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 Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
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.
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.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
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