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:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Кишечные бактерии могут влиять на настроение 19.02.2019 Исследование бельгийских ученых показало, что многие кишечные бактерии могут производить вещества, которые влияют на функцию нервных клеток и, возможно, на настроение. Ранее несколько исследований на мышах показали, что кишечные микробы могут влиять на поведение животных, а небольшие исследования людей показали, что микробный состав в кишечнике изменяется при депрессии. Чтобы проверить, насколько прочна связь между микробиомом человека и его психическим здоровьем, Йерун Раес, микробиолог из Левенского католического университета (Бельгия), и его коллеги изучили крупную группу людей для оценки "нормального" микробиома. Всего в исследовании участвовали 1054 бельгийца. Некоторым из них - 173 людям - был поставлен диагноз "депрессия" или они показали плохие результаты исследования качества жизни. Команда сравнила состояние кишечной флоры у участников с депрессией и остальных испытуемых. Выяснилось, что у людей при депрессии уровень таких микробов, как Coprococcus и Dialister, оставался низким в микробиомах людей. При этом не имело значения, принимали ли люди антидепрессанты или нет. А у участников, утверждающих, что обладают высоким психологическим качеством жизни, уровень этих микробов, наоборот, был высок. Далее команда просмотрела результаты медицинских тестов другой группы, которая объединила 1064 голландцев. Исследователи обнаружили, что те же два вида бактерий отсутствовали в микробиомах тех людей, кто находился в депрессии, а также у семи участников, страдающих от тяжелой клинической депрессии. Ученые признают, что сейчас данные не подтверждают причинно-следственную связь. Возможно, эффект даже работает наоборот: не микробы влияют на наше настроение, а наше психическое здоровье влияет на состояние микробиома. Тем не менее в последующих экспериментах исследователи нашли доказательства того, что микробы могут "общаться" с нашей нервной системой, производя нейромедиаторы, которые отвечают за передачу электрохимических импульсов нервным клеткам. Ученые обнаружили, например, что у копрококка (Coprococcus), по-видимому, есть путь, связанный с дофамином, ключевым сигналом мозга, который отвечает за чувство удовлетворения. Открытие может привести к новым пробиотическим методам лечения депрессии, которые помогут повысить уровень необходимых микробов в кишечнике человека. Однако для этого необходимо провести еще множество исследований, которые подтвердят, что микробные соединения, вырабатываемые в кишечнике, могут влиять на наш мозг.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026