Научно-исследовательские проекты

Тема:

"Механизмы микроскопического структурирования в неупорядоченных конденсированных средах: теория и численный эксперимент"

Руководитель проекта:

д.ф.-м.н. А.В. Мокшин

Исполнители:

1) к.ф.-м.н. Р.М. Хуснутдинов

2) к.ф.-м.н. Б.Н. Галимзянов

3) ст. З.К. Кашапова

4) ст. Г.Р. Тухватуллина

Научно-исследовательский проект 

при поддержке РФФИ

Проект № 14-02-00335

Сроки: c 2014 г. по 2016 г.

Сотрудничество:

Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И.Лейпунского, г. Обнинск.

Физико-технический институт Уральского отделения Российской Академии наук, г. Ижевск.

Настоящий Проект был направлен на решение фундаментальной научной проблемы по изучению и теоретическому описанию механизмов микроскопического структурирования в неупорядоченных конденсированных средах (высокоплотные газы, жидкости, аморфные материалы).  

Данная фундаментальная проблема конкретизировалась в следующих ключевых целях: 

1. Изучение начальных этапов таких структурных фазовых переходов как кристаллизация и конденсация, а также структурных трансформаций, связанных с витрификацией на основе крупномасштабного молекулярно-динамического моделирования.

2. Изучение специфики протекания структурных фазовых переходов в неупорядоченных конденсированных средах при глубоких уровнях метастабильности на примере кристаллизации стекольных систем. Данная цель предполагала выполнение численных экспериментов по моделированию молекулярной динамики, описание результатов численных экспериментов в рамках существующих теоретических концепций, а также сопоставление результатов с имеющимися экспериментальными данными. 

3. Изучение влияния внешних деформационных воздействий на процессы локального структурирования, в том числе, на нуклеацию и рост кристаллических зародышей в аморфных металлических сплавах и модельных стекольных системах.

4. Развитие оригинальных алгоритмов по вычислению характеристик нуклеации и роста зародышей новой фазы в рамках статистико-вероятностных подходов и моделей: теоретической концепции осредненных временных масштабов первого появления параметра порядка с определенным значением, термодинамического интегрирования.

5. Развитие теоретического описания и трактовки результатов нейтронной и рентгеновской дифракции в жидкостях и аморфных материалах.

Тема:

"Экспериментальное и теоретическое исследование жидкой фазы и влияния ее особенностей на структурно-фазовые превращения и структурообразование при затвердевании расплавов Al-ПМ (ПМ: Cu/Co/Ni) в области богатой алюминием"

Исполнители:

1) д.ф.-м.н. А.В. Мокшин

2) к.ф.-м.н. Р.М. Хуснутдинов

Научно-исследовательский проект

при поддержке РФФИ

Проект № 15-02-06288

Сроки: c 2015 г. по 2016 г.

Сотрудничество:

Физико-технический институт Уральского отделения Российской Академии наук, г. Ижевск

Целью в рамках Проекта являлось объяснение экспериментально наблюдаемым особенностям в концентрационных зависимостях вязкости бинарных расплавов на основе алюминия, имеющих широкое применение в промышленной металлургии.

Особенность Проекта:

Сочетание экспериментальных методов исследования вязких свойств расплавов с методами крупномасштабного моделирования атомарной динамики; получение количественного согласия между экспериментом и результатами атомарно-динамического расчета. 

Тема:

"Особенности динамических корреляционных функций, мягкие моды и локальная структура неупорядоченных конденсированных систем"

Исполнители:

1) д.ф.-м.н. А.В. Мокшин

2) к.ф.-м.н. Р.М. Хуснутдинов

3) к.ф.-м.н. Б.Н. Галимзянов

Научно-исследовательский Проект

Российского Научного Фонда (РНФ)

Проект № 14-02-00335

Сроки: c 2014 г. по 2016 г.

Сотрудничество:

Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау Российской Академии наук

Тема:

"Numerical studies of ordering processes

in driven glasses"

Руководитель проекта (с российской стороны): доц. А.В. Мокшин

Руководитель проекта (с французской стороны):  Prof. J.-L. Barrat

Исполнители (с российской стороны):

1) к.ф.-м.н. Р.М. Хуснутдинов

2) асп. С.О. Забегаев

3) асп. Р.Р. Зарипов

4) ст. Б.Н. Галимзянов

Исполнители (с французской стороны):

1) Dr. A. Tanguy

2) Dr. T. Albaret

3) PhD M. Tsamados 

Международный российско-французский научно-исследовательский проект 

при поддержке РФФИ (Россия)

и CNRS (Франция)

Проект № 09-02-91053 а_CNRS

Сроки: c 2009 г. по 2011 г.

Сотрудничество:

University of Lyon, France

The project was aimed to solve the scientific problem: What impact has an external mechanical drive (in particular, shear deformation) onto microscopical aspects of structural ordering in amorphous solids?

The solution of the problem has a significant fundamental meaning related with theoretical des­cription of phase transitions at steady-state non-equilibrium conditions and has a notable practical meaning in pharmaceutical production and in design of nanocrystalline materials.

Amorphous solids are topologically disordered, and are characterized by a vanishingly small translational diffusion constant. These solids can be formed even for simple monoatomic systems by cooling under very high quench rates. Smaller quenching rates can be used for multi-component and selected molecular systems. In particular, stable metallic glasses containing five and more components can be obtained in practice in bulk form. Further, colloidal pastes at high densities are often prepared in an "amorphous" form. Such “soft” glasses can be studied either for their intrinsic rheological properties, or as models for “hard” amorphous materials.  Once an amorphous material has been obtained, crystallization can generally be neglected. Even if a crystal state is favored from thermodynamic viewpoint, the kinetic slowing down at high densities or low temperatures ensures that crystal nucleation rate is negligibly small. Therefore, as well known, "recrystallization" is observed only upon heating.

However, a different situation can be observed by driving the system externally, in which external drive (shear or other mechanical deformations) plays the same role as an increase in temperature. This idea is at the heart of the “effective temperature” concept,  and it is intimately related to the  ideas of “driven materials”.

Тема:

"3D кросс-корреляторы сигналов электро- и магнитоэнцефалограмм в диагностике и терапии эпилепсии"

Исследование частично выполнено

при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований

(№ 12-02-31044)

Частотно-фазовая синхронизация как проявление определенных соотношений между характерными частотами и фазами возбуждений различных участков коры головного мозга, а также синхронизация амплитуд таких возбуждений, является необходимым условием функционирования мозга как целостной системы. Наличие эффектов асинхронности или аномально высокой степени синхронизации, то есть отклонений от допустимого уровня обнаруженных взаимосвязей, часто выступает показателем патологической мозговой деятельности.