CC BY
12024
Устный доклад
МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ НОВОЙ ФАЗЫ В ПРЕВРАЩЕНИЯХ МЕЖДУ АМОРФНЫМИ ЛЬДАМИ НИЗКОЙ И ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ
Шуплецова А.А.12, Стегайлов В.123
1 Объединенный институт высоких температур РАН, г. Москва, ул. Ижорская, дом 13 строение 2 2 Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный, Институтский переулок, дом 9 3 Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики",
г. Москва, ул. Мясницкая, дом 20 e-mail: [email protected]
Две различные формы аморфного льда - высокой и низкой плотности - уже давно привлекают интерес ученых, применение их широко распространено в криоконсервации, кроме того, важно его технологическое применение, например, в криоэлектронной микроскопии и электронно-лучевая литографии. Особенно интересны их взаимные превращения индуцированные давлением, которые во многом напоминают фазовый переход первого рода. Несмотря на то, что эти фазы не являются термодинамически устойчивыми, существует множество как теоретических, так и экспериментальных доказательств, подтверждающих эту гипотезу. В частности, скачок плотности и гистерезис проявляются во многих исследованиях. Но такая характерная особенность переходов первого рода, как нуклеация, ранее мало обсуждалась в литературе. Предполагается, что "зародыши новой фазы" в таких превращениях слишком малы, чтобы экспериментально наблюдать их образование [1].
В данной работе рассматриваются превращения между аморфными льдами низкой и высокой плотности, индуцированные давлением, в рамках метода классической молекулярной динамики для модели воды TIP4P/Ice [2]. Предложен дескриптор для классификации локальной структуры и алгоритм, по которому можно выявить кластеры одного аморфного льда внутри другого. Это позволяет увидеть процесс образования и роста кластеров новой фазы в процессе взаимных превращений между аморфными льдами высокой и низкой плотности и визуально оценить размер "критических зародышей" [3]. Обсуждается эффективность предложенного дескриптора и перспективы.
Литература:
[1] С. Tonauer , M. Seidl-Nigsch, T. Loerting High-density amorphous ice: Nucleation of nanosized low-density amorphous ice // Journal of Physics: Condensed Matter. 2017. - V. 30(3). P. 034002.
[2] J. L. Abascal, E. Sanz, R. García Fernández, C. Vega et al. A potential model for the study of ices and amorphous water: TIP4P/Ice // The Journal of chemical physics. 2005. - V. 122(23). P. 234511.
[3] A. Garkul , V. Stegailov Molecular dynamics analysis of elastic properties and new phase formation during amorphous ices transformations. (2022) // Scientific Reports. 2022. V. 12(1). P. 13325.
