В НИЯУ МИФИ предсказали строение новых двумерных углеродных материалов
Исследователи НИЯУ МИФИ предсказали строение и свойства новых двумерных материалов — диаманов, построенных из аллотропных модификаций графена.
Статья опубликована в высокорейтинговом научном журнале FlatChem. В последние несколько лет в исследовании графена наметилось два новых направления, отметил руководитель работы, профессор НИЯУ МИФИ Константин Катин.
«Первое направление – это создание новых аллотропов графена. С одной стороны, они сохраняют главные преимущества графена, такие как высокую прочность и подвижность носителей. С другой стороны, часто они обладают дополнительными полезными свойствами – двойным конусом Дирака, управляемой запрещенной зоной, способностью формировать сверхрешетки из осажденных ионов, повышенной каталитической и адсорбционной активностью», — рассказал он.
Однако, по мнению ученого, получить эти аллотропы непросто. Все они менее энергетически выгодны, чем графен, поэтому долгое время синтезировать их не удавалось. Только в самые последние годы технология самосборки молекул на металлических подложках развилась настолько, что позволила относительно просто синтезировать графин, графенилен и другие подобные материалы.
Настоящий бум в этой области, сопровождающийся синтезом десятков аллотропов, может произойти через два-три года, добавил Константин Катин. «Второе новое направление – это производство диаманов, в которых параллельные графеновые слои соединяются ковалентными связями. Благодаря усилиям нескольких лабораторий, диаманы перестали быть редкими «курьезными» структурами – надежные химические методики позволяют получать их на большой площади и без высоких давлений», — рассказал ученый.
Он напомнил, что первые диаманы нанометрового размера получались лишь под иглой силового микроскопа, и отметил, что диаманы считаются самыми твердыми из известных 2D-материалов (хотя распространять понятие «твердость» на наноматериалы, по его мнению, нужно с большой осторожностью).
В своем исследовании ученые НИЯУ МИФИ совместили оба направления, поэтому их работа посвящена диаманам на основе аллотропов графена. Проведя компьютерное моделирование, они выяснили, что только два аллотропа графена подходят для создания диаманов. Новые диаманы оказались почти такими же прочными, как классический диаман.
«Новые диаманы являются полупроводниками. Особенно интересно, что они концентрируют электроны на уровне примерно на 3 эВ ниже энергии Ферми, что интересно с точки зрения оптоэлектроники», — объяснил Константин Катин. В будущем исследователи планируют спроектировать транзисторы и другие устройства на основе новых диаманов. Главное – показать преимущества новых аллотропов хотя бы на уровне компьютерного моделирования.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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