Моделирование электронного строения нано-систем на основе компьютерных технологий

Цель исследования: Теоретическое изучение электронного строения новых перспективных соединений. Установление количественных взаимосвязей с физико-химическими свойствами вещества.

Изучены системы Кластеры кристаллических структур полиморфных модификаций силикатов кальция, полийодидные структуры в соединениях органических кристаллов. Авторы: Барташевич Е. В. (ЮУрГУ), доцент, профессор; Институт естественных и точных наук, Кафедра «Теоретическая и прикладная химия». аспирант, инженер НОЦ «Нанотехнологии» Юшина Ирина Дмитриевна аспирант, инженер НОЦ «Нанотехнологии» Шманина Елена Александровна

Основные задачи:

Теоретическое изучение электронного строения новых перспективных соединений. Установление количественных взаимосвязей с физико-химическими свойствами вещества. 

Методы и программы:

Квантово-химические расчеты методом функционала плотности (DFT), Firefly, version 7.1.G. Granovsky, A. Квантово-топологический анализ электронной плотности (QTAIMC) Multiwfn 2.3.1 Tian Lu, Feiwu Chen, J. Comp. Chem. 33, 580 (2012) 

Описание:

Кластеры кристаллических структур полиморфных модификаций силикатов кальция, на основе которых разрабатываются перспективные материалы, обладающие уникальной сорбционной активностью. 

Полийодидные структуры в соединениях органических кристаллов: Среднее количество электронов в системе – 300. Время, затраченное на расчет с помощью суперкомпьютера ~10 часов на одну структуру. Для сравнения — на персональном компьютере такой расчет занимает более 10 суток. 

Визуализация получаемых результатов. Карта функции локализации электронов для структуры 2-аллил-уротропиния трийодида, синтезированного и изученного теоретически в коллективе. Градиентные линии и рельефная карта лапласиана электронной плотности для фрагмента Ca-O-Ca-O.