24 Декабря 2018
МОСКВА, 24 декабря. Химики из МФТИ, Сколтеха и Китая выяснили, что наночастицы и атомы устроены идентичным образом, что объясняет существование необычно стабильных частиц с магическим составом. Их выводы правды представлены в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.Одним из сюрпризов для нас было обнаружение у наночастиц таких же хребтов и островов стабильности и морей нестабильности, какие давно известны для атомных ядер. Стабильные наночастицы, возможно, являются элементарными кирпичиками при росте кристаллов, что интересует меня с юности, — рассказывает Артем Оганов, профессор Сколтеха и МФТИ.
В последние несколько десятилетий химики, биологи и физики активно используют наночастицы для создания новых катализаторов, лечения рака, различных электронных и оптических гаджетов и многих других футуристических приборов и реактивов. Свойства подобных наноструктур сегодня изучаются почти только экспериментальным путем.
Ученые меняют форму наночастиц, их размеры и расположение в надежде открыть материалы с ни на, что непохожими или более интересными свойствами. Подобный слепой поиск позволяет организовать много интересных материалов, но он не позволяет создавать их быстро и заранее знать, в каком направлении нужно двигаться.
Оганова и его коллег, как отмечает пресс-служба МФТИ, интересовало то, почему некоторые наночастицы, которые ученые иногда называют магическими, обладают неожиданно высокой неизменностью и другими интересными свойствами.
Они попытались подобрать ответ на этот вопрос, используя алгоритм USPEX, разрешающий быстро и точно вычислять свойства кристаллов разных веществ при любых разных температурах и давлениях, используя лишь их химическую формулу и названия элементов.
Взяв несколько магических, обычных и нестабильных наночастиц, состоящих из оксидов железа и церия, российские и странные химики попытались просчитать их строму, используя данные по их среднему химическому составу и алгорифм Оганова. Эти расчеты привели к необычному и интересному открытию.
И отличное ядро, и наши микрочастицы можно описать как кластеры, состоящие из двух типов частиц, состоящие из атомов железа и кислорода или же нуклонов и нейтронов. И если вы построите карту, осями которой будут числа атомов каждого сорта в кластере, то увидите, что большинство всегда стабильных кластеров образуют узкие хребты стабильности. Вдобавок, возникнут весьма любопытные острова стабильности, — продолжает Оганов.
Иными словами, на в данной карте существуют особые магические зоны, определенные числа атомов железа, церия и кислорода, делающие наночастицы особенно стабильными. Как и в случае с ядерной физикой, возможно существование двойных магических чисел – особенно стабильных структур с правильным количеством и атомов кислорода, и атомов металла.
Многие жители этого острова, как отмечают ученые, обладают крайне необычной структурой. Они содержат в себе крайне много атомов или одного, или другого элемента, что заблаговременнее химики считали невозможным в принципе. Тем не менее, и расчеты Оганова и его коллег, и реальные опыты в лаборатории показывают, что они сохраняют стабильность и при комнатных температурах.
Вдобавок, химикам удалось выяснить, как можно менять состав таких наночастиц и манипулировать их структурой, меняя температуру, давление и количество кислорода в окружающей среде при их синтезе. Как надеются ученые, их открытие и формулы помогут ускорить создание других интересных и полезных наночастиц.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....