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

6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

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

Psychologies
Миссис Харрис едет в Нью-Йорк Миссис Харрис едет в Нью-Йорк

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

Правила жизни
Красная пустыня Красная пустыня

Каракумский пробег как орудие советской пропаганды

Автопилот
Экстремальное старение одного из органов предсказали у каждого пятого человека Экстремальное старение одного из органов предсказали у каждого пятого человека

Сейчас разработано несколько подходов к оценке биологического возраста организма

N+1
Токсичная родня Токсичная родня

Как распознать токсичных родственников и что с ними делать

Лиза
Чужд нам берег заморский Чужд нам берег заморский

В этом году россияне остались без иностранных ценных бумаг

Деньги
Дух места Дух места

Новая жизнь в старой московской квартире

SALON-Interior
Как праздновали Новый год в царской России и в Советском Союзе? Как праздновали Новый год в царской России и в Советском Союзе?

История праздника, который мы любим больше всего

Караван историй
Верим в добрые приметы Верим в добрые приметы

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

Лиза
«75% гостей — женщины»: ресторатор Ксения Механик о гастроиндустрии и стереотипах «75% гостей — женщины»: ресторатор Ксения Механик о гастроиндустрии и стереотипах

Ресторатор Ксения Механик — почему гендерные предрассудки мешают всем

Forbes
Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

Веками учёные настойчиво искали «космическое чудо»

Наука и жизнь
«Тушкино семейство» «Тушкино семейство»

Ту-204 – среднемагистральный пассажирский самолет

Наука и техника
Фантастические твари морских глубин. Зачем рыбы-удильщики плавают так, как будто уже умерли Фантастические твари морских глубин. Зачем рыбы-удильщики плавают так, как будто уже умерли

Что мешает глубоководным удильщикам передвигаться обычным способом

СНОБ
Архитектурная основа Архитектурная основа

Нестандартная двухуровневая квартира в стиле минимализм

Идеи Вашего Дома
Когда гигиеническая помада не помогла: что делать, если сильно трескаются губы Когда гигиеническая помада не помогла: что делать, если сильно трескаются губы

Почему трескаются губы?

ТехИнсайдер
Когда искусственный интеллект поработит человечество? Когда искусственный интеллект поработит человечество?

Искусственный интеллект выходит из-под контроля людей. Насколько это правда?

Монокль
«Берлога» для геолога «Берлога» для геолога

Колоритное пространство для увлечённого и компанейского парня

Идеи Вашего Дома
Город в городе Город в городе

Как девелоперы прокачивают полицентричность в любом районе Петербурга

Собака.ru
Зажгите искру любви! Вот почему отношениям нужна «романтическая ностальгия» Зажгите искру любви! Вот почему отношениям нужна «романтическая ностальгия»

Как воспоминания о хороших временах могут углубить вашу связь с партнером

ТехИнсайдер
Когда приедешь? Когда приедешь?

Что значит для молодых взрослых из ПНИ самостоятельная жизнь

Новый очаг
Дом, который построил страх Дом, который построил страх

Как устроен хоррор от крыши до фундамента

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

Насколько защищена информация в облачных хранилищах?

CHIP
Милош Бикович: «Если ты сам себя не удивляешь, ты уже ни кого не удивишь» Милош Бикович: «Если ты сам себя не удивляешь, ты уже ни кого не удивишь»

Актер Милош Бикович — о ностальгии и «ярмарке тщеславия»

VOICE
Биополимеры вошли в госзадание Биополимеры вошли в госзадание

Ученые не первый год работают над созданием биоразлагаемой пленки

Наука
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
Заимствованные рецепты кулинарных сборников Западной Европы XVI века Заимствованные рецепты кулинарных сборников Западной Европы XVI века

В XVI веке в кулинарную традицию и практику вошли поваренные книги

Знание – сила
5 шагов в будущее 5 шагов в будущее

Эти открытия изменят медицину и продлят жизнь

Men Today
Учимся падать Учимся падать

Иногда удовольствие зимнего отдыха сопровождается рисками. Давай ими управлять

Лиза
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
Агенты Дмитрия Самозванца убивают сына Бориса Годунова Агенты Дмитрия Самозванца убивают сына Бориса Годунова

Момент, когда низвергнутый царь, сумевший дать отпор убийцам, лишается сил

Дилетант
Открыть в приложении