По итогам проверки РНФ не выявлено ни одного нарушения при реализации проектов, поддерживаемых фондом. Поздравляем всех руководителей и участников проектов РНФ и желаем им новых успехов!

Ученые НИИ НПМ в рамках контракта с Уфимским государственным авиационным техническим университетом (УГАТУ) разработали алгоритмы и программы для атомистического моделирования. Заказчику были переданы программы для валидации потенциалов межатомного взаимодействия, используемые для моделирования кристаллических решеток методом молекулярной динамики в далеких от равновесия условиях. После тестирования, работа была принята заказчиком. Поздравляем участников проекта с его успешным завершением!

На основе ab initio расчетов предсказаны свойства новых материалов на основе двухслойного нитрида бора, названные борнитранами (по аналогии с диаманами). Они представляют собой муаровые структуры, в которых слои повернуты друг относительно друга на угол, близкий к 30 градусам. Они обладают необычными электронными свойствами - уплощенными электронными зонами, множеством пиков на плотности электронных состояний из-за напряженных межслоевых связей и большими эффективными массами носителей заряда. По мнению авторов, в них можно наблюдать динамику локализованных экситонов.

Работа опубликована в журнале Applied Surface Science.

Исследовались волоконно-матричных композиты на основе протезного материала на основе полиметилметакрилата, армированного конопляными волокнами. Было подготовлено и исследовано десять групп композитных образцов, отличающихся длиной и концентрацией армирующих волокон. Для каждого образца проводили испытание на прочность при сжатии и изгибе. Природа взаимодействия между матрицей и волокнами исследовалась с помощью сканирующей электронной микроскопии, инфракрасной спектрометрии и теории функционала электронной плотности. Было доказано образование прочных водородных связей между матрицей и волокнами, что объясняет наблюдаемое улучшение механических свойств композита. Добавление даже 2% (по массе) волокон приводило к радикальному увеличению прочности. Работа опубликована в журнале Fibers&Polymers.

Работа опубликована в журнале Fibers&Polymers.

Исследование посвящено новому двухслойному 2D материалу на основе графена и борофена, который может сочетать свойства обоих материалов. Авторы предложили одностороннюю пассивацию поверхности атомами водорода для стабилизации борофен-графена с периодической перфорацией. Внеплоскостной пьезоэлектрический эффект двухслойной структуры оказался заметно сильнее, чем у борофен-графена. Особый интерес представляют оптические свойства исследованной структуры, главным образом из-за пиковых значений поглощения в оптическом диапазоне. Авторы планируют в дальнейшем исследовать также мембранные и каталитические характеристики перфорированного двухслойного листа.

С работой можно ознакомиться на сайте журнала Materials Today Nano.

В рамках теории функционала плотности была предсказана новая твердая аллотропная форма азота, устойчивая при давлениях выше 20 ГПа. Она обладает низкой симметрией кристаллической решетки и проявляет полуметаллические электронные свойства, что очень необычно для кристаллических структур азота при столь низких давлениях. Структурные, энергетические, механические и электронные свойства этой фазы сопоставлены с аналогичными характеристиками гош-фазы азота - одной из самых исследованных форм немолекулярного азота.

Полный текст работы опубликован в журнале "Письма в ЖЭТФ".

С.н.с. НИИ НПМ совместно с другими сотрудниками лаборатории и коллегой из Индии опубликовал статью о свойствах гетероструктуры "борофен + графенилен", которые соединены друг с другом ковалентными связями.

Системы такого типа получаются из обычных ван-дер-Ваальсовых гетероструктур под действием внешнего давления и/или химической функционализации. Возникновение межслоевых ковалентных связей приводит к тому, что получившаяся двухслойная система может обладать улучшенными свойствами по сравнению со своими компонентами. В рассматриваемой в статье системе углеродный слой определяет отличные механические свойства и стабилизирует борофен, а бор обеспечивает высокую химическую и каталитическую активность. Периодически расположенные отверстия обуславливают возможность сильных механических деформаций, которые позволяют варьировать ширину запрещенной зоны почти на порядок (от 40 до 280 мЭв). Постепенная гидрогенизация также позволяет менять ширину запрещенной зоны, но в более широких пределах, превращая систему в широкозонный полупроводник. Таким образом, покрывается практически весь диапазон запрещенных зон, полезных для наноэлектроники и фотовольтаики.

Работа поддержана Российским научным фондом.

Вед. научн. сотр. Катин К.П. выступил в полуфинале конкурса "Лига лекторов" всероссийского общества "Знание" с лекцией "Топливо из воздуха". Он популярно рассказал об исследовании немолекулярных форм азота, ведущихся в НИИ НПМ. Тройная связь между атомами азота - самая энергоемкая из всех существующих в природе, поэтому немолекулярные формы азота могут запасать огромную энергию. Однако устойчивых таких форм оставляет желать лучшего: для их стабилизации нужно давление в сотни тысяч атмосфер. В НИИ НПМ уже много лет ведутся работы по поиску более устойчивых форм азота; недавно началось выполнение гранта РНФ по этой тематике. Продуктом распада немолекулярного азота являются молекулы N2, из которых в-основном состоит воздух, поэтому такое топливо считается экологически чистым. На последнем слайде Константин Петрович представил три химических элемента, имеющих ключевое значение для будущей энергетики: водород, углерод и азот. "Мы вместе со слушателями обсудили, почему именно эти элементы опередили всех конкурентов в таблице Менделеева, и как можно увеличить шансы азота в борьбе за лидерство в некоторых областях энергетики", - сказал он.

Адресная доставка лекарств все чаще используется в современной медицине. Наиболее эффективным применением доставки является лечение рака: она обеспечивает высвобождение препарата непосредственно в опухоли. Многие противоопухолевые препараты имеют короткий период полураспада и флуктуирующую концентрацию, а доставка позволяет уменьшить дозу препарата. Сотрудники НИИ НПМ теоретически исследовали структуру фторированных фуллеренов и возможность их использования в качестве носителей лекарств. Среди преимуществ фторированных носителей авторы работы называют лучшую связь с лекарством, удобство наблюдения химических сдвигов при помощи ЯМР и повышенную активность в ближнем ИК диапазоне. Первым автором статьи стала Е. Калика, студентка бакалавриата МФТИ, проходящая стажировку в НИИ НПМ.

В статье ст. научн. сотр. К.С. Гришакова, опубликованной в журнале Phys. Chem. Chem. Phys., проведен поиск новых фаз немолекулярного азота. Продемонстрировано, что азотные кластеры N8, которые считаются перспективными энергоемкими соединениями, под давлением могут формировать устойчивую твердую фазу. Оказалось, что эта фаза остается динамически стабильной при понижении давления до нуля. Полученный результат может послужить основой для создания целого семейства новых энергоемких материалов на основе немолекулярного азота.

Только что опубликованная работа посвящена исследованию взаимодействия лекарственных препаратов хлорохина и фазепиравира с фторированными фуллеренами. Производные углеродного фуллерена интересны тем, что они сочетают в себе известные свойства обычного фуллерена (контролируемый размер, высокая стабильность и биосовместимость) с дополнительными преимуществами, связанными с наличием допантов. Системы с двумя различными типами допантов особенно сложны, потому что в них имеет значение взаимодействие допантов друг с другом.

В статье рассмотрены фуллерены, функционализированные одновременно фтором и ионами металлов. Многие металлы оказались неподходящими: например, ионы Cr3+ и Fe2+ приводили к разрыву C–F связей. Лучшим для доставки лекарств был признан ион Ni2+, который не нарушает структуры и стабильности фторированных фуллеренов. Системы на основе никеля сочетают хорошую адсорбцию лекарств с хорошо известными преимуществами наносистем на основе фторированного углерода. Ожидается, что такие комплексы можно использовать в качестве носителей хлорохина и других лекарственных средств с аналогичной молекулярной структурой.