Что же такое двумерные кристаллы и причем тут анализ данных?

Популярная механикаНаука

Эра двумерных кристалов: что может графен

Материал подготовлен лабораторией LAMBDA ФКН НИУ ВШЭ

В феврале этого года начнется отборочный тур международной олимпиады по анализу данных IDAO. Задача первого тура будет посвящена предсказанию свойств двумерных кристаллов различных конфигураций. Чтобы разобраться, что же такое двумерные кристаллы и причем тут анализ данных, мы поговорили с Андреем Устюжаниным, председателем экспертной комиссии и заведующим лабораторией LAMBDA ФКН НИУ ВШЭ.

Развитие человечества непрерывно связано с поиском и разработкой новых материалов — недаром каждый новый век имеет свое название (каменный, железный и так далее). Сначала были обычные камни, которыми было удобнее отбиваться от хищников; потом произошло открытие огня — и люди начали учиться применять его к разным материалам. Так прошли тысячи лет, и сегодня, в XXI веке, уже сложно дать нашему времени какую-то однозначную характеристику (хотя некоторые, например, говорят, что сегодня век кремния). Пока неясно, какими материалами будет обозначено будущее — но есть мнение, что грядущий век станет веком двумерных материалов.

98a2b7ca5a720ad07398ce671d604a91.PNG

Двумерные кристаллы, или как они называются на английском, 2D materials — это плоские материалы, существующие в один слой. Еще со школы мы привыкли к формату объемных кристаллических решеток, но что, если от этой решётки оставить только одну плоскость? Тогда фактически кристалл превратится в пленку. Одним из самых известных материалов такого рода является графен, открытый Константином Новоселовым и Андреем Геймом в 2004 году.

1287a0592c617aa9ce314a757d2fd9b9.jpg
Двумерные материалы примечательны тем, что электроны в них не могут «перескакивать» на соседние слои, как это происходит в обычных трехмерных материалах. https://trends.rbc.ru/trends/industry/5edfa78d9a79473224e8cfed

Связи, по которым электроны могут переходить — это только их соседи, находящиеся по краям, на том же слое. Такое ограничение снижает подвижность электронов и, как следствие, существенно влияет на такие свойства кристаллов как электропроводность, оптические и каталитические свойства. Области применения двумерных кристаллов практически безграничны. Первыми на ум приходят электронные компоненты (внося небольшие изменения в структуру атомов таких материалов можно превращать диэлектрики в полупроводники), также двумерные материалы можно использовать в медицине, в построении фотооптических систем, в нефтегазовой промышленности.

Свойства

Наиболее всего двумерные кристаллы интересны своими необычными свойствами, определяющим практические характеристики вещества. Например, нам может быть важна скорость протекания определенной реакции и то, как двумерный материал будет на нее влиять: при очищении нефтепродуктов можно добавить в них определенные кристаллические пленки, и за счет большой площади они смогут серьезно повлиять на скорость реакций очистки.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

С днем рождения, English: забавные истории о том, как английский язык пришел в Россию С днем рождения, English: забавные истории о том, как английский язык пришел в Россию

Как в СССР учили будущих разведчиков и чем славится «метод Чуковского»

Популярная механика
Полетели Полетели

Инновационный центр «Бирюч» представил новый проект беспилотного аэротакси

Популярная механика
По расчетам астрономов, Вселенная погибнет через 20 миллиардов лет По расчетам астрономов, Вселенная погибнет через 20 миллиардов лет

Что предсказывает модель Вселенной, которая учитывает данные DES и DESI?

ТехИнсайдер
7 продуктов, которые усиливают чувство голода 7 продуктов, которые усиливают чувство голода

Какие продукты лучше избегать, чтобы не усилить чувство голода?

Cosmopolitan
Исцеляющая сила секса. Что можно вылечить оргазмом Исцеляющая сила секса. Что можно вылечить оргазмом

Какое отношение сексуальное удовлетворение может иметь к терапии души?

СНОБ
Мы ищем таланты Мы ищем таланты

8 основных типов дарований и способы раскрыть свой потенциал

Лиза
Свиристели прилетели! Свиристели прилетели!

В лютые морозы в наши города и сёла прилетают небольшие птахи с хохолками

Наука и жизнь
«На музыке: Наука о человеческой одержимости звуком» «На музыке: Наука о человеческой одержимости звуком»

Отрывок из книги Дэниела Левитина о том, как наш мозг воспринимает музыку

N+1
Бог русской кавалерии Бог русской кавалерии

Христиан Феликс Баур — настоящий полковник XVIII века

Дилетант
ЗОЖ вам! ЗОЖ вам!

То, что здоровая еда нужна и интересна только женщинам, – это стереотип

Домашний Очаг
5 горнолыжных курортов, где можно отлично покататься 5 горнолыжных курортов, где можно отлично покататься

Cнега хватит всем!

Лиза
Какими были легендарные кутежи студентов в Татьянин день до революции? Какими были легендарные кутежи студентов в Татьянин день до революции?

Почему 25 января считался самым пьяным и безумным днем в Москве

Maxim
История одного здания: «Бутылка» в Новой Голландии История одного здания: «Бутылка» в Новой Голландии

Знакомьтесь с историей необычного здания «Бутылка» в Новой Голландии

Культура.РФ
15 великих сцен из сериала «Клан Сопрано» 15 великих сцен из сериала «Клан Сопрано»

Культовому сериалу «Клан Сопрано» в 2022 году исполнилось 23 года

Правила жизни
О чем не стоит забывать? О чем не стоит забывать?

Одна маска хорошо, а две — теплее

GQ
Наночастицы золота помогли селективно окислить метан Наночастицы золота помогли селективно окислить метан

Химики научились селективно окислять метан

N+1
Северный минимализм Северный минимализм

Интерьер в скандинавском стиле

SALON-Interior
Девять значимых событий 2021 года в физике и астрономии Девять значимых событий 2021 года в физике и астрономии

Самые важные события прошедшего года в физических и астрономических областях

Наука и жизнь
Архитектурные излишества Архитектурные излишества

Лаконичный интерьер с классической архитектурой и винтажной мебелью

AD
История нержавеющей стали: кто и когда ее изобрел История нержавеющей стали: кто и когда ее изобрел

Сто лет назад мир услышал о замечательном материале – нержавеющей стали

Популярная механика
Сердцу не прикажешь: самые известные любовницы президентов Сердцу не прикажешь: самые известные любовницы президентов

И у президентов есть слабости, например красивые женщины

Cosmopolitan
Проверь себя (или того, кто рядом): 7 признаков настоящего психопата Проверь себя (или того, кто рядом): 7 признаков настоящего психопата

Как определить психопата или социопата?

Cosmopolitan
Биядерный лантанидный комплекс оказался сильнейшим молекулярным магнитом Биядерный лантанидный комплекс оказался сильнейшим молекулярным магнитом

В металлорганическом соединении обнаружили связь между атомами двух лантанидов

N+1
Физики уточнили частоту превращения странного B-мезона в античастицу Физики уточнили частоту превращения странного B-мезона в античастицу

Результаты по измерению нейтральных осцилляций странного B-мезона

N+1
Данил Стеклов: Данил Стеклов:

Интервью со звездой сериала «Седьмая симфония» Данилом Стекловым

Караван историй
«Быть обнаженной в 62 года сложно»: Эмма Томпсон смогла преодолеть стеснение «Быть обнаженной в 62 года сложно»: Эмма Томпсон смогла преодолеть стеснение

Эмма Томпсон поделилась наблюдениями о красоте женского тела

Cosmopolitan
Чужой среди своих: самый полный гид по аутоиммунным заболеваниям Чужой среди своих: самый полный гид по аутоиммунным заболеваниям

Что нужно знать об аутоиммунных заболеваниях и почему они возникают?

Cosmopolitan
Новогодние каникулы с пользой: 5 ресурсов, где можно найти себе новую профессию Новогодние каникулы с пользой: 5 ресурсов, где можно найти себе новую профессию

Несколько популярных ресурсов, на которых можно заняться своим образованием

CHIP
Кожные метки: почему на теле появляются папилломы и что с ними делать Кожные метки: почему на теле появляются папилломы и что с ними делать

Почему на коже появляются папилломы, несут ли они опасность?

Cosmopolitan
Что мы читали в 2021 году — издательский рейтинг Что мы читали в 2021 году — издательский рейтинг

Список бестселлеров 2021 года с художественной литературой и нон-фикшном

СНОБ
Открыть в приложении