Создание программного продукта для компьютерного моделирования жидкокристаллической нематической фазы. Часть 2

Для достижения целей настоящей научно-исследовательской работы были поставлены следующие задачи:
1) Исследования понятия компьютерное моделирование.
2) Создание модели молекулы нематического жидкого кристалла.
3) Квантово-химический расчет молекулы.
4) Построение диаграммы высшего занятого и низшего свободного уровней энергий.
5) Моделирования молекулы в растворе.
6) Создание приложения для моделирования набора молекул нематического жидкого кристалла.
7) Исследование производительности компьютера при работе HyperChem и приложения Projecti.

В чем же состоят основные преимущества метода молекулярного моделирования перед реальным экспериментом и почему он актуален?
• Нахождение реальной структуры объекта без затрат на производство образцов и проведения сложных экспериментов.
• Изучение процессов, происходящих на нано-уровне.
• Исследование процессов в динамике, находясь в центре происходящих событий и влиять на их ход (insitu).
• Возможность неограниченно повторять эксперимент, воз¬вращая систему в начальное состояние.
• Создавать объекты любой природы.
Основные недостатки метода молекулярного моделирования перед реальным экспериментом:
• Невозможность обнаружить качественно новые явления.
• Ограниченность результатов рамками самой модели.
• Несоответствие идеальности условий моделируемой системы к реальной.
• Получение теоретического знания, подтверждающего гипотезу, но не всю теорию в целом.
• Высокая стоимость базового пакета программ для построения моделей веществ.
После создания приложения были получены структуры представленные на рис. 1 и 2.

Рис. 1. Нематическая жидкокристаллическая фаза МББА с разупорядочением осей молекул по одному пространственному углу

Рис. 2. Нематическая жидкокристаллическая фаза МББА с разупорядочением осей молекул по двум пространственному углу

На данных рисунках показана лишь малая часть от построенной структуры, чтобы улучшить восприятие и понимания наглядных различий на этих рисунках. На данный момент по модели проводятся квантово-химические рассчеты с целью выявления количественного влияния межмолекулярного взаимодействия на общую энергию кластера.

Благодаря созданию приложения Project1, можно будет с энергетических соображений попытаться описать фазовые переходы, происходящие при охлаждении жидкого кристалла из изотропной фазы.

С. А. Стулов