Лаборатория математического моделирования материалов 

Основные научные направления лаборатории математического моделирования материалов МНИЦТМ лежат в области компьютерного моделирования структуры и физических свойств функциональных материалов. Инструментами исследования веществ на атомно-молекулярном уровне являются методы квантово-механического моделирования, основанные на теории функционала плотности и методе Хартри-Фока, и подходы, привлекающие эмпирические силовые поля. Для исследования материалов с разупорядоченной структурой сотрудниками лаборатории разрабатываются алгоритмы генерации конфигурационных пространств кристаллических структур. В лаборатории занимаются изучением коррелированного поведения состава, структуры и свойств перспективных функциональных материалов, в том числе интерметаллидов, твердотельных электролитов, электродных материалов и металлорганических каркасов.

Моделирование физических свойств кристаллических структур осуществляется с использованием современных специализированных программных комплексов: VASP, CRYSTAL17, Gaussian09, cp2k, QuantumEspresso и DFTB+ – для расчетов в рамках теории функционала электронной плотности, а также LAMMPS, GULP и DL_POLY – для расчетов с привлечением классической молекулярной динамики и моделей вещества на основе эмпирических потенциалов. Вычислительные ресурсы МНИЦТМ позволяют проводить квантово-механические расчеты для ячеек моделирования, состоящих из сотен атомов, а расчеты методом классической молекулярной динамики проводятся для систем, состоящих из десятков тысяч атомов.

Основные научные направления::

1.​ Моделирование свойств ионного транспорта и процессов проводимости в кристаллических материалах с катионной и анионной проводимостью (грант РФФИ 15-43-02194).

2. Моделирование процессов функционирования катодных материалов для современных электрохимических источников тока.

3. Моделирование структуры и термодинамических свойств ионных соединений (сульфидов, сульфатов, селенитов, селенатов).

4. Разработка методики направленного синтеза новых интерметаллических соединений на основе гибридного тополого-квантовомеханического подхода (грант РФФИ 18-03-00443).

5. Разработка алгоритмов моделирования разупорядоченных кристаллических структур.

6. Моделирование структуры и механических свойств металлорганических каркасов, а также адсорбции газов (грант РНФ 16-13-10158).

7. Разработка теплозащитных материалов с низкой теплопроводностью для защиты деталей горячего тракта перспективных ГТД.