«Запрещенная» химия и новые неожиданные материалы

Как предсказание кристаллических структур помогает создавать принципиально новые материалы? Почему тонкая кварцевая пыль вызывает рак легких? Как определить свойства нового материала с помощью компьютерных технологий? На эти и другие вопросы ответил Артем Оганов в ходе лекции, опубликованной на YouTube-канале Полит.ру.

2014 год — это год, провозглашенный ООН всемирным годом кристаллографии, потому что сто лет назад люди научились расшифровывать кристаллические структуры, научились понимать, где в веществе расположены атомы. И я считаю, что это один из трех главных прорывов XX века: квантовая теория, теория относительности и расшифровка структуры вещества. Четвертого равного им научного прорыва я найти не могу.

Предсказание структуры вещества — а это необходимо для того, чтобы предсказывать новые материалы, — до сих пор считалось невозможным, потому что разных структур, которые надо было бы перебрать на компьютере, астрономически много и не хватит жизни Вселенной, чтобы их перебрать. Как выясняется, переборы даже необязательны: мы разработали метод, основанный на идеях эволюции, который помогает вам найти оптимальное решение за гораздо более короткий срок.

Нами было найдено, что натрий под давлением в 2 млн атмосфер — это половина давления центра Земли — должен перестать быть металлом. Когда мы смотрим на таблицу Менделеева, мы говорим, что натрий, как все элементы слева, — это щелочной металл. Так вот под давлением натрий становится красноватым прозрачным диэлектриком. Вначале мы предсказали существование прозрачного натрия, а затем это было экспериментально доказано. Экспериментаторы не верили нам, что это возможно, редакторы журнала не верили нам, что это возможно, но потом наше предсказание было подтверждено.

В рубрике «Лекции» мы выбираем для вас самые интересные лекции авторов ПостНауки, прочитанные ими на различных площадках, и публикуем в привычном формате. Так мы со временем соберем лучшие выступления ученых в одном месте. Чтобы посоветовать нам лекции, пишите на postnauka@postnauka.ru.