Материаловедение: теория формирует эксперимент

Профессор НИТУ «МИСиС» и Линчёпингского университета, победитель конкурса мегагрантов, а с октября 2016 года ещё и член Шведской королевской академии наук Игорь Абрикосов рассказал об исследованиях в области новых материалов. Лекция состоялась 21 ноября в рамках V юбилейного цикла «Рождественских лекций» в МИСиС.

Cherry-исследования

В 2014 году в МИСиС открылся суперкомпьютерный кластер по дизайну новых материалов — проект-победитель, получивший мегагрант Правительства Российской Федерации. Игорь Абрикосов, руководитель этого проекта, рассказал STRF.ru о результатах исследования, которые удалось получить за два года, используя мощности суперкомпьютера Cherry. «Одним из наших наиболее прорывных результатов, который был получен с помощью Cherry, является исследование металлического осмия на давление 7,5 миллионов атмосфер, опубликованное в прошлом году в журнале Nature.

С использованием компьютерного моделирования удалось объяснить небольшие особенности поведения параметров решётки под большим давлением и открыть новые типы фазовых переходов. То есть действительно получилось совершить настоящее открытие.

Я считаю, что это самый значимый результат, который нам удалось пока что достичь. Также была осуществлена работа по исследованию теплопроводности земного ядра — огромное количество расчётов были проведены на Cherry. На третье место я поставлю нашу следующую гордость: предсказание нового материала, нового жаропрочного сплава на основе NiAl, образцы которого были синтезированы в лаборатории профессора Макосяна, и которые с точностью подтвердили наши теоретические предсказания».

Новое слово в материаловедении

«Используя различные алгоритмы, мы создаём предпосылки для развития новой отрасли — вычислительного материаловедения, — утверждает учёный. — Мы можем предсказывать механические свойства высокопрочных сталей с точностью, сопоставимой с экспериментом. В данной работе сначала была теория, а потом уже экспериментаторы сделали измерения, которые практически полностью совпали с теоретическими расчётами». Такой же порядок работ (теория — эксперимент) был и при разработке новых жаропрочных NiAl-X сплавов.

Игорь Абрикосов также привёл в пример алмазы, эксперименты на которых обходятся очень и очень дорого. «Поэтому можно понять, почему наши коллеги с таким удовольствием сотрудничают с теоретиками, которые могут смоделировать эксперимент на компьютере», — сказал физик.

Работа на «двух фронтах»

Игорь Абрикосов является руководителем лаборатории «Моделирования и разработки новых материалов» в МИСиС, а также заведующим отделом теории и моделирования Института физики, химии и биологии в шведском университете Линчёпинга. Учёный поделился тем, как ему удаётся совмещать работу в двух университетах одновременно. «Когда я взялся за это, я осознавал, что лёгкой жизни мне не предстоит и что, конечно, потребуется много энергии, для того чтобы вести научные исследования в двух университетах. Но я получаю огромную помощь как со стороны администрации НИТУ „МИСиС“, которая делает мою работу здесь творческой, так и со стороны администрации Линчёпингского университета, которая понимает мои интересы.

То есть в таком режиме работать непросто, но благодаря помощи администрации университетов удалось организовать сотрудничество и работу одновременно в двух лабораториях».

Мироненко Светлана
http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=124797#.WDxWorKLSUn