Modelling of Minerals and Silicated Materials

مدل‌سازی مواد معدنی و سیلیکات یک است. چالش دشواری که جوامع فیزیک حالت جامد، شیمی کوانتومی و دینامیک مولکولی با آن روبرو هستند. دشواری چنین مدل‌سازی به دلیل تنوع گسترده عناصر، از جمله اتم‌های سنگین، و انواع پیوندهای درگیر در چنین سیستم‌هایی است. علاوه بر این، باید سیستم های بی نهایت را در نظر گرفت: یا کرتال های کامل یا شیشه ها و ذوب ها. در حالت جامد، یک ترکیب شیمیایی معین باعث ایجاد چندشکل های متعددی می شود که از نظر هندسی نزدیک به هم هستند. این چند شکلی ها انرژی های بسیار مشابه و ویژگی های ترمودینامیکی مرتبطی دارند که پیچیدگی نمودارهای فاز آنها را توضیح می دهد. مدل‌سازی سیلیکات‌ها و کانی‌ها حوزه وسیعی از کاربردها از تحقیقات پایه تا فناوری، از فیزیک حالت جامد گرفته تا علوم زمین و سیاره‌ای را پوشش می‌دهد. استفاده از تکنیک های مدل سازی اطلاعاتی با ماهیت متفاوت به دست می دهد. در مورد مطالعات شیمیایی، می‌توان به بررسی فرآیندهای کاتالیزوری روی سطوح و در قفس‌های زئولیت اشاره کرد. این محاسبات کاربردهای احتمالی را در مهندسی شیمی، به ویژه در صنعت نفت پیدا می کند.

The modeling of minerals and silicated materials is a. difficult challenge faced by Solid StatePhysics, Quantum Chemistry and Molecular Dynamics communities. The difficulty of such a modeling is due to the wide diversity of elements, including heavy atoms,and types of bonding involved in such systems. Moreover, one has to consider infinite systems: either perfect cr- tals or glasses and melts. In the solid state a given chemical composition gives rise to numerous polymorphs, geometricallycloselyrelated. These polymorphs have very similar energies and related thermodynamical pr- erties which explain the complexity of their phase diagrams. The modeling of silicates and minerals covers a wide field of applications ranging from basic research to technology, from Solid State Physics to Earth and Planetary science. The use of modeling techniques yields information of different nature. In the case of chemical studies, we can mention inv- tigations on catalytic processes occurring on surfaces and in zeolite cages. These calculations find possible applications in chemical engineering, in particular in the oil industry.