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

Российские сериалы с самыми откровенными сценами Российские сериалы с самыми откровенными сценами

6 самых откровенных российских сериалов

Maxim
Человек, который по ночам сочиняет музыку Человек, который по ночам сочиняет музыку

Возможно ли больше 30 лет провести в шоу-бизнесе, не заигрывая с низким вкусом?

СНОБ
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Магия кино Магия кино

Актриса Юлия Снигирь — о мистике и булгаковщине, спорах в творческой семье

VOICE
«Большая дубинка» дяди Сэма «Большая дубинка» дяди Сэма

Современные авианосцы – это крупные корабли в составе военно-морского флота

Наука и техника
Не наркотик, или листья растения кока Не наркотик, или листья растения кока

Кока – страшный враг человека или друг и помощник?

Зеркало Мира
Счастливая история! Японец не разговаривал с женой 20 лет, но они продолжали жить вместе Счастливая история! Японец не разговаривал с женой 20 лет, но они продолжали жить вместе

Почему этот японец не разговаривал со своей женой два десятка лет?

ТехИнсайдер
Ревизия аптечки. 4 типа лекарств, которые плохо влияют на зубы Ревизия аптечки. 4 типа лекарств, которые плохо влияют на зубы

Насколько безобидны всем привычные препараты, которые мы часто используем?

Лиза
Ужасная красавица Ужасная красавица

Плотный облачный покров долго скрывал от людей настоящий характер этой планеты

ТехИнсайдер
Коврик не понадобится: 5 простых упражнений для пресса, которые можно делать стоя Коврик не понадобится: 5 простых упражнений для пресса, которые можно делать стоя

Не любишь скручиванию и планку? Есть другие варианты для прокачки пресса!

VOICE
От «золотой клетки» к art of living От «золотой клетки» к art of living

Как изменились ценности покупателя элитной недвижимости за 30 лет

РБК
Семейка снеговиков Семейка снеговиков

Делаем семейку снеговиков — любимых сказочных персонажей детей и взрослых

Наука и жизнь
Зачем нужен дворник-беспилотник Зачем нужен дворник-беспилотник

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

РБК
Русско-японская война и манипуляции памятью Русско-японская война и манипуляции памятью

Как война с Японией прочно вошла героический раздел русской истории

Знание – сила
Беспощадный космос Беспощадный космос

Какие смертельные опасности таит в себе космос?

Зеркало Мира
Еще раз о числе π и о неразрешимой проблеме «квадратуры круга» Еще раз о числе π и о неразрешимой проблеме «квадратуры круга»

Два феномена – число π и египетские пирамиды – связаны невидимыми нитями

Зеркало Мира
Ателье как хобби и не только Ателье как хобби и не только

К чему привел выход китайских фабрик в индустрию индивидуального пошива

Монокль
Миссис Харрис едет в Нью-Йорк Миссис Харрис едет в Нью-Йорк

«Миссис Харрис едет в Нью-Йорк»: винтажная комедия, греющая душу

Правила жизни
Блокчейн: прозрачное будущее человечества Блокчейн: прозрачное будущее человечества

Что принципиально нового принесет блокчейн в нашу жизнь?

Знание – сила
Информационная война Информационная война

В Древнем Риме борьба пропагандистов была не менее напряженной, чем сейчас

Дилетант
Физики обжали скирмионную струну хопфионным кольцом Физики обжали скирмионную струну хопфионным кольцом

Физики пронаблюдали образование хопфионных колец вокруг скирмионных струн

N+1
России нужны станки, дороги и умные люди России нужны станки, дороги и умные люди

Инвестиции в основной капитал сейчас на рекордно высоких уровнях

Монокль
«Сфера» развлечений «Сфера» развлечений

Летом 2023 года над Лас-Вегасом засветилась Луна и превратилась в огромный глаз

ТехИнсайдер
10 новогодних фильмов, которые должен посмотреть каждый 10 новогодних фильмов, которые должен посмотреть каждый

Фильмы, которые подарят вам новогоднее настроение

Maxim
Выбирайте свой путь: 4 шага, чтобы поменять работу и найти цель жизни Выбирайте свой путь: 4 шага, чтобы поменять работу и найти цель жизни

Хотите освоить новую специальность, но не знаете, как действовать?

Psychologies
Сколько секса нужно для счастья? Сколько секса нужно для счастья?

Сколько секса нам нужно?

Добрые советы
Ренат Давлетьяров: «В режиссуре главное — знать, когда остановиться» Ренат Давлетьяров: «В режиссуре главное — знать, когда остановиться»

Режиссер и продюсер «Человека ниоткуда» — о том, как шла работа над фильмом

Монокль
Александр Попов. Русский волшебник беспроводной связи Александр Попов. Русский волшебник беспроводной связи

Как русский ученый-физик Александр Степанович Попов изобрел радио

Зеркало Мира
«Работай сам, а тратить будем вместе»: что требует общество от современных мужчин «Работай сам, а тратить будем вместе»: что требует общество от современных мужчин

Почему современным мужчинам необходима семейная психотерапия

Psychologies
Человек в поисках дома Человек в поисках дома

Как бездомность стала главной характеристикой современного горожанина

Weekend
Открыть в приложении