Британский профессор презентовал прорывной подход в кристаллохимии
Совместно с учеными Политеха он интегрирует науку в производство
12 февраля в конференц-зале Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению (МНИЦТМ) Самарского политеха прошла лекция профессора Майкла Андерсона (Манчестерский университет, Великобритания). Тема образовательного интенсива – «Прогнозирование роста кристаллов с помощью универсальной кинетической трехмерной модели разбиения пространства».
В своей лекции ученый проиллюстрировал свой – принципиально новый – подход к прогнозированию хода роста кристаллов, играющий ключевую роль в контроле функциональности современных материалов. Применяться он может в самых разных отраслях по отношению к почти любому веществу, в частности, к катализаторам или к материалам для хранения и разделения газов. Универсальность метода решила существующую до недавнего времени задачу выйти за рамки моделирования только одного типа кристаллического вещества. Подход, сформулированный и реализованный Майклом Андерсоном, позволяет понять и теоретически предсказать рост кристаллов, включая дефектные структуры, путем молекулярного моделирования формы (габитуса) кристаллов и топологии поверхности с использованием унифицированной кинетической трехмерной модели разбиения пространства. В своем докладе ученый привел примеры работы с такими типами кристаллов, как цеолиты, металл-органические каркасы, кальцит, мочевина и L-цистин.
– Основной предмет моего научного поиска – функциональные, в основном, микропористые материалы, как уже известные, так и еще не созданные природой или человеком. Однако для того, чтобы спрогнозировать рост их кристаллов, для моей программы нужны были корректные исходные данные, которые я мог получить только вручную. Причем это делалось долго, а нередко было вообще невозможно, в случае, если система слишком сложная. Эту проблему мне и помогают решать самарские ученые, – сообщил британский гость.
Если представитель Манчестерского университета является автором метода моделирования кристаллов и программного кода, который, собственно, его выполняет, то сотрудники МНИЦТМ Политеха – создатели программы, которая генерирует исходные данные для этого кода, опираясь на модель кристаллического вещества. Около трех лет назад Андерсон познакомился с директором центра, д.х.н., профессором Владиславом Блатовым и профессором кафедры химии Миланского государственного университета (Италия), доктором химии Давиде Мария Прозерпио (сейчас также является научным руководителем центра). Первые результаты совместной работы международный коллектив представил в статье, опубликованной в 2017 году в одном из самых авторитетных общенаучных журналов Nature. Кстати, это была первая подобная публикация в истории самарской науки. Разработкой заинтересовались британские фармацевтические компании, испытывающие потребность в новых материалах для создания лекарственных препаратов.
– Нам потребовалась доработка программного обеспечения с обеих сторон для того, чтобы этот общий интерфейс можно было применять для самых разных веществ. Сейчас мы ведем переговоры о том, чтобы программное обеспечение Майкла было размещено на нашем сайте и стало доступно ученым всего мира. Сначала система будет получать, с помощью нашего программного кода, входной файл с исходными данными, а затем загружать его в программу Майкла и выполнять построение модели кристалла. То, что ранее было невозможно в материаловедении, теперь станет реальностью, причем на самарской площадке, на базе Политеха, – рассказал Владислав Блатов.
