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

Угроза автомобилям и шуруповертам: сможет ли Россия справиться с дефицитом лития Угроза автомобилям и шуруповертам: сможет ли Россия справиться с дефицитом лития

Когда и в каком объеме Россия сможет производить литий и грозит ли нам дефицит?

Forbes
Блокчейн: прозрачное будущее человечества Блокчейн: прозрачное будущее человечества

Что принципиально нового принесет блокчейн в нашу жизнь?

Знание – сила
Первый Берлинский кризис Первый Берлинский кризис

Берлинский кризис стал первым крупным испытанием на прочность послевоенного мира

Дилетант
Здравствуй, дерево! Здравствуй, дерево!

6 удивительных фактов из истории елки и игрушек

Лиза
Как кибернетические протезы делают общество лучше и справедливее Как кибернетические протезы делают общество лучше и справедливее

Как технологии делают жизнь людей проще и комфортнее

ФедералПресс
Цирк со слонами и коммунистами Цирк со слонами и коммунистами

«Великая магия»: Нанни Моретти переписывает историю

Weekend
Вениамин Семёнов-Тян-Шанский и причуды топонимики Вениамин Семёнов-Тян-Шанский и причуды топонимики

О жизни и вкладе выдающегося географа В. П. Семенова-Тян-Шанского

Знание – сила
Замена в команде Замена в команде

Какую функцию выполняют бакучиол, NAD+, транексамовая и азелаиновая кислоты

Grazia
Как пить алкоголь на вечеринке, чтобы не напиться и избежать похмелья Как пить алкоголь на вечеринке, чтобы не напиться и избежать похмелья

Как надо пить, чтобы чувствовать себя хорошо на празднике

VOICE
«Оставь мир позади»: как фильмы про апокалипсис перешли от метеоритов к психологии «Оставь мир позади»: как фильмы про апокалипсис перешли от метеоритов к психологии

Как менялся жанр фильмов о конце света на примере лучших релизов последних лет

Forbes
10 цитат Петра Кащенко, которые уберегут вас от психиатрического диспансера 10 цитат Петра Кащенко, которые уберегут вас от психиатрического диспансера

Высказывания Петра Кащенко, которые помогут сохранить ментальное здоровье

Psychologies
Программа «Антистресс» Программа «Антистресс»

Доступные методики борьбы со стрессом

Добрые советы
Сила любви! Исследование показало, что у людей в браке совпадает кровяное давление! Сила любви! Исследование показало, что у людей в браке совпадает кровяное давление!

Супруги могут иметь "зеркальное" высокое кровяное давление

ТехИнсайдер
Жилое и мертвое Жилое и мертвое

Дом в русской литературе: между обыденным адом и потерянным раем

Weekend
Зарабатывала миллионы, но скрывала имя: как женщины создавали популярные комиксы Зарабатывала миллионы, но скрывала имя: как женщины создавали популярные комиксы

Их героини спасали мир и остроумно шутили

Forbes
На всю голову На всю голову

5 опасных манипуляций с волосами, о которых лучше забыть

Лиза
Ничего обнадеживающего: как народные сказки учат нас терпеть абьюз Ничего обнадеживающего: как народные сказки учат нас терпеть абьюз

Отрывок из книги «Архетипы в русских сказках»

Forbes
Итальяна Джонс Итальяна Джонс

«Химера»: старомодное кино о вечном самокопании и вечной Тоскане

Weekend
России нужны станки, дороги и умные люди России нужны станки, дороги и умные люди

Инвестиции в основной капитал сейчас на рекордно высоких уровнях

Монокль
Кредиты становятся роскошью Кредиты становятся роскошью

Где агросектору брать деньги на ведение и развитие бизнеса

Агроинвестор
Все хотят Настю Ивлееву — самую горячую девушку декабря Все хотят Настю Ивлееву — самую горячую девушку декабря

Настя Ивлеева всенародно и единогласно избрана верховной фэшн-дивой!

Собака.ru
Соль Лондона Соль Лондона

Несколько картинок из жизни безумной лондонской квартирки и ее хозяйки

Seasons of life
«Как понять, что я навязываюсь?»: чек-лист от психолога «Как понять, что я навязываюсь?»: чек-лист от психолога

Как перебороть чувство, что мы «навязываем» свое общение другому

Psychologies
Он у меня не подарок Он у меня не подарок

Если мужчина преподносит поющую корову, вместо того чтобы изучить твой вишлист

VOICE
Яркая история Яркая история

Интерьер с элементами ретро, который подарил предметам из 1960-х вторую жизнь

Идеи Вашего Дома
Дочь Ра Дочь Ра

Клеопатре суждено было стать последней царицей относительно независимого Египта

Дилетант
Слегка несдержанный Слегка несдержанный

Квартира со сдержанным, но при этом эмоциональным интерьером

Идеи Вашего Дома
«Большая дубинка» дяди Сэма «Большая дубинка» дяди Сэма

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

Наука и техника
У берегов Израиля нашли деревянные артефакты эпох неолита и халколита У берегов Израиля нашли деревянные артефакты эпох неолита и халколита

Израильские археологи исследовали 16 древних артефактов, изготовленных из дерева

N+1
Портрет со многими неизвестными Портрет со многими неизвестными

Как ученые исследовали тайны и парадоксы «Моны Лизы»

Weekend
Открыть в приложении