Крикля О. О. Комп'ютерне моделювання структури, властивостей порового простору та водневої ємності нанопористого вуглецю

У роботі створена імітаційна модель базових структурних перетворень процесу формування нанопористого вуглецю з карбіду кремнію. Обчислювальний експеримент показав, що імітаційна модель відповідає фізичній природі формування нанопористого вуглецю з карбіду кремнію і адекватно моделює його. Результати імітаційного моделювання становлять високоінформативний опис структури і властивостей нанопористого вуглецю за такими параметрами як: густина, питома площа поверхні пор, відношення sp2/sp3, об'єм пор та їх розподіл за розмірами, усадка, воднева ємність. Розроблено реконструкційну модель нанопористого вуглецю, яка за комплексом характеристик, які вона описує (густина, пористість, питома площа поверхні пор, відношення sp2/sp3, об'єм пор, розподіл пор за розмірами, усадка, воднева ємність, розміри атомів, температури утворення, форма вихідного карбіду, підкладка з карбіду на якій утворюється нанопористий вуглець) відповідає експериментальним даним. Розроблено і адаптовано для нанопористого вуглецю методи обчислення параметрів модельної атомної структури (у т.ч. простору пор). Методами дослідження є методи обчислювальної фізики: молекулярна динаміка, метод Монте-Карло, апарат Вороного-Делоне, імітаційне комп'ютерне моделювання. Розроблено швидкодіючі комп'ютерні програми для реалізації вказаних моделей. Це дозволяє автоматизувати процес і проводити вивчення нанопористого вуглецю, отриманого з карбідів, на системній основі. Моделі, втілені у комп'ютерних програмах, дають можливість досліджувати вплив температури синтезу на параметри структури утвореного нанопористого вуглецю і обчислювати необхідні характеристики. Можливе поліпшення характеристик і уточнення необхідних параметрів моделей.