После открытия графена обнаружены более десяти веществ со схожей структурой

НаукаНаука

Экономика в двух измерениях

После открытия графена (двухмерной формы углерода) обнаружены более десяти веществ со схожей структурой. Их физико-химические свойства имеют огромный практический потенциал и частично уже используются в композиционных материалах, защитных покрытиях, биомедицинских датчиках, фармацевтике и еще примерно в сорока отраслях.

Владимир Тесленко, кандидат химических наук

Графен — двумерная аллотропная модификация углерода, первый среди все шире применяемых 2D-веществ. Фото: Stefano Guidi / Getty Images

Изучение двумерных (2D) веществ позволило открыть много важных и неожиданных явлений, а всеобщий интерес к таким системам подтверждается присуждением двух Нобелевских премий за последнее десятилетие: в 2010 году Гейму и Новоселову за открытие графена и в 2016 году Костерлицу и Таулесу за теорию топологических фазовых переходов в двумерных веществах (теория Березинского-Костерлица-Таулеса).

Кто пришел за графеном

Среди 2D-веществ вторым по популярности после графена является борофен — двумерный кристалл, состоящий только из атомов бора. Атомная структура борофенов состоит из треугольных и шестиугольных ячеек. В некоторых конфигурациях борофен прочнее графена.

Третья группа двухмерных веществ — дихалькогениды переходных металлов, например MoS2 и WS2.

Кроме того, монохалькогениды металлов группы IIIА (группы 13 по современной классификации), такие как GaSe, GaTe и InSe, привлекают внимание в качестве исходных материалов для двумерных структур, которые демонстрируют уникальные оптические и  электронные свойства, перспективные для применений в наноэлектронике (полевые транзисторы), фотовольтаике, сенсорике и нелинейной оптике.

В-пятых, слоистые полупроводники II–VI групп (например Ga2O3) исследуются из-за возможности их получения в виде 2D-структур, обладающих высокой анизотропией в сочетании с превосходными электрическими, оптическими и механическими свойствами.

Известно также семейство двумерных материалов, состоящих из чередующихся квазиатомных слоев сульфидов переходных металлов (железа-меди, железа и других), и гидроксидов на основе гидроксида магния, связанных за счет электрических зарядов разных знаков, а  не ван-дер-ваальсовых сил. Природным аналогом являются минералы группы валлериита (Cu,Fe)S2 n(Mg,Fe)(OH)2 и точилинита FeS n(Mg,Fe)(OH)2.

Наконец, появились, помимо неорганических, еще и органические двумерные кристаллические материалы, двумерные металлорганические структуры, двумерные полимеры/супрамолекулярные вещества.

Двумерные гранты

Портал https://zakupki.gov.ru даёт возможность оценить стоимость НИОКР в области графена и подобных материалов. За пять лет было проведено около 100 открытых торгов. Характерные случаи представлены в таблице 1.

Видно, что стоимость НИОКР варьировалась от 0,1 млн до 10 млн руб. Заказчиками часто были физические институты РАН и вузы. Отдельные работы закупали Минпромторг РФ, компании с госучастием и федеральное агентство. Исполнителями выступали вузы и физические институты, а в трети случаев частные лица — специалисты в узких областях, например, Рябчинский Максим Константинович (Москва), гендиректор ООО «Графсенсорс», Терещенко Олег Евгеньевич, доктор физико-математических наук ИФП СО РАН (Новосибирск).

За последнюю пятилетку порядка ста НИОКР выполнено по грантам от Минобрнауки РФ, Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований, Фонда перспективных исследований, Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере и др. Характерные случаи представлены в таблице 2.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Российское небо в 2024-м Российское небо в 2024-м

Ушедший год запомнился не самым большим количеством авиационных новостей

Наука и техника
Все оттенки красного Все оттенки красного

На экраны врывается «Феррари»

Автопилот
Микробы, боги, первопредки Микробы, боги, первопредки

Наше прошлое действительно может быть связано с суровыми северными богами

ТехИнсайдер
Книги для тех, кто устал от реальности: 5 художественных романов, которые перенесут вас в другие страны Книги для тех, кто устал от реальности: 5 художественных романов, которые перенесут вас в другие страны

Захватывающие романы, в которых точно передается атмосфера разных стран

ТехИнсайдер
Корица Корица

Почему вам стоит добавить корицу в свой рацион?

Здоровье
Дочь Ра Дочь Ра

Клеопатре суждено было стать последней царицей относительно независимого Египта

Дилетант
Насколько безопасны облачные хранилища: обсуждаем с экспертом Насколько безопасны облачные хранилища: обсуждаем с экспертом

Насколько защищена информация в облачных хранилищах?

CHIP
Прикус как фактор здоровья и счастья Прикус как фактор здоровья и счастья

Неправильный прикус — серьезная проблема, пагубно влияющая на здоровье

Здоровье
Кокошник дамы червей Кокошник дамы червей

Как образ Великой княгини Ксении Александровны стал прототипом игральной карты

Seasons of life
Дом, который построил страх Дом, который построил страх

Как устроен хоррор от крыши до фундамента

Weekend
Защита и опора Защита и опора

Инженерный гений природы развернулся во всю свою мощь

Наука и жизнь
Дом Cердца Дом Cердца

Как старое здание в колониальном стиле превратить в пространство для творчества

Seasons of life
Слишком дорого и неоднозначно. Тест-драйв Volkswagen Taos 4 Motion Слишком дорого и неоднозначно. Тест-драйв Volkswagen Taos 4 Motion

Почему маленький кроссовер Volkswagen не может привлечь покупателей

4x4 Club
Мы из будущего Мы из будущего

Кто же такие эти промт-дизайнеры или AI-тренеры?

ТехИнсайдер
Передел Европы. Часть II. Хирургия без наркоза Передел Европы. Часть II. Хирургия без наркоза

Тирольская трагедия и ошибка Вудро Вильсона

Знание – сила
Краснодар: станица-мегаполис Краснодар: станица-мегаполис

Население Краснодара растет, и это резко усиливает дефицит инфраструктуры

Монокль
От древности до петровских времен От древности до петровских времен

История Вологодской области: от войн княжеств до петровских реформ

ФедералПресс
Заморозить развитие: почему криобанки — это технологии будущего Заморозить развитие: почему криобанки — это технологии будущего

На самом деле уже очевидно, что не за горами новый король — биотех

Forbes
Зачем нужен дворник-беспилотник Зачем нужен дворник-беспилотник

Алексей Сивидов — о роботах, призванных победить дефицит рабочих рук в сфере ЖКХ

РБК
Цена личного выбора: фрагмент из книги «Толпа» Эмили Эдвардс Цена личного выбора: фрагмент из книги «Толпа» Эмили Эдвардс

Отрывок из романа о цене личного выбора «Толпа»

СНОБ
Россияне пока не догоняют Россияне пока не догоняют

Как сравнить уровень жизни в разных странах?

Монокль
Самцы древнейших комаров оказались кровососами Самцы древнейших комаров оказались кровососами

Самцы древнейших комаров питались кровью, как и самки

N+1
В языке кашалотов нашли аналогии гласным и дифтонгам языков людей В языке кашалотов нашли аналогии гласным и дифтонгам языков людей

Носовой комплекс кашалота работает как речевой аппарат у человека

ТехИнсайдер
На всю голову На всю голову

5 опасных манипуляций с волосами, о которых лучше забыть

Лиза
10 фактов о сериале «Слово пацана. Кровь на асфальте», которые надо знать, прежде чем начать его смотреть 10 фактов о сериале «Слово пацана. Кровь на асфальте», которые надо знать, прежде чем начать его смотреть

Самые интересные факты о нашумевшем сериале «Слово пацана. Кровь на асфальте»

Maxim
Даешь витамины! Даешь витамины!

Какие витамины принимать зимой и как их правильно сочетать

Лиза
Плоды ошибок трудных Плоды ошибок трудных

Государство усиливает регулирование в сфере абортов

Монокль
Владимир Васильев: «Гонка технологических «вооружений» уже началась» Владимир Васильев: «Гонка технологических «вооружений» уже началась»

Владимир Васильев – о влиянии больших языковых моделей на будущее человека

РБК
«Джеймс Уэбб» получил изображение сверхновой: она похожа на новогодний шар «Джеймс Уэбб» получил изображение сверхновой: она похожа на новогодний шар

Звезда Cas A взорвалась на расстоянии 11 000 световых лет от Земли

ТехИнсайдер
Накопленный провал Накопленный провал

Накопительная пенсионная система провалилась как инструмент сбережений

Монокль
Открыть в приложении