2020年5月28日
来自俄罗斯、瑞典和韩国的一个国际研究小组提出了一种新的方法来测试预测的二维材料的结构稳定性。亚博网站下载这次测试揭示了早些时候错误提出的一些材料。亚博网站下载学者们认为，这种新方法的使用将进一步有助于避免在现代世界需求旺盛的二维纳米材料的开发中出现错误。亚博网站下载研究结果发表在《国际期刊》上物理化学．
二维结构是由原子晶格层组成的最薄的薄膜，自20世纪中期以来，二维结构的存在一直是人们广泛讨论的问题。几十年来，科学家们一直在进行激烈的讨论，直到理论结论证明了这种可能性，并在后来的石墨烯合成实验中得到了证实。石墨烯是一种单原子厚度的晶体碳。从那时起，人们对具有意想不到的性能的二维材料的关注——高强度(比金属强数百倍)、轻亚博网站下载便、导热性——显著增加，今天通过实验获得的二维材料有几十种。
值得注意的是，大多数早期材料主要是通过反复试验发现的。亚博网站下载然而，随着足够的计算机能力和理论预测方法的出现，学者们现在甚至在合成材料之前就发现了材料。亚博网站下载现代高性能算法和方法可用于在已知化合物中大规模扫描新的二维材料。亚博网站下载此外，在他们的帮助下，我们可以创造出具有设计性能的未知材料。亚博网站下载然而，为了使这些预测材料能够满足生产需要，并具有应用于实际的前景，有必要对其稳定性进行计算。亚博网站下载
“我们发现，现有和广泛使用的方法来检查理论上已知的二维材料的稳定性有一个严重的缺点，这允许绕过普遍接受的标准，实际上，在某些情况下，导致对二维材料稳定性的错误预测。”亚博网站下载简单地说，这样的材料根本不应该存在，实际上没有机亚博网站下载会通过实验得到它们，发现这样的材料只不过是所用方法的一个错误。SibFU科学与创新部基础科学研究实验室的研究工程师Artyom Kuklin说。亚博老虎机网登录
这位学者解释说，目前常用的方法的主要缺点是对材料的描述模式。
“当建模时，研究人员使用某种条件材料，这是一种无限重复的模式，由所谓的单元细胞组成——结构的最小碎片。”看起来就像在笔记本上重复出现的细胞。此外，关于一个单元格的信息提供了关于整个工作表的信息。该模型假设所有这些细胞都是刚性连接的，它们不能沿着这种连接弯曲。换句话说，我们知道这是一张完全偶数的无限大的纸，当然，这张纸与现实的排列很弱，Artyom Kuklin解释道。
研究的作者建议忽视无限的模型材料,但相反,考虑有限大小的部分作为一个附加条件稳定的二维纳米材料,因为这部分没有严格限制结构的各个部分之间的联系。亚博网站下载如果在这些条件下，材料保持与在周期模型中相同，那么在它里面就没有内应力。如果材料发生了明显的变形(例如折叠)，那么结构中的内应力将成为不稳定的标志，因此在现实中这种材料的可实现性将是可疑的。
“使用提出的方法，我们的团队证明了最近合成的二维材料钯二硒化物(PdSe2)的结构稳定性，以及之前提出的几个具有类似结构的二维材料的不稳定性。亚博网站下载我们认为这种方法足够有效，可以从理论上研究未来技术中有前景的材料。亚博网站下载顺便提一下，对于评估二维材料内应力缺失的另一个标准，我们提出了相对于相同材料的纳米管来研究其稳定性。在这种情况下，二维材料应该比纳米管更稳定。
我们希望科学界将他们的注意力转向上述问题，并改进现有的算法，以避免未来出现类似的错误。”研究人员总结道。
这项研究得到了俄罗斯科学基金会的支持，是18-13-00363项目的一部分。亚博老虎机网登录
来源:http://www.sfu-kras.ru/en