Создание программного продукта для компьютерного моделирования жидкокристаллической нематической фазы. Часть 1

Показываются основные цели и задачи работы над проектом по созданию программного приложения которое на базе HyperChem обладает способностью построить структуру нематической жидкокристаллической фазы.
Ключевые слова: моделирование, молекула, жидкий кристалл, нематическая фаза, ориентационный эффект, генерация, квантовохимический расчет, внутренняя энергия.

Проблема компьютерного молекулярного моделирования жидкокристаллических фаз набирает актуальность с каждым днем. Дело в том, что в условиях финансового кризиса исследователям приходится решать достаточно сложные задачи с минимальными материальными и временными затратами. А именно, недостаточность исследовательской базы, т. е. отсутствие высокоточного оборудования, отсутствие дорогих реактивов, ограниченность во времени, невозможность повторить эксперимент сколь угодное количество раз. Попытки в снятии этих проблем с человека, повседневно взаимодействующим с наукой, призваны компьютерным методом исследования, который в свою очередь значительно снижает материальные затраты на эксперимент.

В целом, метод компьютерного моделирования не новый, он уже нашел применение во многих отраслях современной науки и техники. Нами же предпринимаются попытки распространить эту идеологию на жидкие кристаллы, что в свою очередь является новацией.

Данный метод исследования нематических жидкокристаллических состояний достаточно новый для этих классов соединений. Некоторые научные школы уже пытаются создать методы для построения структур жидких кристаллов и провести динамические расчеты энергий системы молекул. Но пока что, они находятся на стадии испытаний и научных разработок.

Одним из примечательных особенностей нематических жидких кристаллов является изменение физических свойств под действием внешних электрических полей. Наряду с этим проявляется анизотропия всех свойств характеризующих эту фазу. Например, таких свойств как вязкость, электропроводность, магнитных и оптических. Очень часто структурные превращения жидких кристаллов достаточно тяжело описать математическим языком. Вопрос о структуре жидкокристаллического состояния вещества еще до конца не изучен. Мы считаем, что помочь в решении этой проблемы может метод молекулярного моделирования жидкокристаллической фазы основанный на вычислительной базе программы по построению моделей молекулы. Для решения этих проблем была проведена работа при поддержке

Цели научно-исследовательской работы:
1) Изучение химического строения нематического жидкокристаллического состояния вещества.
2) Создание программы для построения нематической жидкокристаллической мезофазы.
3) Изучение энергетических диаграмм полученных модельных объектов.
4) Изучение свойств жидкокристаллических соединений с помощью компьютерного моделирования.

С. А. Стулов
Продолжение следует