В НИЯУ МИФИ изучили новый 2D-материал при помощи многомасштабного моделирования
Исследователи из НИЯУ МИФИ в составе международного научного коллектива охарактеризовали новый двумерный материал — хлорид никеля. Ранее существование никелевого 2D-материала считалось невозможным.
Работа опубликована в научном журнале Computational Materials Science. Никель часто используется как добавка к графену и другим 2D-материалам: он оседает на их поверхности и проявляет свои каталитические и адсорбционные свойства. Полученные таким способом композиты на основе никеля и других металлов используются, в частности, для получения и хранения водорода, поэтому они находятся в фокусе внимания многих исследователей, сообщил руководитель российской части научного коллектива, профессор кафедры физики конденсированных сред НИЯУ МИФИ Константин Катин.
«В отличие от этих композитов, постепенно уходящих с переднего края материаловедения в область технологий, NiCl2 содержит никель не в виде добавки, а в качестве основного элемента, поэтому содержание никеля в этом материале очень велико. Таким образом, NiCl2 интересен не только сам по себе, но и как пример никелевого 2D-материала, существование которого ранее казалось невозможным», — рассказал он.
По его словам, несложно сконструировать много подобных гипотетических материалов, и компьютерное моделирование – лучший помощник в таком конструировании. Оно помогает сразу отсечь невозможные или неинтересные варианты, чтобы сконцентрировать усилия на синтезе действительно выдающихся материалов.
«В нашей работе использовался многомасштабный подход. На первом этапе проводились точные квантово-механические расчеты, описывающие взаимодействие атомов в двумерном материале. Далее были найдены математические формулы, точно воспроизводящие межатомное взаимодействие, но не требующие трудоемких квантово-механических расчетов. Применяя их, мы смогли провести длительное молекулярно-динамическое моделирование материала, наблюдать его плавление и другие фазовые переходы», — сообщил Константин Катин.
Исследователи, в частности, обнаружили переходы из 2D в тубулярные (1D) и кластерные (0D) формы. Кроме того, они рассчитали кривую «напряжение-деформация» и исследовали прочность листа.
«NiCl2 не является сверхпрочным материалом, как графен и некоторые другие 2D листы. Его модуль Юнга оказался примерно втрое ниже, чем для известного материала MoS2. Однако катализаторы обычно не испытывают больших механических нагрузок, так что это не помешает его использованию. Температура плавления NiCl2 составляет около 700 К, что достаточно для подавляющего большинства технологических процессов, в которых участвуют 2D-материалы», — отметил ученый.
Материал уже получен учеными, но пока в небольшом количестве, невысоком качестве и в ограниченном числе лабораторий. Его свойства подтверждены экспериментально и продолжают активно исследоваться. По мнению исследователей, предложенный ими многомасштабный подход может служить образцом при исследовании других 2D-материалов. В ближайшее время они планируют найти с его помощью другие интересные 2D-материалы на основе никеля.
Telegram 
Дзен 
VK 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.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
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.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
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