0.11
КОРОНАВИРУС
Специалисты Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению (МНИЦТМ) Самарского политеха создали оригинальную интернет-платформу CrystG3, которая прогнозирует стабильность металлических фаз.
Металлические фазы — это соединения на основе металлов: интерметаллиды и сплавы. Они отличаются уникальными физическими параметрами, в частности способностью сохранять прочность при высоких температурах. Такие материалы в настоящее время очень востребованы в промышленности (их используют, например, в качестве покрытия для лопаток газотурбинных двигателей). Поэтому теоретический поиск таких соединений — одно из перспективных направлений в материаловедении.
Обычно для проверки стабильности найденных металлических фаз учёные используют сложные расчёты (так называемые DFT-методику), которые длятся неделями. Сервис CrystG3 упрощает процедуру: исследователь загружает файл с соответствующей кристаллографической информацией (CIF-файл), и программа за несколько секунд оценивает вероятность стабильности структуры. Это позволяет быстро отсеять нежизнеспособные варианты соединений и сэкономить время на длительном моделировании.
«Пользователь загружает CIF-файл со своей структурой, программа рассчитывает геометрические характеристики и на основе ранее обученной модели машинного обучения делает прогноз стабильности соединения в процентах, — объясняет разработчик, лаборант-исследователь Тихон Славнов. — Прямых аналогов такого программного обеспечения, основанного на уникальном топологическом подходе, нет. Существующие сервисы (Materials Project и AFLOW) используют только DFT-расчёты. Наш сервис предназначен для того, чтобы отсеять структуры, которые не удовлетворяют геометрическим критериям стабильности».
Помимо прогнозирования жизнеспособности металлических фаз, сервис помогает выявить структуры с явными ошибками — слишком короткие длины связей между атомами, высокую неравномерность окружения и т.д. Это также экономит время исследователей.
Сервис включает данные, содержащие информацию о химическом составе и геометрических свойствах 20 000 интерметаллидов и сплавов. Сведения получены на основе анализа базы данных неорганических соединений (ICSD). Сначала из неё выбрали информацию об экспериментально полученных стабильных структурах, для которых рассчитали геометрические характеристики. Эти данные легли в основу модели машинного обучения.
Сервис доступен по адресу crystg3.net, на него получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ (№ 2026692568). В планах у разработчиков внедрение в сервис модуля по прогнозированию стабильности ионных соединений, расширение базы данных и улучшение модели машинного обучения.
К слову, Тихон Славнов также входит в состав научной группы МНИЦТМ, которая под руководством кандидата химических наук Ольги Блатовой получила грант Российского научного фонда на проект «Кристаллохимические факторы формирования структуры металлических сплавов». Учёные изучают кристаллическую структуру бинарных интерметаллидов, проводят их синтез и исследуют физические характеристики. Работа направлена на выявление новых закономерностей формирования соединений и создание материалов с лучшими свойствами.
