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 Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
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.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
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