Исследователи Университета штата Пенсильвания разработали способ, который значительно ускорит поиск материалов с заданными характеристиками, а в будущем может быть применён для создания новых. Разработка основывается на принципе симметрии молекул и кристаллических структур. Симметрия в широком смысле это свойство неизменности, проявляющееся во время каких-либо преобразований. Наиболее известный большинству тип симметрии - геометрический. Например, круг при повороте вокруг своего центра всегда будет выглядеть одинаково. Равносторонний треугольник можно повернуть три раза, квадрат четыре и так далее. Принципы симметрии используются во многих науках: математике, физике, химии, биологии, а также в инженерии, архитектуре и искусстве. В кристаллах атомы расположены в виде симметричных узоров. Всего существует 230 вариантов расположения атомов в пространстве, называемых пространственными группами. Определив к какой группе относится вещество, можно многое узнать о его механических, тепловых, электрических и других свойствах. Если, например, требуется материал с определённой электропроводностью, то можно значительно сократить область поиска, зная к какой группе он будет относиться. В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, авторы исследования Венкат Гопалан и Брайан Ван Лювен предложили новый комплекс групп, основывающийся на симметричных преобразованиях, которые возникают при различных физических воздействиях на вещество. "Преобразование это наиболее распространенное явление в природе. Химическая реакция это преобразование, диффузия это преобразование, перемещение атомов и электричества в материале тоже является преобразованием. Способ поиска симметрии, который мы с Брайаном используем, отличается от традиционного так же, как просмотр фильма отличается от разглядывания фотографии", - поясняет профессор Гопалан. Подобный метод может принести огромную пользу любой технологии, в которой требуется применение материалов с особыми свойствами.
Присоединяйтесь к самому крупному DIY сообществу