# Нанопористый углерод: модель с заданной сетью пор совпала с эталоном МД в пределах около 5 %

- Опубликовано: 2026-11-05 17:59 UTC
- Раздел: Машины и производство › Материаловедение
- Теги: аморфный нанопористый углерод, обратное проектирование, распределение пор по размерам, оптимизация роем частиц, закалочная молекулярная динамика, стохастическая постановка колец, электроды суперконденсаторов, модель сети пор углерода
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-9b1c565d82bfb135879f623c_nanoporistyy_uglerod_model/

**В расчётной работе сначала задают распределение пор по размерам, затем вокруг растят углерод; плотность, площадь поверхности и объём пор совпали с эталоном закалочной МД около 5 %.**

![Pore network set as input: inverse design of amorphous nanoporous carbon matches reference within 5 %](https://sgzwpqqelzmajkcubgkl.supabase.co/storage/v1/object/public/rt-media/2026/11/501dfa36bd7ae1a6.jpg)
*Alex P. Kok, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0*

Авторы препринта arXiv · препринт, ещё не прошедшего рецензирование, описали способ построения моделей неупорядоченного нанопористого углерода, в котором сеть пор задаётся заранее. Поры, выбранные из целевого распределения по размерам, занимают заданную долю объёма, вокруг них стохастической постановкой колец выращивается углерод, а роевой алгоритм (particle swarm) восстанавливает параметры построения по структурному «отпечатку». В сравнении с углеродом, полученным закалочной молекулярной динамикой (QMD), поиск воспроизводит плотность, площадь поверхности и объём пор в пределах около 5 % вместе с распределением пор по размерам [1].

## Почему важна геометрия пор

Пористые угли применяют в электродах суперконденсаторов, для хранения и разделения газов, для очистки воды; их свойства зависят от геометрии пор. Авторы ссылаются на работы, где ёмкость определяется распределением пор по размерам, а не одной площадью поверхности. В одном из упомянутых случаев два углерода с почти одинаковым распределением различались по ёмкости на 43 %, что авторы той работы связали с локальной структурой [1]. Поэтому модели нужны и заданная геометрия пустот, и локальная структура неупорядоченного углерода.

Существующие подходы закрывают лишь часть задачи. У щелевых моделей геометрия точная, но в их каркасе нет кривизны и нешестиугольных колец, характерных для неупорядоченного углерода. Методы реконструкции требуют измерений уже существующего образца, а их обращение неоднозначно. Миметическая молекулярная динамика даёт физически релаксированную структуру, но сеть пор в ней является результатом и зависит от плотности, температурного протокола и межатомного потенциала [1].

## Что делает поиск

В качестве стресс-теста метод восстанавливает и бимодальное распределение пор по размерам. По сообщению авторов, история поиска показывает, какие параметры ограничены целевыми величинами, и отмечает неудачный поиск [1].

Построенную сеть затем доводит короткий отжиг. Он восстанавливает координацию эталонного углерода, а распределение пор по размерам сохраняет форму [1].

Локальную химию в этой схеме по-прежнему задаёт молекулярная динамика. Отличие в том, что геометрия пор становится проектной переменной под конкретное применение, а не итогом моделирования синтеза [1]. Результаты получены в препринте и не прошли рецензирование.

## Источники

1. [arXiv · препринт](https://arxiv.org/abs/2611.06614v1)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-9b1c565d82bfb135879f623c_nanoporistyy_uglerod_model/