Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Тюлевые занавески помогли ученым в создании новых материалов
Физики Южного федерального университета предложили оригинальный способ поиска органических молекул и полимеров, пригодных для сортировки однослойных углеродных нанотрубок.
Углеродные нанотрубки (УНТ) — это синтезированные материалы, которые обладают уникальными прочностными, электрическими и тепловыми свойствами и имеют широкую область применения. УНТ привлекали внимание ученых еще с момента выхода первых исследований в далеких 1950-х годах, но настоящий бум нанотрубок случился в 1991 году после работы Сумио Иидзимы, в которой он исследовал атомную структуру многостенных УНТ, доказав, что простейшая одностенная нанотрубка — это свернутая и соединенная без дефектов полоса из листа графена, состоящего из шестиугольных сот атомов углерода.
Однако подобных различных трубчатых структур, даже если их диаметр ограничен несколькими нанометрами, могут быть сотни. Такое разнообразие возникает потому, что смежные соты в нанотрубке образуют винтовые спирали, и как шаг этих спиралей относительно оси нанотрубки, так и диаметр нанотрубок могут сильно меняться.
Независимо от своей структуры УНТ — жесткие и прочные, их пучки обладают очень большой поверхностью на единицу объема. Поэтому такие углеродные наноматериалы используют как для упрочнения разнообразных объектов, так и в аккумуляторах и других устройствах, в которых важно иметь большую площадь внутренней поверхности для осаждения ионов металлов.
Но структура УНТ полностью определяет ее электронные, а также некоторые другие физико-химические свойства. Именно поэтому в таких областях, как микроэлектроника, солнечная энергетика и медицина требуются одностенные нанотрубки с определенной структурой. Например, металлические нанотрубки годятся как нанопроводники, а полупроводниковые — как нанотранзисторы и разнообразные нанодатчики.
При обычных способах синтеза одновременно образуется множество типов нанотрубок с разными диаметрами и структурой стенок. Синтезировать УНТ сразу с заданными свойствами сложно и трудоемко. В то же время смесь нанотрубок с разной структурой получить гораздо проще. Сейчас такие смеси можно купить у многих производителей. Поэтому ученые активно разрабатывают технологии сортировки нанотрубок, которые имеют желательную (для определенного применения) структуру и, соответственно, физические свойства.
Работая над научным проектом, поддержанным грантом РФФИ, сотрудники Физического факультета ЮФУ ассистент кафедры теоретической и вычислительной физики Дарья Рошаль и ведущий научный сотрудник Ольга Коневцова под руководством доктора физико-математических наук, профессора кафедры «Нанотехнология» Сергея Рошаля, предложили теорию, проясняющую физико-химические закономерности, возникающие при сортировке однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) теми органическими молекулами, которые самоорганизуются в регулярные покрытия как на нанотрубках, так и на графене.
Предложенная теория использует концепцию муаровых узоров, которые мы можем увидеть даже у нас дома, когда два слоя полупрозрачной оконной занавески накладываются друг на друга. В современной физике муаровые узоры используются для интерпретации физических свойств многослойных структур. Однако, как показали сотрудники ЮФУ, подобный подход полезен для поиска органических молекул, подходящих для сортировки углеродных нанотрубок.
«Используя тот экспериментальный факт, что некоторые органические молекулы могут образовывать покрытия как на плоском графене, так и на нанотрубках, мы впервые свели условия успешной сортировки к анализу муаровых узоров, возникающему между слоями двустенных нанотрубок. Внешний слой в предложенной теории виртуальный, и его структура определяется тем фактом, что рассматриваемые молекулы образовывают регулярное покрытие на плоском графене», — рассказал Сергей Рошаль.
По словам ученых, в этих трубках внутренний слой соответствует поверхности сортируемых ОУНТ. Внешний виртуальный слой представляет собой свернутую в трубку сотовую решетку, на поверхность которой можно спроецировать характерное для плоского случая расположение молекул.
«Мы также применили наш подход для объяснения результатов сортировки ОУНТ полимерами. Предположив, как остов полимера может располагаться на плоском графеновом слое, мы объяснили экспериментальные результаты сортировки ОУНТ цепочками полимерных молекул. Отметим, что наш подход может предсказать и другие органические молекулы, подходящие для эффективной сортировки УНТ», — отметила Ольга Коневцова, предложившая основную идею подхода. Статья опубликована в журнале Nano Futures.
Telegram 
Дзен 
VK В узле «космической паутины» MQN01, который астрономы видят таким, каким он был примерно 11 миллиардов лет назад, обнаружили массивную галактику, окруженную облаком холодного газа, но практически не формирующую звезды. Открытие ставит под вопрос устоявшиеся представления о формировании и эволюции галактик в ранней Вселенной.
Физики экспериментально доказали, что частицы вещества при рождении сохраняют квантовую запутанность виртуальных предшественников. Пары лямбда-гиперонов и антилямбд появлялись на свет с синхронизированными спинами, которые они унаследовали от энергетических флуктуаций пустоты. Закономерность объяснила, как материя переходит из скрытого квантового состояния в физический мир, раскрыв еще один ключ к природе возникновения массы.
Легенды об использовании слонов армией Ганнибала давно известны, но ранее не находили материальных подтверждений. Теперь на юге Испании археологи обнаружили первое прямое свидетельство участия этих животных во Второй Пунической войне.
В 1980-х годах большую популярность приобрела борьба с озоновыми дырами. Из-за нее хладагенты из хлорфторгулеродов заменили на аналоги из гидрофторуглеродов. Теперь ученые выяснили, что эта замена — как и следующие за ней, уже в рамках борьбы с глобальным потеплением — ведет к накоплению в атмосфере довольно опасных «вечных химикатов».
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина и Института проблем управления имени В.А. Трапезникова РАН (ИПУ РАН) создали технологию экспресс-анализа качества природного газа. Впервые для этих целей была разработана нейросеть, что позволило определить показатели качества пробы в режиме реального времени за несколько секунд вместо 20-40 минут традиционным способом — с помощью газовой хроматографии.
Группа ученых представила расчеты, по которым события в центре Млечного Пути можно объяснить без черной дыры. Правда, с физической точки зрения новое объяснение существенно более экзотично — настолько, что возникает вопрос о его соответствии бритве Оккама.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно