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

Сны Софьи Павловны Сны Софьи Павловны

Софья Эрнст рассказала о том, каково быть женой гендиректора Первого канала

Tatler
Биополимеры вошли в госзадание Биополимеры вошли в госзадание

Ученые не первый год работают над созданием биоразлагаемой пленки

Наука
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

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

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

Инвестиции в основной капитал сейчас на рекордно высоких уровнях

Монокль
От империй Луны к серым пришельцам: развитие представлений о внеземной жизни От империй Луны к серым пришельцам: развитие представлений о внеземной жизни

Ночью люди смотрели на звезды и старались придумать видимому какое-то объяснение

Наука и техника
Хождение по мухам Хождение по мухам

Как испортился квартирный вопрос и что с этим делать

Weekend
Спокойная среда Спокойная среда

Элегантный, функциональный и психологически комфортный интерьер

Идеи Вашего Дома
Широкими мазками по холсту алмазной истории Широкими мазками по холсту алмазной истории

Его величество бриллиант. Об истории алмазов и алмазного дела

Зеркало Мира
Сердечные орешки! Сердечные орешки!

Как растут орешки кешью?

Наука и жизнь
Попкорн, маринованные огурцы и хлопок: чем украшают новогоднюю елку в разных странах мира. Что только не вешают! Попкорн, маринованные огурцы и хлопок: чем украшают новогоднюю елку в разных странах мира. Что только не вешают!

В каждой стране мира за новогодним декором скрывается своя история

ТехИнсайдер
Духи, шаманы и амулеты: любопытные факты о мифологии северных народов России Духи, шаманы и амулеты: любопытные факты о мифологии северных народов России

Боги-демиурги, злые духи, почитаемые животные: мифология Севера России

ТехИнсайдер
Спонтанные поездки на зимние каникулы Спонтанные поездки на зимние каникулы

Если планировать ничего не хочется, всегда можно внезапно сорваться в поездку

Лиза
Привидения Дома Кранкенгагена Привидения Дома Кранкенгагена

Дом Кранкенгагена известен в Петербурге всем, чья страсть — привидения

СНОБ
Евгений Колбин: «Мы построили бизнес-процессы вокруг клиента» Евгений Колбин: «Мы построили бизнес-процессы вокруг клиента»

Евгений Колбин рассказал о том, как развиваются облака в России

РБК
Беспощадный космос Беспощадный космос

Какие смертельные опасности таит в себе космос?

Зеркало Мира
«О самом лютом из владык» «О самом лютом из владык»

В том, что Влад Дракул был реальной исторической личностью, сомнений нет

Дилетант
Счастливые отношения после токсичных: как их обрести — 4 совета Счастливые отношения после токсичных: как их обрести — 4 совета

Как же все-таки полюбить вновь? Рассказывает психолог

Psychologies
Ветроэнергетика: освоение новых территорий Ветроэнергетика: освоение новых территорий

Что произошло с ветроэнергетикой за последнее десятилетие?

Наука и жизнь
Гавань по имени БРИКС Гавань по имени БРИКС

БРИКС привлекает глобальные инвестиции в эпоху перемен

Деньги
Шуба, золото, икра: почему тренд Slavic Girl захватил соцсети и как сделать его модным Шуба, золото, икра: почему тренд Slavic Girl захватил соцсети и как сделать его модным

Почему западные блогеры переодеваются в пушистые шубы и меховые шапки?

Правила жизни
Где начинается насилие: 4 варианта взаимодействия с чужими личными границами Где начинается насилие: 4 варианта взаимодействия с чужими личными границами

Где кончается взаимодействие и начинается насилие и как это можно понять

Psychologies
Отчаянный газовый покер Отчаянный газовый покер

На рынке СПГ есть только два игрока, которые имеют достаточные амбиции

Монокль
Иван Охлобыстин: «Янковский был дедом фанатичным, а я обычный дед» Иван Охлобыстин: «Янковский был дедом фанатичным, а я обычный дед»

В рождении и воспитании детей есть нечто высшее

Караван историй
Друзья человека: как психология помогает нам находить контакт с животными Друзья человека: как психология помогает нам находить контакт с животными

Почему между зверем и человеком больше общего, чем кажется

Psychologies
Как есть больше белка: простые советы, которые помогут сделать питание полноценным, а тело - подтянутым Как есть больше белка: простые советы, которые помогут сделать питание полноценным, а тело - подтянутым

Как повысить потребление белка без резких перемен в меню

VOICE
Малая авиация большой страны: куда долетит ТВС-2МС Малая авиация большой страны: куда долетит ТВС-2МС

О возможностях и перспективах легких самолетов в России и за ее пределами

ФедералПресс
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
Можно ли купить рождения и как вернуть многодетность Можно ли купить рождения и как вернуть многодетность

Способны ли ограничение или запрет абортов повысить рождаемость

Монокль
Введение в компьютерную вирусологию Введение в компьютерную вирусологию

Изобретение Фредерика Коэна поставило под угрозу главное достижение цивилизации

Наука
Гиганты растительного мира Гиганты растительного мира

Эти деревья видели динозавров и смогли пережить ледниковый период

Зеркало Мира
Открыть в приложении