, ki se zdijo inertne, varne in neškodljive, ti delci igrajo kruto šalo in prispevajo k razvoju pljučnega raka. Znano je zlasti, da je rakotvorna snov azbest, ki je izključno inertna. Torej, na površini takšnih mineralov kot azbesta in kremena (zlasti kvarca), se lahko niti peroksid ionov, ki igrajo ključno vlogo pri oblikovanju in razvoju raka. S pomočjo naše tehnike je mogoče predvideti tudi pogoje, v katerih se je mogoče izogniti tvorbi te vrste delcev. To je, da obstaja upanje, tudi da bi našli terapijo in opozorilo na pljučni rak. V tem primeru govorimo samo o pljučnem raku. In od popolnoma nepričakovane strani, rezultati naše raziskave so dali priložnost razumeti, in se lahko celo prepreči ali zdravi rak pljuč. "

    Če povzame, lahko napoved kristalnih struktur igra ključno vlogo pri oblikovanju materialov za mikroelektroniko in farmacevtske izdelke. Na splošno takšna tehnologija odpre novo pot v tehnologiji prihodnosti, prepričan sem, da joganu.

    O drugih smeri laboratorijske artemije si lahko preberete, vendar se seznanite s svojo knjigo Sodobne metode napovedi kristalne strukture