Вышедшие номера
Расчет структуры углеродных кластеров на основе фуллереноподобных молекул С24 и С48
Крылова К.А.1, Баимова Ю.А.1, Дмитриев С.В.1,2, Мулюков Р.Р.1
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
Email: julia.a.baimova@gmail.com
Поступила в редакцию: 2 июня 2015 г.
Выставление онлайн: 20 января 2016 г.

Методом молекулярно-динамического моделирования исследованы равновесные структуры углеродных кластеров, полученных сшивкой валентными связями углеродных каркасов двух фуллереноподобных молекул. В свободном фуллерене атомы углерода образуют химическую связь по типу s-0.8ptp2-гибридизации, а на месте сшивки фуллеренов образуется связь по типу s-0.8ptp3-гибридизации, что и определяет изменение свойств таких структур. В литературе описана топология алмазоподобных фаз, однако равновесные кластеры на основе фуллереноподобных молекул были мало изучены. Прямые углы между связями C-C энергетически невыгодны, и понижение энергии кластеров в процессе релаксации связано с оптимизацией валентных углов, что приводит к понижению симметрии кластеров и, в ряде случаев, даже к разрыву некоторых валентных связей. Показано, что способ сшивки двух фуллеренов при создании кластера обусловливает различие в их структуре и энергии. Различные начальные условия могут приводить к разным конфигурациям кластеров с одинаковой топологией. Среди изученных кластеров найдена структура с наименьшей потенциальной энергией на атом. Полученные результаты вносят вклад в изучение реальной структуры углеродных кластеров. С.В.Д. благодарит за финансовую поддержку РНФ, грант 14-13-00982, Ю.А.Б. благодарит за финансовую поддержку стипендией президента РФ молодым ученым и аспирантам (СП-4037.2015.1). Расчеты произведены на суперкомпьютере Межведомственного cуперкомпьютерного центра РАН.