Ученые из Института проблем сверхпластичности металлов РАН (Уфа) исследовали несколько различных по структуре материалов, в основе которых лежал смятый графен и металлы: алюминий, медь, титан, никель. Пытаясь лучше изучить свойства композитов, специалисты рассмотрели несколько вариантов их соединения: графен + один атом металла, графен и несколько металлических наночастиц, трехмерный скомканный графен, заполненный металлическими наночастицами. Полученные результаты моделирования эксперты внесли в собственную базу данных.
Отметим, что композитные материалы, состоящие из графена и металлов, часто используются в электронике, приборо- и машиностроении, в космической инженерии и авиации. Сначала компоненты моделируются в компьютерных программах, затем создаются их реальные прототипы и испытываются. Во время моделирования очень важно подобрать наилучший вариант взаимодействия материалов на атомном уровне. Из-за того, что этот процесс достаточно долгий и ресурсозатратный, а потенциал межатомного взаимодействия не всегда отражает действительность, ученые и решили создать базу с лучшими моделями сочетания графена и металлов.
Помогло в этом математическое моделирование. Определив расстояние между атомами, экспертам удалось максимально точно описать взаимодействие атомов композитов. Получив формулы, определяющие параметры моделирования, ученые сравнили их с реальными физическими моделями в попытке выяснить их соответствие. Как итог: для композитов из алюминия и титана лучше всего подходит сложный многокомпонентный потенциал графена и металлов, а для меди и никеля — простой, но с детально подобранными параметрами.
Это позволило создать реальные образцы композитов, физико-химические свойства которых почти полностью повторяли их виртуальные аналоги. Поэтому перед инженерами открываются новые возможности по созданию пластичных и прочных композитных материалов, которые найдут свое применение даже в аэрокосмической отрасли. Все данные о проделанной работе авторы исследования выложили в открытый доступ — ими могут воспользоваться все желающие.
Тем временем специалисты из Воронежского государственного университета детально изучили разрушение зубной эмали из-за кариеса.
