| Название НИОКТР |
Многомасштабное моделирование структуры и свойств пористых материалов на основе координационных полимеров и технологий искусственного интеллекта
|
| Аннотация |
Проект направлен на развитие теоретических основ анализа и моделирования структурыкоординационных полимеров, разработку соответствующего программного обеспечения и баз знаний, включающих корреляции «состав-структура-свойство» для указанного класса соединений, а также системы веб-приложений для интеллектуального дизайна новых координационных полимеров. Кроме того на основе моделей строения известных пористых координационных полимеров (металл-органических каркасов, МОК) будут разработаны макроскопические пористые материалы с периодической структурой, в том числе метаматериалы. Будет осуществлена экспериментальная проверка разработанных математических моделей, в ходе которой некоторые из спрогнозированных координационных полимеров и периодических пористых материалов будут синтезированы, их структура и свойства будут доказаны экспериментально.
В проекте будут использованы разработанные нами ранее автоматизированные методы анализа геометрических и топологических свойств кристаллических веществ, в том числе координационных полимеров. Методы реализованы нами в комплексе программ ToposPro (https://topospro.com), базах данных и веб-приложениях на платформе TopCryst(https://topcryst.com). Кроме того будут использованы развитые нами подходы и компьютерные средства для построения трехмерных моделей материалов с периодической структурой, опубликованные на сайте https://p3d.topcryst.com/. В рамках проекта мы существенно расширим возможности указанных подходов. Именно, будут обновлены базы данных по геометрико-топологическим свойствам координационных полимеров (https://topospro.com/databases/) и разработаны универсальные методы геометрико-топологического моделирования свободного пространства в структуре координационных полимеров независимо от химической сложности каркаса. В рамках разработанного нами ранее топологического подхода «надсетка-подсетка» будет созданы иерархические схемы формирования координационных полимеров различных типов из структурных группировок меньшей размерности и установлены механизмы сборки координационных полимеров. Основываясь на этих схемах, будет разработан виртуальный конструктор координационных полимеров из заданного набора структурных блоков. Методами машинного моделирования будут установлены корреляции между химическим составом, локальной координацией атомов-комплексообразователей и лигандов, топологией каркаса и свободного пространства внутри него, а также сорбционными свойствами МОК. Корреляции будут сохранены в системе баз данных, с преобразованием их в базы знаний. Метод построения трехмерных моделей материалов с периодической структурой будет распространен на пористые материалы любой топологии.
Для проверки работоспособности разработанных подходов будут синтезированы новые координационные полимеры, имеющие химический состав, строениеи сорбционные свойства, соответствующее найденным корреляциям «состав-структура-свойство». Методами 3Dпечати будут получены образцы пористых материалов и метаматериалов, имеющих топологию каркасов МОК, будет проведено исследование их статических механических свойств, а также их взаимодействие с волнами различной природы на различных пространственных масштабах и сделан вывод о возможности использования их в качестве метаматериалов.
В результате впервые будет создана система многомасштабного (от микроструктуры МОК – к пористым материалам и метаматериалам) интеллектуального прогнозирования структуры и свойств пористых веществ и материалов. Компоненты системы (программное обеспечение, базы знаний, веб-приложения) будут опубликованы в свободном доступе на сайтах https://topospro.com и https://topcryst.com. Система будет востребована научными группами, ведущими разработку новых катализаторов, контейнеров для хранения водорода и легких углеводородов, а также других материалов, свойства которых обусловлены их пористой структурой.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
21000.0
|
| Дата начала |
2025-05-29
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
25-13-00076
|
| Дата контракта |
2025-05-29
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
548
|
| Количество просмотров |
5
|
| Руководитель работы |
Блатов Владислав Анатольевич
|
| Руководитель организации |
Быков Дмитрий Евгеньевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-07-17 12:59:57 UTC, 2025-07-17 12:59:57 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
прогнозирование; кристаллическая структура; базы данных; топология; метаматериалы; координационные полимеры; базы знаний; корреляции; сорбционные свойства; пористые материалы
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
31.15.17 - Кристаллохимия и кристаллография
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физическая химия
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'FTBWRHAO4H8G2JD80Q3IVLYM'}]}
|
