В Сколтехе рассказали о способах настройки свойств наночастиц
Спрос на возобновляемые источники энергии непрерывно растет, стимулируя развитие технологий, основанных на каталитических процессах. С их помощью можно производить так называемую экологически чистую энергию путем разделения и образования химических связей. В последние десятилетия ученые активно изучают, как core-shell частицы (от английского core — ядро и shell — оболочка) могут улучшить работу каталитических систем, где в основном используются металлические катализаторы, ускоряющие химические реакции. Исследователи из Сколтеха проанализировали последние научные достижения в области синтеза core-shell частиц, способов исследования и «настройки» их свойств, а также определили наиболее перспективные направления для будущих исследований.
Большая обзорная работа опубликована в журнале Nanoscale. Биметаллические core-shell частицы — это наночастицы размером от 1 до 100 нанометров, ядро и оболочка которых состоят из разных металлов. В отличие от обычных частиц, наночастицы обладают уникальными свойствами, благодаря которым их активно используют, например, при диагностике рака, создании компактных электронных устройств, проектировании солнечных батарей и во многих других сферах.
«Мы написали большой обзор, где показали, как экспериментально могут настраиваться свойства наночастиц. Обзор статей представлен за последние 3-4 года. Методы синтеза и исследования наноматериалов постоянно развиваются, поэтому теперь можно под микроскопом посмотреть почти каждый атом и увидеть, сколько в таких частицах слоев разных металлов. В исследованиях доказано, что с изменением количества слоев металлов изменяется и каталитическая активность частиц», — рассказал первый автор работы Илья Чепкасов, старший научный сотрудник Центра по энергопереходу в Сколтехе.
Авторы выделили несколько проблем, на которые призывают обратить внимание в будущих исследованиях. Так, из-за проблемы определения состава поверхности core-shell частиц усложняется понимание взаимосвязи между их структурой и свойствами. Чтобы улучшить синтез биметаллических core-shell частиц, требуется выяснить состав их поверхности.
Исследователи также указали на то, что для изучения наноматериалов требуются новые теоретические методы для прогнозирования свойств соединений, которые еще не были изучены экспериментально и даже не были синтезированы. Одним из наиболее эффективных способов для этого является использование современных разработок в области искусственного интеллекта, а именно создание дексрипторных и бездескрипторных моделей для предсказания необходимых свойств. Например, графовые нейронные сети позволяют расшифровывать атомную структуру наночастицы для выявления взаимосвязей между ее структурой и свойствами.
«Наш обзор — это не просто систематическое описание проведенных ранее исследований, это анализ полученных ранее данных и подробное обсуждение перспективных направлений, которые мы выделили на основе этих данных. Таких важных направлений много. Одним из них является разработка новых предсказательных методов на основе ИИ. Они позволят быстро и точно определять нужные свойства новых наночастиц-кандидатов, которые могут быть использованы в качестве катализаторов для тех или иных химических процессов», — рассказал Александр Квашнин, соавтор работы и профессор Центра по энергопереходу в Сколтехе.
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.
В настоящее время для выращивания сельскохозяйственных культур используют минеральные и органические удобрения. Проблема в том, что неорганические соединения со временем закисляют почву и при длительном или избыточном внесении способствуют накоплению в ней тяжелых металлов. Органические удобрения могут содержать болезнетворные бактерии и антибиотики, которые вредят почвенной микрофлоре. Поэтому в качестве альтернативы ученые рассматривают возможность использования в качестве удобрения микроводорослей, обитающих в пресных и морских водах. Однако их массовому применению в сельском хозяйстве мешает высокая себестоимость производства. Ученые Пермского Политеха впервые нашли способ сделать такое удобрение более доступным. Они вырастили микроводоросли на дымовом газе, имитирующем газовые выбросы промышленных предприятий, который обычно выбрасывают в атмосферу. Испытания показали, что длина и масса проростков увеличились на 13 процентов, всхожесть выросла до 97 процентов, а скорость прорастания — на шесть процентов. При этом новое удобрение более безопасно: оно не накапливает токсины, полностью разлагается и не содержит патогенов и антибиотиков.
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Масштабный анализ ДНК показал, что леопарды в Капской области ЮАР измельчали не из-за случайных мутаций при вырождении популяции, а в результате целенаправленной эволюционной адаптации к местной среде обитания.
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.
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