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

Упражнения на спину в зале: видеоинструкции и комплекс на неделю Упражнения на спину в зале: видеоинструкции и комплекс на неделю

Какие упражнения можно и нужно делать на спину в зале

РБК
Стильная импровизация Стильная импровизация

Арсений Попов — о том, почему не любит импровизировать в быту

Men Today
Искусство компромисса Искусство компромисса

Карл V: монарх, который искал компромиссов, а в итоге разочаровался во всём

Дилетант
Как перестать мастурбировать: можно ли отказаться от мастурбации и зачем это нужно Как перестать мастурбировать: можно ли отказаться от мастурбации и зачем это нужно

Когда естественный способ разрядки становится зависимостью?

Psychologies
Академик Евгений Чойнзонов: «Путь к онкологу должен быть коротким» Академик Евгений Чойнзонов: «Путь к онкологу должен быть коротким»

Томская онкология известна далеко за пределами России

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
Корфы Корфы

Древний род Корфов оставил в российской истории заметный след

Дилетант
О свойствах страсти О свойствах страсти

Поэт Лев Рубинштейн всю жизнь исследует страсти, которые нас (и его) обуревают

СНОБ
Стеклянный потолок: какие вызовы стоят перед женщинами в руководстве и бизнесе Стеклянный потолок: какие вызовы стоят перед женщинами в руководстве и бизнесе

С какими трудностями сегодня сталкиваются предпринимательницы и руководительницы

Inc.
Не наркотик, или листья растения кока Не наркотик, или листья растения кока

Кока – страшный враг человека или друг и помощник?

Зеркало Мира
Камиль Ларин: Правила хорошей дружбы Камиль Ларин: Правила хорошей дружбы

История-посиделка от участника «Квартета И»

Maxim
Ветроэнергетика: освоение новых территорий Ветроэнергетика: освоение новых территорий

Что произошло с ветроэнергетикой за последнее десятилетие?

Наука и жизнь
Очень важные персональные данные Очень важные персональные данные

На что повлияет ужесточение наказания за незаконный сбор личных данных граждан

Монокль
Как в российском обществе складывалась историческая память об Отечественной войне 1812 года Как в российском обществе складывалась историческая память об Отечественной войне 1812 года

Как давно прошедшие события Отечественной войны 1812 года были увековечены и кем

Знание – сила
Дайте лыжню! Дайте лыжню!

История российского биатлона

Men Today
Фильм начинается Фильм начинается

Небольшая студия с интерьером в стиле «Криминального чтива»

Идеи Вашего Дома
От Байкала до Амура, из Империи в Федерацию От Байкала до Амура, из Империи в Федерацию

Байкало-Амурская магистраль: важная иллюстрация в книге «История СССР, России»

Знание – сила
Как продвигать товары внутри маркетплейсов: инструкция для начинающих селлеров Как продвигать товары внутри маркетплейсов: инструкция для начинающих селлеров

Как начинающим предпринимателям продвигать свои товары и какие инструменты есть

Inc.
Плечо для внешней торговли Плечо для внешней торговли

Рост российского несырьевого неэнергетического экспорта — в числе приоритетов

РБК
Из любви к искусству Из любви к искусству

Как коллекционировать искусство

SALON-Interior
5 черт поколения Y, которые могут его погубить 5 черт поколения Y, которые могут его погубить

Карьерный маркетолог выделила черты поколения Y, которые могут ему навредить

Psychologies
Елена Карпенко: «Самым главным по-прежнему остается контент» Елена Карпенко: «Самым главным по-прежнему остается контент»

О конкуренции традиционного ТВ и онлайн-платформ

РБК
Диет-советы к празднику Диет-советы к празднику

Как легко похудеть к 31 декабря

Лиза
Страстно интересно Страстно интересно

В каких фильмах искать чужие и свои страсти, рассказывают кинокритики

СНОБ
Отчаянный газовый покер Отчаянный газовый покер

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

Монокль
Роковая пощечина Берии: почему советская актриса Евгения Гаркуша ушла из жизни в 33 года Роковая пощечина Берии: почему советская актриса Евгения Гаркуша ушла из жизни в 33 года

Смерть актрисы Евгении Гаркуши загадочна

VOICE
Полная гармония Полная гармония

Квартира с яркими цветовыми сочетаниями и оригинальными дизайнерскими приемами

Идеи Вашего Дома
Очень мутные дела Очень мутные дела

«Сны Алисы»: проблемы подростков в условиях паранормального русского Севера

Weekend
Военно-политическая обстановка в Пакистане Военно-политическая обстановка в Пакистане

Что поставило под угрозу достижения Пакистана в борьбе с терроризмом

Обозрение армии и флота
«Бытовой расизм в России существует, и это огромная проблема» «Бытовой расизм в России существует, и это огромная проблема»

Элла Манжеева о своем фильме «Белой дороги!» и калмыцком кинематографе

Weekend
Открыть в приложении