Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

TERRA & Comp
С 07 августа 2003 года обозрение ведет Александр Семенов
До 10.07.2002 вел Кирилл Крылов

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology


"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

24.12.2018
18:42

Физики впервые рассмотрели шестиугольную структуру льда на поверхности графита

    Китайские физики впервые рассмотрели кристаллическую структуру двумерного слоя льда, который возникает на поверхности графита при температуре около 160 кельвинов. Для этого ученые численно рассчитали муаровый узор, который образует слой льда и слой графита, а потом сравнили его с «фотографиями» сканирующего туннельного микроскопа. Оказалось, что молекулы воды выстраиваются в шестиугольники, однако ребра этих шестиугольников не касаются друг друга, и решетка сильно отличается от стандартной сотовой структуры. При этом плотность упаковки достигает 0,134 молекул на квадратный ангстрем — это самая высокая плотность среди двумерных кристаллических льдов. Статья опубликована в Physical Review Letters.

    Когда молекулы воды «приклеиваются» к поверхности металлов, они обычно выстраиваются в двухслойную сотовую структуру — шестиугольную решетку с общими гранями. При этом молекулы, стоящие в вершинах решетки, ориентируются по-разному, так что атомы кислорода попадают на два уровня разной высоты, а плоская структура превращается в гофрированную (puckered). По крайней мере, так ученые обычно описывают этот процесс.

    Тем не менее, более точные наблюдения с помощью сканирующего туннельного микроскопа показывают, что на практике идеальная структура заметно искажается. В частности, около десяти лет назад группа ученых под руководством Микеля Салмерона (Miquel Salmerón) обнаружила, что на поверхности кристалла палладия(111) молекулы воды образуют необычную плоскую структуру вместо обычной гофрированной. Впоследствии физики подтвердили эти эффекты для других металлов, а также объяснили их теоретически. К сожалению, исследовать неметаллические поверхности оказалось гораздо сложнее. В то же время, образование тонкого слоя льда играет важную роль при смачивании или коррозии поверхности, а также при фолдинге белка и гетерогенном катализе. Поэтому определить структуру льда и характер происходящих процессов очень важно.

    Хороший пример неметаллической поверхности, на которой удобно изучать кристаллизацию воды — это поверхность графита или графена, обладающая морфологической плоскостью и высокой степенью однородности. К настоящему моменту физики уже выяснили, что при температурах менее 100 кельвинов на поверхности графита образуется тонкая пленка аморфного льда, которая при дальнейшем отжиге до диапазона 140–180 кельвинов превращается в двухслойный кристаллический лед. Аморфный лед — это твердая фаза воды, которая не имеет дальнего порядка (кристаллической структуры), то есть напоминает стекло или воск. К сожалению, установить, в какую решетку выстраиваются молекулы, ученые не смогли, поскольку полагались только на спектроскопические или дифракционные методы.

    Группа исследователей под руководством Шэна Мэна (Sheng Meng) впервые рассмотрела структуру льда, в который собираются молекулы воды на поверхности высокоориентированного пиролитического графита. Сначала ученые «вырастили» на поверхности графита слой аморфного льда с помощью газового осаждения ультрачистой воды при температуре около 80 кельвинов. Затем исследователи медленно повышали температуру образца, сублимируя лед и обнажая смачивающий слой (слой, который лежит между жидкой водой и графитом). Параллельно ученые наблюдали за поверхностью с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) компании Unisoku, который работает при давлениях порядка 10−13 атмосфер (сверхвысокий вакуум). Когда образец нагрелся до 140 кельвинов, практически весь аморфный лед испарился. При температуре около 150 кельвинов смачивающий слой начал кристаллизоваться и формировать небольшие области обычного льда. При температуре выше 160 кельвинов смачивающий слой полностью исчез, превратившись в разрозненные двумерные островки кристаллического льда — структуру, ради которой затевалось исследование.

    Используя сканирующий туннельный микроскоп, ученые рассмотрели кристаллическую структуру сформировавшегося двумерного льда. Точнее, физики получили набор различных муаровых узоров — изображений, которые получаются при повороте слоя льда относительно верхнего слоя графита. Это указывало на то, что молекулы воды также объединяются в шестиугольную решетку, постоянная которой отличается от постоянной шестиугольной решетки графитового слоя. Рассчитывая муаровый узор при различных значениях постоянной решетки и угла поворота, ученые подогнали узоры под картинки, которые наблюдались на практике. К сожалению, такой метод не позволяет точно «разглядеть» строение решетки. Тем не менее, физики выяснили, что плотность упаковки молекул воды составляет примерно 0,134 молекулы на квадратный ангстрем. Это самое высокое значение среди всех наблюдавшихся на практике двумерных кристаллических льдов.

    Затем исследователи численно смоделировали кристаллическую решетку льда с помощью теории функционала плотности, чтобы уточнить строение льда. Как и ожидалось, в описанных условиях молекулы воды объединялись в шестиугольники, однако ребра этих шестиугольников не касались друг друга. Назвать структуру плоской тоже было нельзя, поскольку ее толщина достигала 1,5 ангстрем. В результате строение решетки сильно отличалось от привычной сотовой структуры. Как бы то ни было, плотность упаковки и муаровые узоры для численно рассчитанной решетки совпали с экспериментом. Поэтому ученые считают, что эта структура действительно описывает реальность.

    В экстремальных условиях вода может находиться в огромном числе фазовых состояний, и ученые до сих пор открывают что-то новое. Например, в июле 2017 года американские физики изготовили лед с рекордно высокой долей кубической структуры, который считается метастабильным и практически не встречается в природе. В сентябре 2017 японские ученые с помощью численного моделирования показали, что цеолитный лед, который имеет низкую плотность (около 0,5 грамм на кубический сантиметр) и пористую структуру, остается стабильным при давлении порядка одного бара и температуре менее 80 кельвинов. Кроме того, в этом году исследователи из США экспериментально зафиксировали переход между различными жидкими фазами переохлажденной воды и объяснили расхождения экспериментов по образованию льда-VII.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/12/24/monolayer-ice

24.12.2018
18:38

В России началось строительство самодвижущейся арктической платформы

    Петербургское судостроительное предприятие «Адмиралтейские верфи» приступило к строительству головной самодвижущейся арктический платформы «Северный полюс» . . .

24.12.2018
18:31

Раскрыта загадка Стоунхенджа

    Археологи выяснили предназначение фолктонских барабанов — древних каменных цилиндров, чей возраст достигает 4-4,6 тысячи лет. Оказалось, что племена, жившие на . . .

24.12.2018
18:27

Доказан редкий механизм эволюции

    Ученые Мичиганского университета (США) наблюдали в дикой природе доказательство существования редкой формы естественного отбора, который способствует усилению . . .

24.12.2018
18:24

Доказано существование планеты-разрушителя в Солнечной системе

    Ученые Даремского университета (Великобритания) получили доказательства того, что несколько миллиардов лет назад неизвестная планета в два раза больше Земли . . .

24.12.2018
18:21

«Время, отведенное человечеству, истекает»

    Выдающийся английский физик-теоретик, космолог, писатель, директор по научной работе Центра теоретической космологии Кембриджского университета Стивен Хокинг . . .

24.12.2018
15:28

Учёные выяснили, что все угольные электростанции несут скрытую угрозу

    После серии исследований воздействия на окружающую среду выбросов в атмосферу от сжигания топлива на обычных угольных электростанций группа учёных . . .

23.12.2018
12:42

Живая слизь решила математическую задачу на миллиарды лет

    Японские ученые выяснили, что слизевик физарум многоголовый (Physarum polycephalum) способен быстро найти оптимальное решение задачи коммивояжера. Результаты исследования . . .

22.12.2018
13:26

Получена фотография гигантского озера воды на Марсе

    Межпланетная станция Mars Express сделала снимок заполненного льдом кратера Королева на Марсе. Об этом сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте Европейского . . .

21.12.2018
18:17

Найден новый вид планет

    Исследователи из Цюрихского университета в Швейцарии и Кембриджского университета в Великобритании открыли новую разновидность планет класса суперземля. Они . . .

21.12.2018
17:17

Опровергнуто существование сингулярностей в черных дырах

    Ученые Университета штата Пенсильвания и Университета штата Луизиана показали, что классическая сингулярность, возникающая в рамках теории относительности . . .

19.12.2018
17:33

Древнее облако газа сохранилось со времен Большого взрыва, выяснили астрономы

    Древнее газовое облако, которое, вероятно, почти не изменилось со времен Большого взрыва, было открыто в далекой части Вселенной при помощи самого мощного в мире . . .

19.12.2018
17:29

Открыт новый яркий квазар на высоком красном смещении

    Используя телескоп Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), астрономы открыли новый яркий квазар на красном смещении порядка 6,8. Этот впервые обнаруженный квазар, . . .

19.12.2018
12:37

Зонду New Horizons разрешили совершить близкий пролет мимо объекта Пояса Койпера

    Изображение окрестностей объекта 2014 MU69, полученное путем объединения сотен снимков, сделанных в период с августа по середину декабря при помощи камеры LORRI. Два . . .

18.12.2018
20:05

Астероиды спасут Землю от экологической катастрофы

    В начале декабря к астероиду Бенну прибыл за образцами породы зонд NASA OSIRIS-REx. В следующем году к Луне полетит китайский аппарат "Чанъэ-5" с бурильной установкой на . . .

18.12.2018
19:59

Ученые из России "разрубили на части" демона Максвелла

    Ученые из МФТИ выяснили, что "демона Максвелла" – устройство, локально нарушающее второй закон термодинамики – можно разделить на несколько частей. Это позволяет . . .

18.12.2018
19:54

Инженеры попытаются улучшить систему сбора мусора в Тихом океане. Сейчас она не работает

    Система сбора пластика в океане Ocean Cleanup, испытания которой идут с начала сентября, не работает: она движется слишком медленно для того, чтобы задерживать мусор . . .

18.12.2018
17:46

Сатурн теряет материал своих колец по «худшему сценарию», выяснили астрономы

    В новом исследовании, проведенном учеными НАСА, показано, что Сатурн теряет свои легендарные кольца с максимальной скоростью, если исходить из оценки, полученной . . .

18.12.2018
15:58

Спутники системы GPS нового поколения направляются в космос

    После нескольких месяцев задержек ВВС США планируют запустить в космос новое поколение GPS-спутников, характеризуемых более высокой точностью, уровнем . . .

18.12.2018
13:59

Физики зажали каплю между эластичными пленками и сделали ее квадратной

    Французские физики изучили форму капли, зажатой между двумя эластичными пленками, растягиваемыми в двух перпендикулярных направлениях. Оказалось, что в этом . . .

<< 471|472|473|474|475|476|477|478|479|480 >>

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвижники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100