Obliczenia kwantowe dla małych i dużych układów i badania nad lepszymi materiałami.

Od jednego elektronu po układy wieloelektronowe. Od orbitali atomu wodoru po orbitale układów cząsteczek i nanostruktur. Od atomów po materiały. Zaczynając od budowy geometrii molekuły i kończąc na tuningu materiałów. Możemy naprawdę wiele: znaleźć optymalne geometrie małych i dużych układów, szczegółowo prześledzić przebieg dowolnych reakcji, znaleźć spiny układów małych i dużych i zobaczyć czy ten zmienia się czy też nie w trakcie reakcji, odnaleźć czynniki, które bezpośrednio wpływają na procesy syntezy materiałów i pokazać co i w jaki sposób zmieniać aby te materiały były lepsze. To jest potęga metod kwantowych. Ale oprócz tych danych namacalnych czyli mierzalnych mamy też coś dodatkowego. Mianowicie mamy pełny opis struktury elektronowej, bo tam wszędzie są elektrony, które z ogromną prędkością poruszają się po orbitach i bezpośrednio wpływają na wszystkie najważniejsze właściwości. Ten ruch nie jest jednak dowolny i jak to wynika bezpośrednio z obliczeń – elektrony obsadzają tylko konkretne orbitale, inne pozostają zaś puste. Na wykładzie zobaczymy jak ,,w locie’’ zacząć od pomysłu, zbudować modelowe układy i zrobić skomplikowane obliczenia kwantowe aby w końcu dostać wprost najważniejsze odpowiedzi na temat budowy i właściwościach układów atomów. Zobaczymy pełne ścieżki reakcji układów i zmianę struktury elektronowej od sytuacji przed reakcją po sytuację po reakcji. Wszystko na żywo przy pomocy silnych komputerów obliczeniowych z wykorzystaniem złożonych algorytmów metod matematycznych oraz programów graficznych. Na wykładzie zostaną przedstawione również przykładowe zastosowania dla nowatorskich ferrofluidów opartych o ciecze jonowe i zawieszone w nich nanocząstki ferromagnetyczne. Materiały te zostały niedawno odkryte i zastosowane nawet do zamiany ciepła w energię elektryczną, przy czym badania nad tymi materiałami były prowadzone w ramach europejskiego projektu o akronimie MAGENTA z udziałem 10 partnerów z 6 krajów Europy.