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
7 продуктов, которые усиливают чувство голода 7 продуктов, которые усиливают чувство голода

Какие продукты лучше избегать, чтобы не усилить чувство голода?

Cosmopolitan
Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида

Шимпанзе способны заразиться зевотой от зевающей головы человекоподобного робота

N+1
Запойные просмотры телевизора могут привести к проблемам с венами Запойные просмотры телевизора могут привести к проблемам с венами

Просмотр любимых сериалов не так уж полезен для вашего кровообращения

Популярная механика
Если все тряпки закончились: 5 предметов домашнего обихода, которыми можно вытирать пыль Если все тряпки закончились: 5 предметов домашнего обихода, которыми можно вытирать пыль

Чем, кроме тряпки, можно эффективно удалить пыль с любой поверхности

ТехИнсайдер
Умное зеркало, распознавание шахматных партий, оцифровка фехтования: как искусственный интеллект меняет спорт Умное зеркало, распознавание шахматных партий, оцифровка фехтования: как искусственный интеллект меняет спорт

Как технологии трансформируют спортивную индустрию и меняют пользователей

Популярная механика
Гонка за орбитальный кинематограф: съемка фильма Гонка за орбитальный кинематограф: съемка фильма

Россия первой в мире сняла на орбите художественный фильм

Популярная механика
В пазырыкском погребении нашли 26 золотых бляшек в форме крадущихся тигров и бараньих голов В пазырыкском погребении нашли 26 золотых бляшек в форме крадущихся тигров и бараньих голов

Археологи исследовали артефакты из могильника Сигоу, расположенного в Синьцзяне

N+1
6 главных фактов о пользе петрушки для здоровья 6 главных фактов о пользе петрушки для здоровья

Петрушка — это концентрированный источник питательных веществ и витаминов

РБК
Как научить детей самому важному Как научить детей самому важному

Какие механизмы нужно задействовать, чтобы привить детям полезные навыки

СНОБ
Люди моря Люди моря

Истории моряков — капитанов атомных ледоколов, водолазов и спасателей

Esquire
Фильмы, которые откроют вам 1970-е Фильмы, которые откроют вам 1970-е

Кино о 70-тых, для тех, кому мало «Лакричной пиццы».

GQ
Проверь себя (или того, кто рядом): 7 признаков настоящего психопата Проверь себя (или того, кто рядом): 7 признаков настоящего психопата

Как определить психопата или социопата?

Cosmopolitan
Наоми Осака, сестры Уильямс, Симона Байлз: самые высокооплачиваемые спортсменки мира Наоми Осака, сестры Уильямс, Симона Байлз: самые высокооплачиваемые спортсменки мира

Совокупный годовой доход десяти самых высокооплачиваемых спортсменок — $167 млн

Forbes
Вспомнить все: 12 главных сериалов 2021 года — от Мэйр до Теда Вспомнить все: 12 главных сериалов 2021 года — от Мэйр до Теда

Пока год не обзавелся хитами, предлагаем вспомнить проверенные временем проекты

РБК
Фассбиндер, Берлин, прощание с прошлым: что такое новое немецкое кино Фассбиндер, Берлин, прощание с прошлым: что такое новое немецкое кино

Что нужно знать о новом немецком кино и какие картины посмотреть?

РБК
На Алтае нашли древнюю мумию ребенка в шелковой одежде На Алтае нашли древнюю мумию ребенка в шелковой одежде

Археологи исследовали мумию ребенка трех-шести лет I-III веков нашей эры

N+1
В текущем режиме В текущем режиме

Как «разогнать» лимфу и поддерживать её оптимальную скорость?

Лиза
Когда лучше инвестировать в акции Когда лучше инвестировать в акции

Книга «Стоимостное инвестирование в лицах и принципах»

СНОБ
Индивидуальный проект Индивидуальный проект

Забота о чужом ребенке как основа крепкого брачного союза

СНОБ
Женщина из Штирии оказалась старше Этци примерно на 300 лет Женщина из Штирии оказалась старше Этци примерно на 300 лет

Австрийские ученые повторно исследовали скелет, найденный в 1909 году

N+1
Биг Бен Биг Бен

Бенедикт Камбербэтч — о перевоплощении, удовольствиях и трудностях профессии

Esquire
Как принять сложное решение всего за 15 минут: навык, которым должен владеть любой карьерист Как принять сложное решение всего за 15 минут: навык, которым должен владеть любой карьерист

Как принимать нелегкие решения быстро?

Популярная механика
Как выбрать робот-пылесос: главные правила Как выбрать робот-пылесос: главные правила

10 главных правил, которым стоит следовать при выборе домашнего робота-пылесоса

Популярная механика
Эволюционный конфликт рабочих безжалых пчел с личинками привел к массовому убийству маток Эволюционный конфликт рабочих безжалых пчел с личинками привел к массовому убийству маток

Как рабочие особи пытаются поддерживать стабильность колонии пчел

N+1
В России впервые установили зрительный нейроимплант В России впервые установили зрительный нейроимплант

Зрительный имплант был успешно установлен в мозг обезьяны

Популярная механика
Кажется, вам пора уже избавиться от самоуничижения Кажется, вам пора уже избавиться от самоуничижения

Самоуничижение уже находится за границами самоиронии

GQ
Татьяна Конюхова. Уроки судьбы Татьяна Конюхова. Уроки судьбы

Татьяна Конюхова — о своей юности и карьере актрисы

Караван историй
«Обалдение полное» «Обалдение полное»

Какими увидели красноармейцев русские эмигранты в Эстонии?

Дилетант
Nebo над полигоном: как российскому стартапу удалось запустить суборбитальную ракету на рекордную высоту Nebo над полигоном: как российскому стартапу удалось запустить суборбитальную ракету на рекордную высоту

Ракета-носитель высотой 3,5 метра преодолела высоту в 20 км

Популярная механика
Открыть в приложении