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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Универсальное лекарство от гриппа 12.06.2012 Международная группа ученых опубликовала в издании Nature Biotechnology результаты своего исследования по созданию универсального лекарства от гриппа. Ученые обнаружили белок, который может помочь в борьбе с потенциально смертельной эпидемией гриппа. Противовирусные препараты, изготовленные на основе этого белка, способны "отключать" основные функции вируса и предотвращать тяжелые последствия инфицирования. В ходе экспериментов в лаборатории новая методика лечения доказала свою эффективность и смогла блокировать многие штаммы пандемического гриппа, в том числе несколько H1N1 (испанский грипп, свиной грипп) и H5N1 (птичий грипп). В своих предыдущих исследованиях ученые использовали компьютерное проектирование для создания белков, способных поражать уязвимые места вируса, с помощью которых он адаптируется к окружающей среде. Теперь ученым удалось оптимизировать дизайн белков с помощью технологии глубокого секвенирования ДНК и в итоге создать препарат, который эффективно атакует целевые структуры вируса. Технология, которую применили ученые, позволяет одновременно "перебирать" миллионы вариантов структуры белка, определять и сохранять полезные мутации. Таким образом можно перепрограммировать белки, например на "подключение" к ключевым структурам вируса и их блокирование. Данное исследование открывает широчайшие возможности по созданию универсального лекарства от гриппа. Кроме того, данную технологию можно применить для разработки лекарственных препаратов от множества различных инфекций.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026