В ННГУ обнаружили уникальные магниевые структуры для наноматериалов
Ученые ННГУ имени Лобачевского с помощью суперкомпьютерных вычислений установили 543 устойчивых атомных кластера магния. Эти уникальные пространственные структуры могут стать основой новых наноматериалов для катализа, квантовых вычислений, микро- и наноэлектроники.
«Представьте, что у вас есть набор из нескольких десятков или сотен атомов металла, то есть кластер, и есть возможность формировать разные изомеры этих кластеров. Некоторые из них, возможно, будут обладать ценными свойствами – каталитической или оптической активностью, свойствами электронных или квантовых устройств, – рассказывает один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярного моделирования и хемоинформатики Станислав Игнатов.
– На практике подобные решения означают создание новых наноматериалов, например, с пористой структурой, более высокой способностью поглощать водород, ускорять реакции и так далее».
По словам ученых, из астрономического количества возможных изомеров – пространственных структур, – химия допускает существование только очень небольшого их числа. Просматривая полный набор всех возможных изомеров, можно искать структуры с полезными свойствами.
Несмотря на то, что простой математический расчет приводит к астрономическому числу в десятки квинтиллионов вариантов, смоделировать электронные структуры возможно с помощью квантово-механических методов. Ученые ННГУ произвели расчеты с помощью теории функционала плотности. Было обнаружено, что для кластеров числом от двух до 13 атомов существуют всего лишь 543 устойчивых уникальных структуры.
«Например, анализ найденного расширенного набора изомеров для кластеров Mg2-Mg35 позволил выявить структуры, которые особенно устойчивы, а также найти новые магниевые структуры, похожие на нанотрубки. В отличие от ранее проводимых исследований, анализ электронной плотности в полном наборе изомеров демонстрирует удивительные закономерности их поляризуемости, распределения зарядов и электронной плотности в них», — поясняет Станислав Игнатов.
Исследование состоялось при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Расчеты проводились на суперкомпьютере Stampede2 Техасского университета в Остине. Результаты представлены в американском журнале TheJournal of PhysicalChemistry.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
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