Onderzoekers van de Higher School of Theoretical Mechanics van Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU) en de Universiteit van Tel Aviv hebben een nieuwe benadering voorgesteld om de efficiëntie van wiskundige modellering van de processen in materialen op nanoschaal te verbeteren. Het is essentieel voor de verdere ontwikkeling van nanotechnologie. De resultaten worden gepresenteerd in een artikel gepubliceerd in het Q1-tijdschrift Mechanica Onderzoekscommunicatie .

De wetenschappers onderzochten enkellaags molybdeendisulfide (SLMoS ₂ ). Dit is een tweedimensionaal materiaal met een groot aantal veelbelovende toepassingen, zoals miniatuursensoren, nano-apparaten, enz. Meestal, methoden van computationele mechanica worden gebruikt om technische apparaten te ontwerpen. Echter, op nanoschaal zijn dergelijke methoden niet valide of te tijdrovend. Onderzoekers stelden voor om de atomen van SLMoS . te combineren ₂ in de denkbeeldige stijve korrels.

"De wetten van interactie tussen de korrels werden aangepast om de elastische eigenschappen van het oorspronkelijke kristalrooster te vervullen. Het aantal bindingen tussen de korrels is veel kleiner dan die tussen de atomen van hetzelfde deel van een kristalrooster. Als resultaat, de berekeningen met korrels zijn veel sneller dan met atomen, " zeiden de alumni van de Polytechnische Universiteit van St. Petersburg, Dr. Igor Berinskii, hoofddocent aan de Universiteit van Tel Aviv, en Dr. Artem Panchenko, postdoctoraal onderzoeker bij TAU.

Dr. Ekaterina Podolskaya, universitair hoofddocent aan de Hogere School voor Theoretische Mechanica SPbPU, voegt toe:"Met onze methode, de berekeningen werden eenvoudiger, wat de mogelijkheid biedt om de mechanische reactie op spanning te voorspellen en het faalmechanisme ervan te bestuderen. Dit is belangrijk voor verdere toepassingen van dit materiaal in nano-engineering."

In de volgende reeks computerexperimenten, de wetenschappelijke groep is van plan om vervormbare korrels te introduceren. Het zal helpen om niet alleen kleine maar ook grote vervormingen in het materiaal correct te berekenen. Volgens onderzoekers, de voorgestelde benadering kan verder worden gebruikt voor andere wetten van atomaire interactie en verschillende soorten korrels.