В НИЯУ МИФИ придумали новые материалы на основе графена и борофена
Ученые НИЯУ МИФИ придумали, как стабилизировать пористые материалы на основе гетероструктур из графена и борофена. По их мнению, новые материалы смогут найти применение в качестве анодов и катодов в батареях, а изготовленные из них мембраны станут основой высокопроизводительных эффективных фильтров.
Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом журнале Materials Today Nano. Графен — это двумерный материал, кристалл которого образован монослоем из атомов углерода. Аналог графена борофен — это также двумерный материал, построенный исключительно из атомов бора. Срастаясь друг с другом посредством прочного ковалентного взаимодействия, два листа этих материалов, каждый толщиной в один атом, образуют композит или бислой, сообщил молодой ученый, доктор физико-математических наук, профессор Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ Михаил Маслов.
«Если в таком бислое создать отверстия-поры, то получившийся материал будет обладать колоссальными перспективами для приложений, связанных с энергетикой или осмосом. Он сможет найти применение в качестве анодов и катодов в батареях, а изготовленные из него мембраны с высокой селективностью и проницаемостью в отношении определенных частиц станут основой высокопроизводительных эффективных фильтров», — рассказал он.
Однако, по мнению ученых НИЯУ МИФИ, технологические процессы изготовления пор в бислое могут привести к разрушению или существенной перестройке атомной конфигурации материала, что отрицательно скажется на его характеристиках. Чтобы решить эту проблему, исследователи придумали, как стабилизировать подобные пористые двухслойные структуры без существенного изменения морфологии при помощи пассивации атомарным водородом.
«С помощью компьютерного моделирования, без привлечения дорогостоящих экспериментов мы продемонстрировали, что в отсутствие водорода наблюдается структурный фазовый переход от пористого графена к графенилену — двумерной сетке атомов углерода, построенной из четырех-, шести- и двенадцатичленных углеродных колец. В то же время пассивация сохраняет структуру и желаемые свойства изначального бислоя», — сообщил Михаил Маслов.
Кроме этого, ученые провели дополнительный анализ равновесных электронных, упругих, пьезоэлектрических и оптических свойств бислоя графен-борофен и оценили его динамическую и энергетическую устойчивость для понимания поведения этого материала в реальных устройствах.
«Выяснилось, что он обладает полупроводниковой щелью в электронной зонной структуре, а также проявляет одновременный пьезоэлектрический отклик в и вне плоскости», — отметил Маслов. В ближайшее время ученые планируют провести более детальное исследование свойств пористого бислоя графен-борофен, в частности, их интересуют вопросы дефектообразования. Также, по их словам, с технологической точки зрения важно знать форму и оптимальные размеры энергетически выгодных вакансий в борофен-графене, их зарядовые и механические характеристики.
Авторы рассчитывают на практическое внедрение этого пористого материала уже в течение ближайших 5-6 лет, так как композит борофен-графен уже синтезирован, а создать в нем поры можно с применением современных нанотехнологий.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые сравнили посмертные трехмерные компьютерные томограммы черепов японцев, умерших несколько лет назад, с черепами тех, кто жил в этой стране в начале XX века, и выявили, что те слегка изменились по форме. Кроме того, разница между черепами женщин и мужчин возросла, хотя какой в этом эволюционный смысл в нашу эпоху — неясно.
Темная материя может «светиться» по-разному в зависимости от того, где именно во Вселенной находится галактика. Ученые показали, что космическая среда способна менять ожидаемые сигналы ее аннигиляции на десятки процентов. Это важно, поскольку такие сигналы — один из немногих способов поиска этой загадочной субстанции.
Европейские исследователи создали систему, которая определяет виды летящих насекомых-опылителей с помощью радиоволн миллиметрового диапазона и машинного обучения. Анализ взмахов крыльев позволяет с точностью до 85 процентов отличать пчел, ос и шмелей друг от друга. Технология позволит следить за биоразнообразием непрерывно, в перспективе используя для этого обычные вышки сотовой связи.
Поставщик элементов окололунной станции попытался сдать клиентам изделия, подвергшиеся коррозии еще до начала его монтажа. Об этом заявил новый глава NASA Джаред Айзекман. Защищая свою позицию, поставщик сообщил, что ранее он поставлял модули с коррозией для МКС, но они все равно до сих пор работают. NASA использует скандал для отказа от алогичного проекта Lunar Gateway, обитаемой космической станции на окололунной орбите.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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