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

Без последствий Без последствий

Случайный секс и его неприятные последствия: о чем ты не знала?

Лиза
Зооразвод. Как не попасть в ловушку из-за любви к животным? Зооразвод. Как не попасть в ловушку из-за любви к животным?

4 уловки зоомошенников, которые угрожают не только кошельку владельца

Лиза
Как вести мировую экономическую войну Как вести мировую экономическую войну

О природе экономического роста, происходящего сейчас в России

Монокль
Нет радости от жизни, ничего не хочу: что такое ангедония и почему она есть у многих Нет радости от жизни, ничего не хочу: что такое ангедония и почему она есть у многих

Нет сил вставать с кровати, не хочешь путешествовать, встречаться с друзьями

VOICE
От «розовых очков» до стабильности: ученые определили этапы в карьере, через которые проходят все профессионалы От «розовых очков» до стабильности: ученые определили этапы в карьере, через которые проходят все профессионалы

Через какие эмоциональные этапы проходят все высококлассные профессионалы

ТехИнсайдер
«Современные фильмы страшно захламлены без всякого смысла» «Современные фильмы страшно захламлены без всякого смысла»

Елена Жукова о том, где и как живут герои в российском кино

Weekend
«Черные лебеди»–2024 «Черные лебеди»–2024

Основные опасения за будущее респондентов связаны с вооруженными конфликтами

Деньги
Советская мебель и предметы интерьера, которые были в каждой квартире Советская мебель и предметы интерьера, которые были в каждой квартире

Советская мебель, о которой мечтали все

Maxim
Рукокрылые резервуары Рукокрылые резервуары

Почему летучие мыши резко выделяются среди источников инфекционных болезней?

Знание – сила
Геннадий Хазанов: «Ничто так не разъединяет людей, как юмор» Геннадий Хазанов: «Ничто так не разъединяет людей, как юмор»

Геннадий Хазанов — о юмористических жанрах в советский период и сейчас

Монокль
На полных оборотах На полных оборотах

Как разогнать метаболизм, чтобы быстрее похудеть

Лиза
Жизнь как путь: дороги Николая Гарина-Михайловского Жизнь как путь: дороги Николая Гарина-Михайловского

Николай Гарин-Михайловский: романтик, влюбленный в железные дороги

Знание – сила
Еще раз о числе π и о неразрешимой проблеме «квадратуры круга» Еще раз о числе π и о неразрешимой проблеме «квадратуры круга»

Два феномена – число π и египетские пирамиды – связаны невидимыми нитями

Зеркало Мира
«75% гостей — женщины»: ресторатор Ксения Механик о гастроиндустрии и стереотипах «75% гостей — женщины»: ресторатор Ксения Механик о гастроиндустрии и стереотипах

Ресторатор Ксения Механик — почему гендерные предрассудки мешают всем

Forbes
Обретенная история Обретенная история

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

Seasons of life
Лето в тропиках Лето в тропиках

Небольшая студия в морских оттенках, располагающая к отдыху

Идеи Вашего Дома
Рыночные отношения Рыночные отношения

Известный российский гастрокритик познает этот мир самым действенным способом

СНОБ
Краснодар: станица-мегаполис Краснодар: станица-мегаполис

Население Краснодара растет, и это резко усиливает дефицит инфраструктуры

Монокль
Личные границы: когда оборона не нужна Личные границы: когда оборона не нужна

Стоит ли охранять личные границы от близких людей?

Psychologies
Лети и смотри Лети и смотри

Кино Михаила Калатозова как история СССР, борьбы идеологий и покорения неба

Weekend
Очень нужный сервис: зачем в СССР звонили по номеру 06 Очень нужный сервис: зачем в СССР звонили по номеру 06

Для чего существовал номер 06 в СССР? Давайте вспоминать!

ТехИнсайдер
Ой, всё: почему США признали потолок цен на нефть бесполезным Ой, всё: почему США признали потолок цен на нефть бесполезным

Российский нефтегаз показал чудо адаптации к санкциям

Монокль
Памяти автора «Бандитского Петербурга»: в чем секрет успеха сериалов о 1990-х Памяти автора «Бандитского Петербурга»: в чем секрет успеха сериалов о 1990-х

Чем был знаменит Андрей Константинов и как он создавал «Бандитский Петербург»

Psychologies
Мужчина, это биохак! Мужчина, это биохак!

Как современные мужчины и женщины поддерживают молодость, красоту и здоровье

Men Today
Сам себе психолог: как найти внутреннюю опору Сам себе психолог: как найти внутреннюю опору

Как взрастить внутренний стержень?

Правила жизни
Невеликий театр Невеликий театр

Режиссер Борис Павлович о работе в театре, своих спектаклях и проекте «Квартира»

Seasons of life
Будущее сейчас Будущее сейчас

Андрей Лихачёв рассказал о том, что делает СберСити уникальным для России и мира

Robb Report
От «золотой клетки» к art of living От «золотой клетки» к art of living

Как изменились ценности покупателя элитной недвижимости за 30 лет

РБК
В банде только девушки В банде только девушки

«Контрабандистки»: корейское криминальное ретро с женским характером

Weekend
Магия магния Магия магния

Орехи, шоколад и еще 8 продуктов, содержащих магний в большом количестве

Лиза
Открыть в приложении