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 Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
По самой распространенной версии, в прошлом климат Венеры был похож на земной, а к нынешнему состоянию пришел из-за парникового эффекта. Недавно ученые попытались смоделировать этот процесс и обнаружили, что перегретая венерианская кора даже вместе с вулканами просто не могла испустить в атмосферу такое количество углекислого газа, какое мы наблюдаем в ней сейчас.
Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
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.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
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.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
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.
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