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

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»