2020年7月10日
作者提出了一种新的定量方法来更好地测量过冷液体中的晶体生长速率。该方法基于分子动力学模拟中使用的独特统计算法。
物质在过冷液体或无定形状态下结晶。根据经典理论，这一过程是通过晶相焦点（称为晶核）的形成而发生的。
在这类物质中，晶体成核速率和晶体生长速率是由许多动力学因素决定的，其中，原子附着在原子核上的频率和原子从原子核表面脱离的频率起决定性作用。
显然，原子附着频率的优势将有助于晶体的稳定生长。
同时，由于难以识别系统体积中的各种相原子，目前现有的实验方法不允许直接测量这些动力学因素。因此，分子动力学模拟是最合适、最经济的方法。
研究人员面临的任务是作出准确的评估动力学因素，并根据分子动力学计算构建其对晶核大小的依赖性。
为此，研究人员开发了一种算法，跟踪在飞行中每个生长的原子核表面附近的原子重排。跟踪是根据分配给每个原子的识别号进行的。
这些数字使区分晶体原子和无序相的母原子成为可能。用这种方法计算的精度比现有的估计动力学速率因子的方法高几个数量级。这种精度是由于计算是直接进行的，没有使用任何模型功能和可调参数。
根据已完成的计算，研究人员能够估计著名的伦纳德-琼斯模型系统的晶体生长速率，遵循基本的定义-通过原子附着和分离频率的差异。
这使我们有可能揭示晶核的生长速率依赖于其大小的固定状态的存在。结果与经典晶体生长理论的预测结果吻合较好。
研究结果可用于开发更精确的方法，以估算具有各种物理化学性质的系统中的相变速率，例如，离子液体、分子液体、聚合物系统和胶体溶液中的相变速率。
此外，这些结果可用于开发控制结晶和熔化过程的实用方法，这在各个领域(从冶金、微电子到制药)都是重要的。
这一结果也将有助于发展一种严格的理论，用于描述动力学速率因子对晶核大小和结晶时间的依赖关系。另一个有趣且研究较少的领域是晶体衰变过程的研究。
进一步的研究将着眼于晶体核衰变机制的详细研究，重点将是识别影响晶体衰变速率及其稳定性的因素。
作者的工作也将针对发展一个严格的通用动力学理论来描述结晶速率因素。研究结果将应用于具有必要物理和机械性能的晶体材料的计算机设计。欧洲杯足球竞彩
这项工作得到俄罗斯科学基金会（项目19-12—000—22）的支持。欧洲杯线上买球
来源:https://kpfu.ru/eng