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

Эволюция экскаваторов Эволюция экскаваторов

Строитель будущего будет управлять экскаватором не выходя из дома

Популярная механика
«Смерть — всего лишь иллюзия»: объяснение с точки зрения физики «Смерть — всего лишь иллюзия»: объяснение с точки зрения физики

Различие между прошлым, настоящим и будущим — лишь упрямая непреходящая иллюзия

Psychologies
Усечённое древо Усечённое древо

Для династии Птолемеев браки между братьями и сёстрами были обычным делом

Дилетант
Программа «Антистресс» Программа «Антистресс»

Доступные методики борьбы со стрессом

Добрые советы
Окаменелости растений из Колумбии оказались панцирями черепашат Окаменелости растений из Колумбии оказались панцирями черепашат

Палеонтологи исправили ошибку непрофессионального коллеги спустя 20 лет

N+1
Чат-бот, смерть и роботы: что такое цифровое бессмертие и кто его обещает уже сейчас Чат-бот, смерть и роботы: что такое цифровое бессмертие и кто его обещает уже сейчас

Возможно ли цифровое бессмертие на самом деле?

Forbes
«Нашла мать в луже крови»: как был устроен рынок подпольных абортов в разных странах «Нашла мать в луже крови»: как был устроен рынок подпольных абортов в разных странах

К чему может привести запрет абортов? Исторические примеры

Forbes
Как тип привязанности хозяина влияет на характер питомцев: 3 сценария Как тип привязанности хозяина влияет на характер питомцев: 3 сценария

Как питомцы копируют тип привязанности своих хозяев

Psychologies
Цветок по имени Настя Цветок по имени Настя

Об эмоциональном выгорании родителей, ухаживающих за неизлечимо больным ребенком

СНОБ
В поисках альтернативы В поисках альтернативы

Нередко самая вкусная еда, одновременно является самой вредной. Как быть?

Лиза
Ужасная красавица Ужасная красавица

Плотный облачный покров долго скрывал от людей настоящий характер этой планеты

ТехИнсайдер
«Автор неизвестен»: объективная ценность произведения искусства «Автор неизвестен»: объективная ценность произведения искусства

Можно ли воспринимать анонимные произведения искусства

Монокль
Боевые измерения Боевые измерения

Строится орбитальная инфракрасная сеть для обнаружения гиперзвуковых целей

Наука
Настоящий праздник в доме: что нужно сделать, чтобы живая елка простояла дольше Настоящий праздник в доме: что нужно сделать, чтобы живая елка простояла дольше

Как подготовить комнату, чтобы живая елка простояла дольше?

ТехИнсайдер
Дима Лорен: «Не надо меня копировать!» Дима Лорен: «Не надо меня копировать!»

Автор мегахитов — о сонграйтерах, главной проблеме авторов песен и успехе

ЖАРА Magazine
В языке кашалотов нашли аналогии гласным и дифтонгам языков людей В языке кашалотов нашли аналогии гласным и дифтонгам языков людей

Носовой комплекс кашалота работает как речевой аппарат у человека

ТехИнсайдер
Предприниматели среди нас Предприниматели среди нас

Кто каждый день делает нашу жизнь ярче и проще? И как им это удается?

Men Today
Неизгладимое впечатление Неизгладимое впечатление

Чешский бренд светильников Lasvit переосмысливает ботанические принты

Robb Report
Мочить в сатире Мочить в сатире

Сатирические издания всегда играли в советском обществе особую роль

Правила жизни
«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
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
Несколько последних слов Несколько последних слов

Игорь Гулин о стихах Григория Дашевского

Weekend
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
Корфы Корфы

Древний род Корфов оставил в российской истории заметный след

Дилетант
Орбитальные группировки навигационных спутников Орбитальные группировки навигационных спутников

Какие существуют спутниковые навигационные системы и из чего они состоят

Зеркало Мира
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
В природе вещей В природе вещей

Спокойный стиль, природные оттенки и люксовая мебель в интерьере виллы

SALON-Interior
Широкими мазками по холсту алмазной истории Широкими мазками по холсту алмазной истории

Его величество бриллиант. Об истории алмазов и алмазного дела

Зеркало Мира
Обретенная история Обретенная история

Книга Михаила Бирюкова о Мстёре — поселке иконописцев — и настоящем чуде

Seasons of life
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
Открыть в приложении