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

На телах египетских мумий обнаружены десятки загадочных татуировок На телах египетских мумий обнаружены десятки загадочных татуировок

Возведение гробниц было не единственным творческим занятием мастеров прошлого

Популярная механика
В банде только девушки В банде только девушки

«Контрабандистки»: корейское криминальное ретро с женским характером

Weekend
Искусство компромисса Искусство компромисса

Карл V: монарх, который искал компромиссов, а в итоге разочаровался во всём

Дилетант
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
Нет радости от жизни, ничего не хочу: что такое ангедония и почему она есть у многих Нет радости от жизни, ничего не хочу: что такое ангедония и почему она есть у многих

Нет сил вставать с кровати, не хочешь путешествовать, встречаться с друзьями

VOICE
Могут ли седые волосы снова стать «цветными»: любопытное исследование Могут ли седые волосы снова стать «цветными»: любопытное исследование

Возможно, в будущем нам не придется закрашивать седину

ТехИнсайдер
Ужасная красавица Ужасная красавица

Плотный облачный покров долго скрывал от людей настоящий характер этой планеты

ТехИнсайдер
Что такое инулин, чем полезен и в каких продуктах содержится Что такое инулин, чем полезен и в каких продуктах содержится

Инулин — это разновидность пребиотика, который присутствует во многих овощах

РБК
Сам себе психолог: как найти внутреннюю опору Сам себе психолог: как найти внутреннюю опору

Как взрастить внутренний стержень?

Правила жизни
Привыкшие к зеркалу и к сородичам мыши прошли зеркальный тест Привыкшие к зеркалу и к сородичам мыши прошли зеркальный тест

Ученые определили, что отвечает за распознавание себя в зеркале

N+1
Блиц-интервью с Антоном Чижом Блиц-интервью с Антоном Чижом

Писатель детективов Антон Чиж рассказал нам о своих источниках вдохновения

Лиза
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
Станция «Динамо» Станция «Динамо»

Анекдоты про жен, отлынивающих от секса, пора переписывать

Добрые советы
Траты и возвраты: 16 историй предпринимателей, меняющих Россию Траты и возвраты: 16 историй предпринимателей, меняющих Россию

16 историй предпринимателей из регионов — в фоторепортаже Forbes

Forbes
Стильная импровизация Стильная импровизация

Арсений Попов — о том, почему не любит импровизировать в быту

Men Today
Европа призвала Африку к декарбонизации Европа призвала Африку к декарбонизации

Ежегодные конференции ООН по климату официально называются конференциями сторон

Монокль
Минздрав Сахалина о привлечении кадров: «Предусмотрены выплаты и компенсация за аренду квартиры» Минздрав Сахалина о привлечении кадров: «Предусмотрены выплаты и компенсация за аренду квартиры»

Как Сахалинская область привлекает врачей из других регионов?

ФедералПресс
На всю голову На всю голову

5 опасных манипуляций с волосами, о которых лучше забыть

Лиза
Половина средневековых скандинавов пострадала от кариеса Половина средневековых скандинавов пострадала от кариеса

Кариес — проблема не только современных людей

N+1
Гиганты растительного мира Гиганты растительного мира

Эти деревья видели динозавров и смогли пережить ледниковый период

Зеркало Мира
Стратегические инновации: какие разработки меняют облик Москвы Стратегические инновации: какие разработки меняют облик Москвы

15 наиболее перспективных технологических направлений для развития в столице

РБК
Пока все дома Пока все дома

Что стоит за страстью к порядку?

Лиза
Четыре часа смартфона в день связали с повышенным риском ментальных нарушений у подростков Четыре часа смартфона в день связали с повышенным риском ментальных нарушений у подростков

Использование смартфона четыре часа в день связано с высокими оценками стресса

N+1
Властелин цифровой реки Властелин цифровой реки

.В чем секрет успеха Джеффа Безоса

Деньги
Сделаю завтра: почему мы нарушаем дедлайны и как с этим покончить Сделаю завтра: почему мы нарушаем дедлайны и как с этим покончить

Почему многие люди — независимо от силы воли — откладывают дела, срывают сроки

РБК
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
«Коты полезны для здоровья?»: как работает фелинотерапия «Коты полезны для здоровья?»: как работает фелинотерапия

Как повседневное общение с кошками приводит к исцелению тела и души?

Psychologies
«Семья — место силы и благополучия» «Семья — место силы и благополучия»

С Анной Снаткиной и Виктором Васильевым у ОK! давние и очень добрые отношения

OK!
Дрожжи-снежинки. Искусственно созданные многоклеточные организмы Дрожжи-снежинки. Искусственно созданные многоклеточные организмы

Один из важнейших этапов развития жизни – появление многоклеточных организмов

Наука и техника
«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
Открыть в приложении