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

Двигатель Renault К4М: описание и характеристики Двигатель Renault К4М: описание и характеристики

Все о двигателе K4M: надежность, особенности, характеристики

РБК
Фиби Уоллер-Бридж: Смех и слезы аристократки Фиби Уоллер-Бридж: Смех и слезы аристократки

Пока Фиби шла к успеху, слез было пролито немало…

Караван историй
Электрический сноуборд Электрический сноуборд

Настало время познакомиться с модным зеленым сноубордом ELIQ на электротяге

Популярная механика
Сергей Шумский: «У роботов не будет инстинкта власти, как у человека» Сергей Шумский: «У роботов не будет инстинкта власти, как у человека»

Минувший год имеет шансы войти в историю как время взрывного роста нейросетей

РБК
Прикус как фактор здоровья и счастья Прикус как фактор здоровья и счастья

Неправильный прикус — серьезная проблема, пагубно влияющая на здоровье

Здоровье
10 великих фильмов, которые освистали в Каннах 10 великих фильмов, которые освистали в Каннах

Критики холодно приняли работы Дэвида Линча, Квентина Тарантино, Софии Копполы

Правила жизни
Разум толпы Разум толпы

Усредненный прогноз группы может быть более точным, чем суждения специалистов

ТехИнсайдер
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
Зоологи впервые обнаружили беременную большеротую акулу Зоологи впервые обнаружили беременную большеротую акулу

В руки зоологов впервые попала беременная самка пелагической большеротой акулы

N+1
Верим в добрые приметы Верим в добрые приметы

В новогоднюю ночь мы, как дети, начинаем верить в чудеса и приметы

Лиза
У мышей может быть способность к самопознанию У мышей может быть способность к самопознанию

Мыши смогли пройти зеркальный тест

ТехИнсайдер
«Лучше пока погодить»: писатель Носов о том, нужно ли называть родителей предками «Лучше пока погодить»: писатель Носов о том, нужно ли называть родителей предками

Отрывок из книги Николая Носова «Иронические юморески. Кванты смеха»

Forbes
Коллекционер Михаил Царев: Мы сохранили целое поколение искусства Коллекционер Михаил Царев: Мы сохранили целое поколение искусства

Почему коллекционер Михаил Царев беспокоится за современную российскую арт-сцену

СНОБ
Что может Дед Мороз Что может Дед Мороз

Психолог Мария Зеленова о магическом мышлении и его роли в воспитании.

Новый очаг
Работа над отношениями Работа над отношениями

Как остановить офисные конфликты и сохранить свой степлер неприкосновенным

VOICE
Магия магния Магия магния

Орехи, шоколад и еще 8 продуктов, содержащих магний в большом количестве

Лиза
Невероятный подвиг 23-летней Матрены Вольской, которая, будучи беременной, спасла 3 225 детей от фашистов Невероятный подвиг 23-летней Матрены Вольской, которая, будучи беременной, спасла 3 225 детей от фашистов

Как простая учительница организовала партизанскую операцию по спасению детей

ТехИнсайдер
Елизавета Туктамышева: «С детства любила выигрывать и не показывала слез» Елизавета Туктамышева: «С детства любила выигрывать и не показывала слез»

Фигуристка Елизавета Туктамышева раскрывает секрет своей внутренней стойкости

VOICE
Бережный уход Бережный уход

Попробуем вместе построить маршрут к новому, идеальному месту работы

Лиза
Военторг Чарли Военторг Чарли

Как в перерывах между вечеринками американский конгрессмен развалил СССР

Дилетант
Простуда в условиях невесомости: может ли человек заболеть в космосе Простуда в условиях невесомости: может ли человек заболеть в космосе

Почему в условиях невесомости намного тяжелее переносить болезни

ТехИнсайдер
Двухэтажные автобусы, сауны и скалолазание: самые необычные коворкинги в мире Двухэтажные автобусы, сауны и скалолазание: самые необычные коворкинги в мире

Какие появляются пространства, когда коворкинги хотят удивить своих посетителей

Forbes
Почему компьютер постоянно перегревается? 7 способов охладить устройство Почему компьютер постоянно перегревается? 7 способов охладить устройство

Есть ли способы охладить лэптоп?

ТехИнсайдер
Российская память о Первой мировой войне: от раскола к консенсусу? Российская память о Первой мировой войне: от раскола к консенсусу?

Долгие десятилетия память о Первой мировой войне была на задворках истории

Знание – сила
От Первой Логистической войны до «цепочек» XXI века От Первой Логистической войны до «цепочек» XXI века

Роль путей сообщения в истории страны требует существенной дооценки

Знание – сила
Юрий Темирканов (10.12.1938 - 2.11.2023) Юрий Темирканов (10.12.1938 - 2.11.2023)

Телеведущая Ника Стрижак вспоминает дирижера Юрия Темирканова

Собака.ru
Изучают детскую анимацию, картины и тренды в TikTok: как институт Pantone выбирает «цвет года» и зачем Изучают детскую анимацию, картины и тренды в TikTok: как институт Pantone выбирает «цвет года» и зачем

«Тот, кто управляет цветом, управляет миром»

VC.RU
Вы вернулись на маршрут Вы вернулись на маршрут

Московский ресторатор Алексей Пинский прокатился на внедорожнике Tank 500

Robb Report
Фермерский продукт в законе Фермерский продукт в законе

Минсельхоз поддержал законодательное закрепление понятия фермерского продукта

Агроинвестор
Мусор оптом: проблема стихийных свалок на Южном Урале Мусор оптом: проблема стихийных свалок на Южном Урале

Как устранить очаги захламления земель?

ФедералПресс
Открыть в приложении