В поиске высокоэффективных материалов для хранения газа, тепловых изоляторов или динамических наносистем, важно понять тепловое поведение вещества вплоть до молекулярного уровня. Классическая термодинамика усреднена по времени и по значительному числу молекул. В трехмерном пространстве одинарные молекулы могут принимать практически бесчисленное число состояний, и оценка их по отдельности практически невозможна. Теперь исследователи из Технического университета Мюнхена и университета Линкопинга разработали методологию, которая позволяет исследовать равновесную термодинамику отдельных молекул с атомным разрешением при заметных температурах. Прорывное исследование основано на двух столпах: технология, которая позволяет запирать молекулы в двухмерных нанопорах, и экстенсивное компьютерное моделирование. Двухмерная ловушкаДоктор Флориан Клаппенбергер разработал метод производства высококачественных металлорганических сетей на серебряной поверхности. Сеть формирует нанопоры, которые ограничивают свободу передвижения адсорбированных одинарных молекул в двух измерениях. С помощью сканирующей туннельной микроскопии исследователи способны отслеживать их передвижения при различных температурах с субнанометровым разрешением. Параллельно с экспериментами исследователи работали со сложными компьютерными моделями для описания температурной зависимости динамики этих одинарных пойманных в ловушку молекул. «Мы провели вычисления на современных суперкомпьютерах, чтобы понять взаимодействие и облик энергии, определяющие движение молекул», заявил исследователь Джонас Бьорк. Сравнив экспериментальные и моделируемые данные, исследователи выяснили, что в определенных условиях составная теория достигает простой проекции молекулярных положений в пространстве. Этот подход является центральным для статистической механики, однако ранее он никогда не применялся для воспроизводства эксперимента из-за фактически бесконечных молекулярных положений и энергий, необходимых для наблюдения без наномасштабного ограничения. 27.02.2015 |
Хайтек
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений | |
Для инженеров, работающих над мягкой робо... |
Инструмент прогнозирования ускорит исследования в области сверхпроводников | |
Функциональность многих современных передовых ... |
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом | |
С помощью большой языковой модели инженеры Мас... |
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка | |
Слабые флуктуации в сверхпроводимости, яв... |
Роняйте на здоровье. Разработан материал для электроники с адаптивной прочностью | |
Неприятности случаются каждый день, и есл... |
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов | |
Органическая электроника — область,... |
Печатный полимер позволяет изучить хиральность и спины при комнатной температуре | |
Печатаемый органический полимер, который при&n... |
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах | |
Исследовательская группа, работающая в UN... |
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе | |
Исследователи из Стэнфорда приблизились к... |
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий | |
Когда речь заходит о сверхпроводящих куби... |
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний | |
Ученые из Университета Падерборна примени... |
Физики впервые услышали звуки "схлопывания" тепла в сверхтекучей жидкости | |
В большинстве материалов тепло предпочитает ра... |
Nature Communications: Ученые придумали, как защитить золотые катализаторы | |
Впервые исследователи, в том числе и... |
Nature Photonics: Поставлен рекорд эффективности первоскитовых светодиодов | |
Используя простой метод solvent sieve, исследо... |
Создан новый сверхпроводник из иридия, циркония и платины с хиральной структурой | |
Исследователи из Токийского университета ... |
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов | |
Исследователи из Калифорнийского универси... |
В Японии робота с живыми мышцами научили ходить под водой — на суше он высохнет | |
Исследователи из Токийского университета ... |
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути | |
Исследователи из Принстона применили спле... |
Создано доступное и экологичное решение для плоских дисплеев и носимой техники | |
Исследовательская группа под руководством... |
Разработан экологичный способ производства проводящих чернил для электроники | |
Исследователи из Университета Линчепинга,... |
AFM: Ученые разрабатывают технологию интеграции искусственных нейронных сетей | |
С появлением таких новых отраслей, как ис... |
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ | |
Ученые из Томского политехнического униве... |
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света | |
В основе глобальной интернет-связи лежит оптич... |
Создан новый держатель образцов для измерения температур в сверхмалом диапазоне | |
Группа специалистов из Helmholtz-Zentrum ... |
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения | |
Мемристорные устройства представляют собой кат... |
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников | |
Замещающее легирование чужеродными элементами ... |
eLight: Разработан подход для создания сверхчувствительных сенсоров | |
Датчики — важнейшие инструменты для... |
Монополи фазы Берри применили для создания высокотемпературных спинтроников | |
Спинтроники — это электронные ... |
Создан новый подход для разработки новых оптических устройств для биомедицины | |
Интегрированные сети распределения, обработки ... |
LAM: Создано устройство, способное произвести революцию в использовании света | |
Жидкокристаллические, или ЖК, фазовые мод... |