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 Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
Кофеин известен прежде всего как стимулятор, повышающий бодрость и физическую работоспособность, однако его влияние на глубинные процессы восстановления мозга во время сна остается предметом дискуссий. Систематический обзор 32 исследований показал, что кофеин не столько сокращает продолжительность сна, сколько меняет его нейрофизиологическое качество, подавляя медленноволновую активность мозга, и сдвигает спящий мозг в более поверхностное, возбужденное состояние.
Физики и математики МФТИ совместно с коллегами из Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис провели трехмерное численное моделирование защитных сейсмических барьеров — специальных сооружений, призванных обеспечить безопасность наземных строений.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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