Теоретично та методами багаторівневого (multiscale) моделювання досліджено процеси синтезу, структуру та термодинаміку графанів CH_θ (0 < θ ≤ 1) — різних за стехіометрією, енергетикою та симетрією дальнього порядку основного стану поліморфних модифікацій інноваційного функціонального матеріалу на основі графену, які отримують осадженням потоків атомів водню на графен в умовах конкуренції одношарової хемосорбції та десорбції.

  Введено систематику впорядкованих фаз графану за виражаються простими дробами ступенями покриття θ = 1/4, 1/3, 1/2, 2/3 та 3/4 графену воднем, Показано, що існування принаймні однієї з цих фаз (параграфан С₄Н, θ = 1/4) підтверджено експериментом.

  Вперше побудовано фазові діаграми графанів у змінних «температура – хім. потенціал» та «температура – ступінь покриття θ» (див. Рис. 1). На них виявлено фазовий перехід II роду типу «порядок–безлад» з критичною температурою T_c, що залежить від ступеня покриття θ та від симетрії впорядкованої низькотемпературної фази.

 Для термодинамічної інтерпретації фазових діаграм графану запропоновано ефективний феноменологічний гамільтоніан ґраткової моделі типу Ізінга та побудовано відповідну середньопольову теорію.

 Отримано кількісно описуючі дані моделювання методом кінетичного Монте-Карло аналітичні формули для критичної температури T_c фазового переходу, вираз для вільної енергії Гіббса та рівняння стану графанів. Це дозволяє чисельно та аналітично розраховувати їх сприйнятливості (теплоємність, стисливість тощо), важливі для прогнозування їх властивостей у застосуваннях як функціонального матеріалу сучасної наноелектроніки.