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S-Wolke - Simulation oder Realität?

xirrus simulation matters

Materialeigenschaft simulieren lassen »!

«Oft ist die Kenntnis einer "Hausnummer" der totalen Unkenntnis vorzuziehen.»
Nino Zehnder, Even AG, Zürich

Eigenschaften von Materialien – Lassen Sie jetzt die physikalischen Eigenschaften von organischen Stoffen, Polymere, Kompositen und Gemischen berechnen statt messen! – auch bei ungewöhnlichen Umgebungsbedingungen leicht und gefahrlos! Oder wenn das gesuchte Material gar noch nicht vorliegt, lassen Sie hier die erwarteten Eigenschaften feststellen!

Komplettes Factsheet und Anleitung als PDF herunterladen statt online Hilfe lesen... ↓ download

Ihre Voraussetzungen

  • Die beteiligten Stoffe sind praktisch oder theoretisch bekannt » ?

    Art der Stoffe
    • Organische Verbindungen und Polymere (auch biokompatible und biologische), auch Silikone und oft verwendete Lösungsmittel.
    • Reine Stoffe, Gemische und Additive und Funktionalisierungen
    • Nur geläufige chemische Elemente (im Zweifelsfall nachfragen)
    • Die Mischung enthält wenig oder keine Salze (Ionen).
    • Der pH Wert ist nicht extrem (in wässriger Lösung zwischen 5-9) oder irrelevant.
    • Keine metallischen oder keramischen Materialien
    Chemische Struktur
    • Die chemische Struktur (die Konnektivität) der beteiligten Komponenten ist bekannt, bei Polymeren der ungefähre Polymerisationsgrad (unter 1500 kDa Molekulargewicht).
    • Die Konformation darf unbekannt sein, diese entsteht automatisch in der Simulation.
    Phase, Aggregatszustand
    • Egal ob bekannt oder unbekannt.
    • Die Phase entsteht in der Simulation (Lösung, Schmelze durch Umgebungsbedingungen).
    • Fest, flüssig oder gasförmig, auch gemischte Phasen sind möglich (Ansätze zu complex fluids).
    • Wir starten mit einer homogenen zufallsverteilten Struktur.
  • Die gesuchte Materialeigenschaft ist unbekannt oder unbestätigt » ?

    Hypothethisches Material, neues Material oder neue Situation Das Material wurde noch gar nicht hergestellt, das Material ist neu oder liegt in einem neuen Gemisch vor, die Charakterisierung steht noch aus.
    Messung fehlt Experimente zur Ermittlung der fehlenden Grösse sind zu kostspielig oder zu zeitaufwändig im Vergleich zur Simulation.
    keine Literatur Es liegen keine Literaturwerte vor, oder nicht für die erwünschten Umgebungsbedingungen.
    Wert angezweifelt Es wurden zwar Daten ermittelt oder gemessen, die Ergebnisse werden allerdings in Frage gestellt und die Simulation soll als unabhängige Methode einen Hinweis auf die Korrektheit liefern.
    Aus all diesen Gründen lohnt sich diese Simulation, aber sie kann eine ausgezeichete Messung nicht ersetzen!

Vorgehen und Resultate

1. Bestellen
Starten Online starten: www.xirrus.ch/matters
Bestellung Sie übermitteln uns Ihre Materialdaten (Molekülstrukturen der Komponenten) und die Umgebungsbedingungen (Druck und Temperatur).
Eigenschaft Sie bestellen gleichzeitig die gewünschten Materialeigenschaften aus folgender Liste. Weitere Eigenschaften werden nur auf separate Anfrage programmiert und ausgewertet.
  • Dichte in [kg/m3]
  • Viskosität (Scherviskosität) in [N·s/m2]
  • Wärmekapazität in [kJ/mol/K]
  • Wärmeleitfähigkeit (Annahme: isotrop) in [kJ/m/K/s]
  • Diffusionskoeffizient in [cm2/s]
  • Kompressibilität (isotherm) in [kJ/mol/l]
    Elastizitätsmodul in [kN/mm2]
Spezialfälle Für Spezialfälle nehmen Sie direkt mit uns Kontakt auf.

2. Bestätigen
Bestätigung
Kontrolle
Wir bestätigen Ihre Molekülstrukturen, sobald wir diese interpretiert haben, damit evtl. eingeschlichene Fehler noch beseitigt werden können.
Verbindlicher Betrag Wir bestätigen Ihre Bestellung durch eine verbindliche Rechnung.

3. Bezahlen
Vorauszahlung Sie überweisen den erforderlichen Betrag auf unser Konto oder Ihre Bestellung wird annulliert.
Literaturwert dennoch vorhanden Ist für uns in der einschlägigen Literatur der gesuchte Wert innert kürzester Zeit zu finden, werden wir Sie darauf hinweisen und die Simulation gegebenenfalls nicht ausführen. Wir behalten dann das Geld für die Übernahme der Literaturrecherche.

4. Simulieren lassen
Simulation xirrus simulation matters simuliert Ihr Material bei durch Sie definierten Umgebungsbedingungen (Druck, Temperatur) in mikroskopisch ausreichender Grösse und Zeit.
Lieferzeit Statistische Mechanik, bzw. thermodynamische Simulation auf molekularer Tiefe verlangen nach viel Rechenleistung. Es kann mitunter Tage oder Wochen dauern, bis das Resultat generiert ist. Im besten Fall erhalten Sie eine verlässliche Aussage bereits am darauf folgenden Tag nach Zahlungseingang und Kontrolle der Strukturen.

5. Resultat(e) erhalten
Resultat xirrus simulation matters analysiert, d.h. errechnet die gewünschte Materialeigenschaft unter thermodynamischen Gleichgewichtsbedingungen. Die Ausgabe erfolgt, wo nicht anders angegeben, in Einheiten des SI-Systems. Inbegriffen ist eine Angabe der Standardabweichung der berechneten Werte.
Genauigkeit Die erzielbare Genauigkeit solcher Simulationen ist methodisch bedingt begrenzt (bei Energien z.B. nie besser als +/- 0.5 kJ/mol, Abweichungen der Dichte bis 5% sind zu tolerieren, u.a.m.). Wunder dürfen Sie keine erwarten.
Garantiefall Bei nachweislich grosser Abweichung* von mindestens drei unabhängig publizierten, aber übereinstimmenden Literaturwerten [überprüfbare Quellen] und Reklamation innerhalb von zwei Monaten nach Zahlungseingang, erhalten Sie nach Bekanntgabe und unserer Bestätigung dieses Sachverhalts Ihr Geld zurück. Ein solcher Fall hilft uns nämlich, allfällige Modellgrenzen festzustellen und die Modelle bei Bedarf zu verbessern.
*als Fehler taxiert wird, was um mehr als eine Grössenordnung vom in vergleichbaren Berechnungen üblichen Fehler abweicht.

Warum Materialeigenschaften simulieren?

erhellend Viele Materialeigenschaften verhalten sich nicht linear zu den Umgebungsbedingungen, das macht eine Extrapolation eher schwierig, vor allem wenn dazu nicht genügend Anhaltspunkte vorhanden sind.
kostengünstig
  • Hohe Temperatur- oder Druckunterschiede stellen hohe Anforderungen an Experimente und Messtechnik. Nicht jede Situation erlaubt diese Ausrüstung oder einen Messauftrag.
  • Eine Literatur- und Patentrecherche führt zu keinem Resultat aber viel Zeitaufwand.
→ Die Simulation ist zu einem grossen Teil automatisiert, daher kostengünstiger.
prospektiv Gerade in der Planungs- und Entwicklungsphase können neue Materialien virtuell analysiert werden.
einfach Online starten: www.xirrus.ch/matters

Wissenschaftlich fundierte Grundlage

Molekulare Dynamik Simulation xirrus simulation matters basiert auf klassischer Molekularer Dynamik Simulation. Berechnet werden alle Moleküle mit ihren Atomen und Bindungen als einfache physikalische Modelle mit der Beweglichkeit der Strukturen und der Impulserhaltung bei Stössen. Salopp könnte man sagen, die 3D-Strukturen spielen räumliches Billard aufgrund der thermischen Bewegung. Als produktive Software verwenden wir GROMOS und Gromacs.
Kraftfeld (Modell) Die Modelle sind abhängig von der chemischen Umgebung der einzelnen Bestandteile und wurden über Jahrzehnte entwickelt. Wir verwenden GROMOS-Kraftfelder und eigene Erweiterungen davon.
Know-how Viel Know-how von xirrus fliesst in die Bereitstellung neuer Modelle und Parameter und in den Service drumherum.



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