Новая версия международной базы данных Inorganic Crystal Structure Database (ICSD) – одной из крупнейших и наиболее авторитетных информационных служб в области кристаллографии – содержит информацию на основе исследований российских ученых, которая впервые дает химикам всего мира доступ к данным об особенностях взаимодействия атомов в кристаллах. Об этом сообщили во вторник в пресс-службе Минобрнауки РФ.

Данные получены в рамках реализации совместного проекта Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению (МНИЦТМ) Самарского государственного технического университета (СамГТУ, Самарский политех) и ICSD, разработкой которого занимается Институт информационной инфраструктуры им. Лейбница (FIZ Karlsruhe, Германия).

«Новизна заключается в том, что топологические данные, получаемые с помощью нашего программного обеспечения, теперь доступны через ICSD химикам всего мира. До этого в базе содержались данные о кристаллических структурах, полученные дифракционными методами, и из них можно было узнать только положения атомов в пространстве, но не особенности их взаимодействия. Сейчас доступна информация о геометрии и топологии структур. Это первый пример описания межатомных взаимодействий в базах данных по структуре неорганических веществ», – приводит пресс-служба слова директора МНИЦТМ, доктора химических наук Владислава Блатова.

Сведения о том, как именно атомы соединяются друг с другом, то есть, о топологии кристаллической структуры, особенно важны для химиков и материаловедов, так как позволяют исследовать закономерности внутреннего устройства кристалла, а значит научиться прогнозировать его свойства.

Среди примеров недавнего использования ICSD и топологического подхода – результаты исследований ученых Самарского политеха, опубликованные в ведущих международных журналах.

В одном из них ученые изучили топологии более 20 тысяч структур интерметаллических соединений из ICSD и нашли закономерности, которым подчиняются упаковки атомов металлов. С использованием этих закономерностей найдены несоответствия и ошибки в известных экспериментальных данных, а также кристаллические структуры, обладающие необычным строением. В другой работе были исследованы более тысячи неорганических боридов, среди которых немало веществ с практически важными свойствами, в частности, супертвердых материалов. Найденные топологические взаимосвязи и закономерности позволили сформулировать критерии устойчивости структуры этих веществ и предложить пути поиска новых боридных материалов.

О значении базы данных ICSD

«В течение многих десятилетий База ICSD служит основным источником кристаллоструктурной информации для химиков, физиков, материаловедов, фармацевтов. Она содержит данные по неорганическим соединениям – более 280 тысяч структур в последнем релизе. Коллектив разработчиков очень осторожно подходит к включению в них новой информации, особенно от сторонних разработчиков. Поэтому совместный проект ICSD и нашего центра стал результатом долгих предварительных переговоров, и мы рады, что он, наконец, осуществился», – сказал Блатов.

Как отмечают в вузе, топологическое описание и топологические методы анализа кристаллических структур, полученные самарскими учеными, становятся признанным стандартом в описании структуры кристаллов неорганических веществ. Расчет и анализ топологических свойств, а также визуализация окружения атомов выполнены при помощи комплекса программ, разработанных в МНИЦТМ.

Глава МНИЦТМ также отметил, что информация пока внесена не по всем известным структурам. На первом этапе полученная информация будет использоваться для поиска координации заданного атома другими атомами. Затем эту конфигурацию можно представить визуально. В более поздних расширениях также будут добавлены параметры поиска различных топологических свойств структуры кристалла.

Работа научного коллектива под руководством Блатова поддержана грантами Российского научного фонда.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/17880679