Что же такое двумерные кристаллы и причем тут анализ данных?

Популярная механикаНаука

Эра двумерных кристалов: что может графен

Материал подготовлен лабораторией LAMBDA ФКН НИУ ВШЭ

В феврале этого года начнется отборочный тур международной олимпиады по анализу данных IDAO. Задача первого тура будет посвящена предсказанию свойств двумерных кристаллов различных конфигураций. Чтобы разобраться, что же такое двумерные кристаллы и причем тут анализ данных, мы поговорили с Андреем Устюжаниным, председателем экспертной комиссии и заведующим лабораторией LAMBDA ФКН НИУ ВШЭ.

Развитие человечества непрерывно связано с поиском и разработкой новых материалов — недаром каждый новый век имеет свое название (каменный, железный и так далее). Сначала были обычные камни, которыми было удобнее отбиваться от хищников; потом произошло открытие огня — и люди начали учиться применять его к разным материалам. Так прошли тысячи лет, и сегодня, в XXI веке, уже сложно дать нашему времени какую-то однозначную характеристику (хотя некоторые, например, говорят, что сегодня век кремния). Пока неясно, какими материалами будет обозначено будущее — но есть мнение, что грядущий век станет веком двумерных материалов.

98a2b7ca5a720ad07398ce671d604a91.PNG

Двумерные кристаллы, или как они называются на английском, 2D materials — это плоские материалы, существующие в один слой. Еще со школы мы привыкли к формату объемных кристаллических решеток, но что, если от этой решётки оставить только одну плоскость? Тогда фактически кристалл превратится в пленку. Одним из самых известных материалов такого рода является графен, открытый Константином Новоселовым и Андреем Геймом в 2004 году.

1287a0592c617aa9ce314a757d2fd9b9.jpg
Двумерные материалы примечательны тем, что электроны в них не могут «перескакивать» на соседние слои, как это происходит в обычных трехмерных материалах. https://trends.rbc.ru/trends/industry/5edfa78d9a79473224e8cfed

Связи, по которым электроны могут переходить — это только их соседи, находящиеся по краям, на том же слое. Такое ограничение снижает подвижность электронов и, как следствие, существенно влияет на такие свойства кристаллов как электропроводность, оптические и каталитические свойства. Области применения двумерных кристаллов практически безграничны. Первыми на ум приходят электронные компоненты (внося небольшие изменения в структуру атомов таких материалов можно превращать диэлектрики в полупроводники), также двумерные материалы можно использовать в медицине, в построении фотооптических систем, в нефтегазовой промышленности.

Свойства

Наиболее всего двумерные кристаллы интересны своими необычными свойствами, определяющим практические характеристики вещества. Например, нам может быть важна скорость протекания определенной реакции и то, как двумерный материал будет на нее влиять: при очищении нефтепродуктов можно добавить в них определенные кристаллические пленки, и за счет большой площади они смогут серьезно повлиять на скорость реакций очистки.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как правильно выбрать собаку: простые тесты для определения своего питомца Как правильно выбрать собаку: простые тесты для определения своего питомца

Как при выборе собаки оценить её характер и поведение

Популярная механика
Съешь меня: 5 научных фактов о бананах Съешь меня: 5 научных фактов о бананах

Как бананы влияют на здоровье и кому могут навредить?

РБК
Космический аппарат «Вояджер-1» запустил резервные двигатели, отключенные 21 год назад Космический аппарат «Вояджер-1» запустил резервные двигатели, отключенные 21 год назад

Как инженеры запустили движители «Вояджера-1», молчавшие с 2004 года?

ТехИнсайдер
С легким паром, или как правильно париться в бане: 10 полезных советов С легким паром, или как правильно париться в бане: 10 полезных советов

Что может быть лучше настоящей русской баньки с ароматным веником?

Playboy
Насколько вы терпеливый человек? Психологический тест для самопознания Насколько вы терпеливый человек? Психологический тест для самопознания

Выберите свечу и узнайте, насколько вы терпеливы

ТехИнсайдер
Кто здесь самый умный? Кто здесь самый умный?

Что такое умный дом, каким он бывает и как с ним жить?

AD
Ольга Задоенко, потерявшая детей при пожаре в «Зимней вишне», родила дочь Ольга Задоенко, потерявшая детей при пожаре в «Зимней вишне», родила дочь

После трагедии в «Зимней вишне Ольга Задоенко смогла вернуться к жизни

Cosmopolitan
Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом

Вулканические отложения находятся под южным полюсом Марса

N+1
Как приготовить шарики воды во фритюре на своей кухне: кулинария с научным подходом Как приготовить шарики воды во фритюре на своей кухне: кулинария с научным подходом

Если вы любите кулинарные эксперименты, попробуйте приготовить шарики воды

Популярная механика
О чем не стоит забывать? О чем не стоит забывать?

Одна маска хорошо, а две — теплее

GQ
О шахматах, Корчном и Каспарове. Отрывок из книги гроссмейстера Анатолия Карпова О шахматах, Корчном и Каспарове. Отрывок из книги гроссмейстера Анатолия Карпова

Фрагмент из автобиографии знаменитого гроссмейстера Анатолия Карпова

СНОБ
Поглотитель Amazon-брендов и кандидаты на IPO: кому дали денег больше всех в 2021-м Поглотитель Amazon-брендов и кандидаты на IPO: кому дали денег больше всех в 2021-м

Пять проектах основателей, получивших максимальную сумму инвестиции

Forbes
История одного здания: особняк Зинаиды Морозовой История одного здания: особняк Зинаиды Морозовой

Неоготический особняк принадлежал Зинаиде Морозовой — жене Саввы Морозова

Культура.РФ
10 безумных научных проектов прошлого 10 безумных научных проектов прошлого

Новейшие технологии и научные достижения сподвигают учёных на разные проекты

Популярная механика
Вопрос психологу: как распознать манипуляции и противостоять манипуляторам? Вопрос психологу: как распознать манипуляции и противостоять манипуляторам?

Чувствовали ли вы себя когда-нибудь подавленно рядом с кем-то?

Esquire
Тонизирует, улучшает работу мозга и еще 8 полезных свойств зеленого чая Тонизирует, улучшает работу мозга и еще 8 полезных свойств зеленого чая

Какую пользу приносит зеленый чай нашему организму?

Cosmopolitan
От обеда в водопаде до ужина в тюрьме: 6 самых уникальных ресторанов мира От обеда в водопаде до ужина в тюрьме: 6 самых уникальных ресторанов мира

Эти рестораны заставят тебе забыть о еде и её стоимости

Playboy
Литературная диета и чтение за гаражами: как, когда и зачем читать Литературная диета и чтение за гаражами: как, когда и зачем читать

Как строить свои отношения с чтением

РБК
Шесть полезных свойств брусники Шесть полезных свойств брусники

Брусника содержит много антиоксидантов, улучшает пищеварение и здоровье глаз

РБК
На юге Синая нашли резиденцию древнеегипетского руководителя горных работ На юге Синая нашли резиденцию древнеегипетского руководителя горных работ

Здание из крупных каменных блоков было построено почти 4000 лет назад

N+1
Самая жестокая мать Третьего рейха: как воспитывала детей Магда Геббельс Самая жестокая мать Третьего рейха: как воспитывала детей Магда Геббельс

Фрау Геббельс — дьявольский идеал матери в Германии

Cosmopolitan
Физики обнаружили гравитационный эффект Ааронова—Бома Физики обнаружили гравитационный эффект Ааронова—Бома

Что помог понять физикам эффект Ааронова—Бома?

N+1
Что мы читали в 2021 году — издательский рейтинг Что мы читали в 2021 году — издательский рейтинг

Список бестселлеров 2021 года с художественной литературой и нон-фикшном

СНОБ
В марсианском углероде нашли экстремальный отрицательный изотопный сдвиг В марсианском углероде нашли экстремальный отрицательный изотопный сдвиг

Как изотопный анализ помогает восстановить события на Красной планете?

N+1
Аэробатика: взгляд из самолёта, выполняющего фигуры высшего пилотажа Аэробатика: взгляд из самолёта, выполняющего фигуры высшего пилотажа

Как летчики выполняют фигуры пилотажа?

Популярная механика
Интервальное голодание - 6 самых популярных и эффективных режимов Интервальное голодание - 6 самых популярных и эффективных режимов

Интервальное голодание стало одним из самых модных способов похудеть.

Cosmopolitan
Самый древний язык, или как разговаривали наши предки Самый древний язык, или как разговаривали наши предки

Когда появился язык? И какой из ныне существующих языков самый древний?

Популярная механика
22 продукта с высоким содержанием клетчатки, которые стоит включить в рацион 22 продукта с высоким содержанием клетчатки, которые стоит включить в рацион

Клетчатка обладает большим количеством полезных свойств

Cosmopolitan
Краткий ликбез: что нужно знать о кометах Краткий ликбез: что нужно знать о кометах

Такие «космические снежки» — настоящие капсулы времени!

Популярная механика
«Быть Рикардо»: как Соркин, Кидман и Бардем разоблачают изнанку американских ситкомов «Быть Рикардо»: как Соркин, Кидман и Бардем разоблачают изнанку американских ситкомов

На Amazon Prime вышел фильм Аарона Соркина «Быть Рикардо»

Forbes
Открыть в приложении