Учёные России создают систему для определения свойств новых материалов

Учёные Новосибирского государственного университета разрабатывают программный комплекс, который позволит быстро и точно предсказывать свойства новых материалов ещё до их создания в лаборатории. Эта система объединит различные методы компьютерного моделирования в единую платформу, что значительно ускорит разработку перспективных материалов для ключевых отраслей промышленности.

Современные исследования опираются на множество сложных вычислительных методов, таких как квантовая динамика и метод Монте-Карло. Однако до сих пор каждый из этих подходов требовал работы с отдельной программой, что замедляло процесс. Новая система призвана решить эту проблему.

«Исследователю приходится работать с целым «зоопарком» программ, каждая из которых имеет собственный синтаксис и формат данных. В результате значительная часть времени уходит на рутинную подготовку расчётов и перенос информации между программами. Мы поставили перед собой задачу объединить различные подходы в одной системе, которая бы минимизировала ошибки и облегчила работу материаловеда или химика», — пояснил научный сотрудник Центра компетенций вуза Владимир Андрющенко.

Виртуальное проектирование материалов с заданными свойствами

Система не просто объединит инструменты, но и будет подсказывать оптимальные пути решения задачи. Пользователь указывает, какие свойства материала его интересуют и с какой точностью их нужно определить, а программа рекомендует, какие методы и алгоритмы лучше для этого использовать.

Прототип платформы уже зарегистрирован и успешно протестирован для моделирования взаимодействия газов и жидкостей с поверхностями, а также для исследования углеродных нанотрубок и высокоэнтропийных сплавов. Полноценный релиз программного комплекса, рассчитанный на широкий круг задач, ожидается в 2026 году.

Эта разработка имеет стратегическое значение для цифровой трансформации промышленности. Возможность виртуально проектировать материалы с заданными свойствами сократит время и стоимость разработок, минимизирует риски неудачных экспериментов. Технология найдёт применение в аэрокосмической отрасли, энергетике, микроэлектронике и медицине, способствуя созданию более жаропрочных сплавов, коррозионностойких покрытий и современных композитов.

«Мы идём от практических задач, с которыми сталкиваются исследователи. Этот программный комплекс создаётся для того, чтобы реально облегчить им жизнь, – подчеркнул Владимир Андрющенко. – Чем больше типов материалов и сценариев расчёта он сможет охватить, тем выше его ценность для науки и промышленности».