Predicción de la estabilidad de la forma de cristal en condiciones reales

Área de la Ciencia:

• La cristalografía
• Química computacional
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Las propiedades físico-químicas de los cristales moleculares son críticamente dependientes de su forma cristalina.
• En la forma de cristal de silicio, la selección está avanzando debido a los mejores métodos de cálculo de energía libre.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la precisión de los cálculos de energía libre in silico para la selección de la forma del cristal.
• Establecer un punto de referencia experimental fiable para las diferencias de energía libre entre sólidos sólidos.
• Integrar las estructuras cristalinas de hidrato y anhidrato en un paisaje energético unificado.

Principales métodos:

• Mejora de la precisión en los cálculos de energía libre.
• Desarrollo de un punto de referencia experimental para las diferencias de energía libre entre sólidos.
• Cuantificación de los errores estadísticos en las energías libres calculadas.
• Mapeo de las estructuras cristalinas de hidrato y anhidrato en un paisaje energético dependiente de la temperatura y la humedad relativa.

Principales resultados:

• Se obtienen errores estándar de 1-2 kJ/mol para las energías libres de los compuestos industriales relevantes.
• Desarrolló un método para colocar estructuras cristalinas con diferentes estequiometrías de hidrato en el mismo paisaje energético.
• Aplicabilidad demostrada a sistemas de múltiples componentes, incluidos los solvantes.

Conclusiones:

• El enfoque computacional mejorado reduce significativamente la brecha entre las necesidades experimentales y las capacidades computacionales.
• La predicción de la estructura cristalina se transforma en un procedimiento más confiable y procesable.
• Este método ayuda a dirigir la selección de la forma cristalina y a establecer el control en la ciencia de los materiales y el desarrollo de fármacos.