Исследования финансируемые РФФИ - Молекулы в матрицах. Сложные системы

На главную | Контакты | Карта сайта

| Система Грант-Экспресс

| Новости РФФИ
| Объявления
| Подписка на новости

| Общие сведения о РФФИ
| Кто есть кто в РФФИ
| Состав совета Фонда
| Адрес и телефон для справок

| Устав РФФИ
| Указы Президента
| Постановления и распоряжения Правительства

| Нормативные документы

| Решения совета Фонда

| Конкурсы РФФИ
| Региональные конкурсы
| Международные конкурсы
| Программы РФФИ
| Финансовое обеспечение проектов

| Вестник РФФИ
| Газета Поиск
| Публикации в СМИ
| Книги, изданные при поддержке РФФИ
| Информационный бюллетень РФФИ
| Издания РФФИ

| Использование результатов
| Контроль использования финансовых средств

| Международная деятельность
| Научные фонды
| Ведомства и академии
| Библиотеки и информационные центры
| Полезные ссылки

| Издательство Wiley
| Издательство «The American Mathematical Society»
| Издательство Elsevier
| Американское физическое общество (APS)
| Издательство IOP Publishing Limited
| Издательство The Royal Society of Chemistry
| Издательство Springer

| Введение
| 2009 год
| 2010 год
| 2011 год

| WIN-1251
| KOI8-R
| English

ИССЛЕДОВАНИЯ ФИНАНСИРУЕМЫЕ РФФИ - МОЛЕКУЛЫ В МАТРИЦАХ. СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ

Исследование молекул в среде иной природы, в частности, изолированных в матрицах инертного газа, близко по своему характеру к изучению сложных дефектов в твердых телах или молекул на поверхности. Этой теме посвящены три проекта.

В проекте 96-03-08205 в рамках кластерного приближения и метода молекулярной динамики в комбинации с квантовой химией изучено поведение внедренных молекул. Рассматривались геометрия, распределение заряда и колебательные частоты с целью оценки влияния среды на положение полос в колебательных спектрах. Изучены мономеры и димеры дифторида водорода в аргоновой матрице, кластеры щелочных металлов в инертных газах и спектры серосодержащих молекул в кластерном окружении воды.

В близком по характеру проекте 96-03-32284 продолжена разработка способов быстрого и надежного расчета ППЭ и производных энергии по ядерным координатам с использованием метода двухатомных фрагментов в молекулах. Построенная ППЭ для ArCl2 использована для моделирования молекулы Сl2 в Аr-матрицах. Исследования гетерокластеров Cl2@(Ar)n позволило объяснить экспериментально наблюдаемый малый частотный сдвиг (около 5см-1) колебаний молекул хлора в матрице аргона.

Укажем, наконец, проект 96-03-32444, в котором поставлена задача поиска новых метастабильных катионов, способных играть роль накопителей химической энергии. Основное внимание уделено системам, построенным из распространенных в природе молекул и ионов. При выполнении проекта открыт новый класс метастабильных катионов, образование которых возможно, например, при электрическом разряде в атмосфере. С использованием неэмпирических расчетов детально изучен, в частности, катион С(ОН2)2 2+ ; для выяснения возможности стабилизации подобных катионов продолжены работы по вычислению реакционного поля в матрице инертного газа на поверхности кристалла.

Одним из наиболее типичных и важных примеров сложных, супрамолекулярных систем являются молекулярные агрегаты, связанные межмолекулярными водородными связями. Характерным кооперативным эффектам, которые проявляются в таких молекулярных комплексах, посвящен проект 96-03-33799. В нем на основе простой и физически прозрачной электростатической модели объяснен ряд эмпирических закономерностей кооперативных эффектов, ранее не имевших обоснованной интерпретации, Предложенная модель впервые позволяет описать наблюдаемые эффекты в аналитическом виде и дать им наглядное истолкование. Для иллюстрации в проекте рассмотрены кластеры L...AH...B (L - катион металла) , димеры AH...B , цепочечные кластеры (AH)n и некоторые другие системы.

В проекте 96-03-32343 с использованием неограниченного метода Хартри-Фока (с базисным набором 4-31++G**, являющимся наиболее полным из применяемых в настоящее время) проанализированы структуры и частоты колебаний нейтральных и заряженных ассоциатов воды, включающих шесть-восемь молекул. Результаты исследований выявляют ранее не изучавшиеся тенденции в структурной реорганизации ассоциатов при их ионизации. В приближении ограниченного метода Хартри-Фока в базисе 6-31 G**, а также полуэмпирическим методом изучены комплексы фрагментов цеолита с Н2О. Получены выводы о координации, геометрии и распределении заряда в молекулах воды в присутствии цеолита.

Актуальные проблемы свойств супрамолекулярных систем рассматриваются в многоплановом проекте 96-03-33906. Путем расчетов полос в оптических спектрах неупорядоченных молекулярных агрегатов в нем изучено влияние структуры агрегатов, характера разупорядочения молекул и межмолекулярных взаимодействий на форму спектра. В проекте рассмотрено также поведение элементоорганических группировок на (модифицированной) поверхности SiO2. Метод функционала плотности с учетом скалярных релятивистских эффектов применен к изучению кластеров состава Au6Pt(PH3)7, Au6Pt(CO)(PH3)7 и Au6Pt(H2)(PH3)7 с целью объяснения данных по каталитической активации молекул на кластерах золота.

Оптическим свойствам сложных структур посвящен и проект 96-03-34049. В числе других результатов в нем показано, в частности, что перенос энергии экситона в рамках ферстеровского механизма от полупроводниковой квантовой ямы к органическим молекулам в соседних слоях происходит за время, на порядок меньшее времени жизни экситона. Это открывает возможность создания нового типа преобразователей электрической энергии в световую, где электронно-дырочные пары инжектируются лишь в полупроводниковую квантовую яму.

В проекте 96-03-32568 также рассмотрена миграция экситонов в рамках ферстеровского механизма по пространственно и спектрально неупорядоченной системе молекул и получено аналитическое выражение для спектра люминесценции. Показано также, что для квазиодномерных молекулярных J-агрегатов зависимость радиационного времени жизни можно описать на основе представления о давыдовских солитонах в термостате.

Конечно, исследование молекулярных агрегатов не ограничивается изучением спектров. В проекте 96-03-32279 с целью поиска новых примесных систем с перспективными свойствами (например, запоминанием образов, контролируемым электрическим полем) сформулирована модель "кулоновского стекла", которая могла бы реализоваться для системы амфотерных примесей в матрице при достаточной их концентрации. Найдено, что в системе таких примесей с переносом заряда возможен переход в своеобразную фазу, свойства которой изучены на основе компьютерного эксперимента и теории спиновых стекол.

В заключение раздела упомянем термодинамические и статистико-механические аспекты проблемы, естественно возникающие при трактовке свойств сложных молекулярных систем. Они рассмотрены в проектах 96-03-33856 и 95-03-08757.

В первом из них поставлена задача создания эффективного способа расчета свободной энергии и химического потенциала методами компьютерного эксперимента. Эта программа реализована для модельных систем на примере расчета модели решеточного полимера (методом Монте-Карло в расширенном ансамбле). Тем же методом определены сила натяжения решеточного полимера с закрепленными концами и его энтропия в узкой щели. В рамках континуальной модели вычислено также осмотическое давление в плоской поре при наличии в ней полимерного раствора (полиэлектролита) в зависимости от ширины поры для растворов различного состава.

В имеющем более конкретную направленность втором проекте рассмотрена модель клатратных гидратов, в которой взаимодействие гость-хозяин описывается "потенциалом 6-12" Леннард-Джонса. Для сравнения стабильности гидратов с разными структурами и составом путем минимизации энергии Гиббса рассчитаны фазовые диаграммы гость-вода с определением областей изменения температуры и давления, в которых стабилен тот или иной гидрат. Расчеты проводились для несмешивающихся между собой фаз воды и гостя, их газовой смеси и ряда клатратных фаз. Полученная картина относительной стабильности клатратных фаз согласуется с опытными фактами и объясняет некоторые закономерности образования клатратных гидратов.

Copyright © 1997-2007 РФФИ | Дизайн и программирование: Intra-Center