ВВЕДЕНИЕ ........................................................ 5

1    НАНОСТРУКТУРЫ И НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ............ 7
1.1  Отличительные особенности наноматериалов и перспективы
     их использования ........................................... 7
     1.1.1  Наноструктурированные материалы ..................... 7
     1.1.2  Основные направления применения наноматериалов
            в космической технике .............................. 13
1.2  Наноструктуры из углерода и нитрида бора .................. 17
     1.2.1  Углеродные нанотрубки .............................. 17
     1.2.2  Графен и графеновые наноленты ...................... 22
     1.2.3  Наноструктуры из нитрида бора ...................... 24
1.3  Структура и свойства нанокомпозитов ....................... 25
     1.3.1  Влияние размера частиц наполнителя на свойства
            нанокомпозитов ..................................... 25
     1.3.2  Роль процесса диспергирования наполнителя
            в полимерной матрице ............................... 27

2    ВОЗДЕЙСТВИЕ КОСМИЧЕСКОЙ СРЕДЫ НА МАТЕРИАЛЫ ................ 31
2.1  Космическая радиация ...................................... 32
     2.1.1  Радиационные условия ............................... 32
     2.1.2  Механизмы воздействия радиации на материалы ........ 34
     2.1.3  Особенности радиационных воздействий на
            наноструктурированные материалы .................... 42
2.2  Космическая плазма ........................................ 47
     2.2.1  Виды космической плазмы ............................ 47
     2.2.2  Воздействие космической плазмы на материалы ........ 49

3    ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ МНОГОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
     НАНОСТРУКТУР И НАНОМАТЕРИАЛОВ ............................. 55
3.1  Общие принципы многомасштабного моделирования ............. 55
3.2  Квантовомеханические методы ............................... 57
     3.2.1  Метод Хартри-Фока .................................. 60
     3.2.2  Учет электронной корреляции ........................ 70
     3.2.3  Метод теории функционала плотности ................. 83
3.3  Полуэмпирические методы .................................. 113
     3.3.1  Полуэмпирические методы на основе метода
            Хартри-Фока ....................................... 113
     3.3.2  Метод DFT в схеме сильной связи ................... 116
3.4  Методы молекулярной механики и молекулярной динамики ..... 121
     3.4.1  Эмпирические потенциалы ........................... 121
     3.4.2  Метод молекулярной механики ....................... 129
     3.4.3  Метод молекулярной динамики ....................... 135
     3.4.4  Гибридные методы QM/MM ............................ 144
     3.4.5  Ускоренная молекулярная динамика .................. 145
3.5  Мезомасштабные методы моделирования ...................... 148
     3.5.1  Процедура огрубления системы ...................... 149
     3.5.2  Динамическая теория функционала плотности ......... 151
     3.5.3  Метод диссипативной динамики частиц ............... 153
     3.5.4  Мезомасштабная молекулярная динамика .............. 154
     3.5.5  Мезомасштабные подходы в рамках метода Монте-
            Карло ............................................. 155
3.6  Методы механики сплошных сред ............................ 163

4    МОДЕЛИРОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ................... 168
4.1  Исследование дефектов в твердых телах и наноструктурах ... 169
4.2  Моделирование каскадных процессов ........................ 179
     4.2.1  Приближение независимых парных столкновений ....... 179
     4.2.2  Применение метода молекулярной динамики ........... 185
4.3  Изучение процессов накопления и миграции дефектов
     в наноструктурах ......................................... 191

5    МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ АТОМАРНОГО КИСЛОРОДА ........... 201
5.1  Изучение процессов адсорбции атомов кислорода
     на поверхности ........................................... 202
5.2  Исследование барьеров химических реакций ................. 213
5.3  Моделирование воздействия сверхтепловых атомов
     кислорода ................................................ 218
     5.3.1  Углеродные наноструктуры .......................... 218
     5.3.2  Полимеры .......................................... 225
5.4  Исследование структуры полимерных нанокомпозитов ......... 229
     5.4.1  Изучение области интерфейса ....................... 230
     5.4.2  Мезомасштабные модели нанокомпозитов .............. 234
5.5  Моделирование процессов эрозии полимерных композитов ..... 238

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ...................................... 243