Новый тип странных квазкристаллов

17.01.2019

Ученые-физики и химики из университета Брауна впервые создали самособирающуются квазикристаллическую решетку, состоящую из квантовых точек строго определенной формы. Подобные квазикристаллические решетки уже не раз были описаны математически и рассчитаны в ходе сложного компьютерного моделирования, но никому ранее не удавалось продемонстрировать их создание, как говорится, вживую.

Напомним нашим читателям, что кристаллы - это структуры, состоящие из однородных компонентов и обладающих симметрией по одной или более пространственным координатам. Другими словами, если взять какой-либо участок кристалла и сместить его на определенное расстояние по оси симметрии, то структура смещенного участка полностью совпадет со структурой "несмещенного" участка. Квазикристаллы не обладают подобной симметрией, их компоненты располагаются в пространстве упорядоченным образом, но структура квазикристалла, при этом, не повторяется.

Математическое описание квазикристаллов создается достаточно легко, но, как считалось ранее, создание в реальности апериодических кристаллических структур является невозможным. Некоторое время назад ученые уже наблюдали признаки существования квазикристаллов в алюминиевых сплавах, прошедших через сложный процесс из синтеза и термообработки и этот факт стал первым подтверждением возможности их существования. В настоящее время факт существования квазикристаллов считается уже доказанным, и они считаются новым потенциально полезным типом материалов.

Так вернемся же к материалу, созданному в университете Брауна. Интересно то, что ученые изначально даже и не думали о квазикристаллах, их задачей являлся поиск новых методов строительства макроструктур из наноразмерных компонентов. В качестве одного из видов компонентов выступала квантовая точка пирамидальной формы, четырехгранная частица, размером около одного нанометра. Предварительные расчеты показали, что такая форма позволит "упаковать" в определенном объеме пространства большее количество таких частиц, чем частиц традиционной сферической формы.

У четырехгранных частиц была замечена еще одна особенность, они вели себя и взаимодействовали с соседними частицами по-разному, в зависимости от их текущей пространственной ориентации. И в результате этого через некоторое время все частицы самопроизвольно упорядочились, создав сложную структуру, которая известна как квазипрозрачная сверхрешетка.

Исследования этой структуры при помощи электронного микроскопа показали, что частицы формируют десятиугольные образы, объединенные симметрией такого вида, который никогда не встречается в традиционных кристаллах. Единственным исключением являются границы материала, где, для оптимального заполнения пространства, частицы объединяются в образы с меньшим количеством углов.

<< Назад: Мировой океан спасает нашу планету 18.01.2019

>> Вперед: Все самые дорогие компании мира - из сферы ИТ 17.01.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Ультраширокий монитор LG 40HT513D 07.09.2026

Компания LG Electronics презентовала свой новый профессиональный дисплей 40HT513D, сочетающий большую рабочую площадь с функциями, ориентированными специально на медицинские учреждения. Монитор оснащен 40-дюймовой изогнутой IPS Black-панелью с соотношением сторон 21:9 и разрешением 5120 x 2160 пикселей, что соответствует примерно 11 мегапикселям. Такая конфигурация позволяет разместить на одном экране несколько диагностических изображений без разделительных рамок, которые неизбежно возникают при использовании отдельных мониторов. Устройство предназначено для работы с рентгеновскими снимками, компьютерной и магнитно-резонансной томографией, а также другими медицинскими изображениями и получило разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в качестве медицинского устройства. По оценке LG, по площади рабочего пространства один 40HT513D способен заменить конфигурацию из трех 3-мегапиксельных медицинских мониторов. Для специалистов по лучевой диагностике это ...>>

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Случайная новость из Архива Крыша Африки стала ниже 07.04.2000 Экспедиция из 22 немецких геодезистов поднялась на вершину Килиманджаро в Танзании, чтобы с помощью искусственных спутников Земли точно измерить высоту этого потухшего вулкана. Килиманджаро, самую высокую вершину континента, часто называют "крышей Африки". Точно определять положение любой точки на поверхности Земли позволяет глобальная спутниковая система позиционирования, состоящая из 27 спутников. На спутниках установлены точнейшие атомные часы, периодически подающие радиосигнал. Улавливая специальным приемником сигналы от нескольких спутников и засекая разницу во времени их поступления, можно рассчитать точное положение приемника. Установив на вершине антенну, экспедиция измерила высоту горы с точностью до трех сантиметров. Если считать высотой отклонение вершины горы от геоида - сложной геометрической фигуры, которую представляет собой Земля, то высота Килиманджаро составляет 5891 метр 76 сантиметров. Если же считать от отметки уровня моря, принятой на территории Танзании, то величина получается несколько другой - 5893 метра 45 сантиметров. Европейцы впервые взошли на Килиманджаро в 1848 году и на глазок определили высоту горы в 4500 метров. В 1898 году немецкая экспедиция выдала с помощью барометра показатель в 6010 метров (и эта величина фигурирует в Большой Советской Энциклопедии 1953 года издания). Англичане, не восходя на гору, измерили ее высоту в 1950 году с помощью тригонометрии, несколько раз нацелив теодолит с разных точек в долине на вершину горы. По измеренным углам несложно рассчитать высоту. Однако заметные неточности вносило преломление света в воздухе, различное на разных высотах и при разных температурах. Результат - 5895 метров. Итак, "крыша Африки" оказалась сейчас ниже на три с лишним метра.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026