Интерактивная база Crystalium включает в себя информацию о значениях поверхностной энергии и равновесной формы более чем 100 полиморфных веществ из 72 элементов периодической таблицы. Подчеркивается, что в отличие от аналогов новая база также содержит сведения о поверхностной энергии металлов и неметаллов, об особенностях энергии на различных гранях кристаллов. Расчет показателей производился в на суперкомпьютерах в Сан-Диего и Беркли с помощью библиотеки Python Materials Genomics и системы FireWorks.

«Ученые смогут использовать базу для подбора элементов и материалов, наиболее подходящих в качестве катализаторов определенных процессов. Например, связанных с производством аммиака или получением газообразного водорода из воды», — сообщил соавтор работы Ричард Тран. Он добавил, что следующим шагом станет включение в базу многоэлементных соединений, в частности сплавов металлов и бинарных соединений. Кроме того, команда намерена прояснить роль абсорбентов в формировании поверхностной энергии.

Поверхностная энергия (этальпия) кристалла — свободная энергия, которую необходимо затратить для формирования его поверхности. Решетчатое строение кристаллов обеспечивает различия в атомарной структуре кристаллических граней, кроме того, значение поверхностной энергии варьируется в зависимости от ориентации вещества. Измерение показателя является трудоемким и требует, в частности, стерильной поверхности кристалла, которая легко абсорбирует посторонние атомы и молекулы.

В свою очередь под равновесной понимается форма кристалла с минимальной поверхностной энергией. Такие кристаллы отличаются относительно простой формой и могут сохранять ее, находясь в насыщенном растворе сколь угодно долго.