🔬 MOF-технологии или как пористые кристаллы изменят наш мир

Нобелевская премия по химии 2025 присуждена за создание металло-органических каркасов (MOF) — сверхпористых структур с огромной площадью поверхности.

Что это такое?

MOF— сверхпористые кристаллы из ионов металлов и органических молекул.  Благодаря своей пористой структуре, они обладают огромной внутренней поверхностью и могут использоваться для фильтрации, адсорбции и хранения газов.

Применение:
💧 Вода из воздуха
Поглощают влагу ночью и выделяют чистую воду днём под солнцем.

🌫 Улавливание CO₂
Фильтры захватывают углекислый газ.

⚡ Водородная энергетика
«Водородная губка» для безопасного хранения топлива.

🧪 Молекулярные сита
Разделяют сложные смеси в нефтепереработке и фармацевтике.

Важность для физики:
✅Изучения квантовых эффектов
✅Платформа для квантовых сенсоров
✅Новый класс метаматериалов

MOF — яркий пример, как фундаментальное открытие создаёт технологии для энергетики, экологии и медицины.

«Работа даёт вам смысл и цель, и жизнь без неё пуста. Жизнь была бы трагичной, если бы не была так забавна. Какой бы трудной ни казалась жизнь, всегда есть что-то, что можно сделать и в чём преуспеть. Главное — не сдаваться».

Стивен Хокинг

#цитатыимотивация

💧 Вода оказалась «супергероем» с двойной личностью. Нано-открытие 2025

Казалось бы, о воде мы знаем всё. Но команда из Манчестерского университета (среди авторов — нобелиат Андрей Гейм) открыла её вторую, фантастическую сущность.

🤯 Суть открытия:
Когда воду «сплющили» в пространстве толщиной в несколько атомов, она превратилась в суперматериал. В одном направлении она стала «электрически мёртвой», а в другом — её электрическая активность взорвалась, выросла на порядок.

🔬 Цифры и факты:
Обычная вода: диэлектрическая проницаемость ≈ 80
Нано-вода (1-2 нм): диэлектрическая проницаемость ≈ 1000 (как у лучших сегнетоэлектриков для электроники).
Проводимость выросла до уровня суперионных жидкостей — фаворитов для аккумуляторов будущего.
«Думайте, будто у воды раздвоение личности. Посмотрите на неё в профиль — и она электрически сверхактивна», — объясняет руководитель исследования Лаура Фумагалли.

⚙️ Почему это важно?
Так же, как графен открыл чудеса в одном слое графита, это открытие показывает, что самая изученная жидкость на Земле скрывала невероятный потенциал.

Это ключ к:
Аккумуляторам нового типа с рекордной ёмкостью.
Наноразмерной электронике, где вода может стать активным элементом.
Биологии и медицине, где все процессы идут в наномасштабах.

Самое обычное вещество на Земле оказалось кладезем технологических сюрпризов.

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09558-y

Гидрогели - новый прочный металл?
Сейчас мы в этом разберемся.

Учёные из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали метод создания высокопрочных конструкций из металла и керамики.

Как работает новый метод?
1. Сначала на 3D-принтере создается каркас из простого гидрогеля.
2. Эту заготовку многократно пропитывают растворами металлических солей.
3. Процесс пропитки повторяется 5-10 раз, позволяя достичь очень высокого содержания металла в композите.
4. На последнем этапе гидрогель удаляется с помощью нагрева. Остается объект, в точности повторяющий форму исходной заготовки.
Полученные материалы оказались в 20 раз прочнее аналогов, полученных предудщими методами, усадка составила всего 20% против 60–90%. 
Технология особенно перспективна для деталей, которые должны быть одновременно прочными, лёгкими и сложными.
Сейчас команда работает над увеличением плотности материалов и автоматизацией процесса с помощью роботов.
https://doi.org/10.1002/adma.202504951

Сегодняшний интерактив хочется сделать необычным. Этот канал растет, как и наша кафедра, с каждым днём. В связи с этим хотим привнести изменения в название нашего канала, что отразило бы наш рост над самими собой и мы приглашаем каждого читателя принять в этом участие и проголосовать за новое название нашего телеграм-канала!

«Никакая парадоксальная ситуация не является неразрешимой. Всякая самая сложная задача содержит в себе возможности для своего решения. Нужно лишь найти новый, нетривиальный подход.»

"Атомная физика и человеческое познание", Нильс Бор

Коллеги, отличные новости!

🔥 Разработанный учеными НИЯУ МИФИ первый в России тандемный трехквадрупольный масс-спектрометр уже прошел государственные испытания

ℹ️ Этот прибор открывает новые возможности для исследований в различных областях, от диагностики генетических заболеваний у новорожденных до контроля качества продуктов питания и судебной экспертизы. Разработка позволит снизить зависимость от импортного оборудования и укрепить технологический суверенитет страны.

🔗 Подробнее читайте в статье по ссылке

#новостикафедры

Ученые преодолели главный квантовый предел. Теперь можно увидеть невидимое!

Исследователи из Корейского института науки и технологий (KIST) впервые в мире создали распределенную квантовую сенсорную сеть, которая преодолела «стандартный квантовый предел» — фундаментальный барьер точности измерений, существующий из-за самой природы света и материи.

В чем прорыв?
До сих пор квантовые сенсоры позволяли повысить точность, но жертвовали разрешением. Команда доктора Хян-Таг Лима использовала особое запутанное состояние частиц — мульти-модовое состояние N00N. Оно создает сверхчеткие интерференционные полосы, что позволяет одновременно повысить и точность, и разрешение. В экспериментах точность измерений удалось повысить на 88%, практически достигнув теоретически возможного предела Гейзенберга.

При чем здесь молекулярная физика?
Это открывает новую эру в изучении вещества. Представьте, что мы можем не просто усредненно измерять свойства материала, а в реальном времени видеть, как ведут себя отдельные молекулы в сложной структуре — наблюдать за образованием и разрывом связей, фазовыми переходами и динамикой наномасштабных процессов с беспрецедентной детализацией.

Что это даст на практике?

1) Сверхточная молекулярная спектроскопия: Анализ структур белков и сложных полимеров с высочайшим разрешением.

2) Наблюдение за процессами в реальном времени: Можно будет отслеживать, как протекают химические реакции на молекулярном уровне.

3) Новые материалы: Ускорение разработки современных материалов, включая молекулярные процессоры и высокотемпературные сверхпроводники.

«Это доказывает, что квантовая запутанность становится практическим инструментом, а не только теоретической концепцией», — отметил доктор Лим.

Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
https://journals.aps.org/prl/

🧲 Стекло с суперспособностями

Ученые из МФТИ и Брестского государственного университета им. А. С. Пушкина создали уникальный материал — стекло, которое сочетает в себе оптические, магнитные и электрические свойства. Это важный шаг к материалам будущего — мультиферроикам.

В чем суть технологии?
За основу взяли цинк-теллуритное стекло. Оно обладает высокой оптической прозрачностью, низкой температурой плавления и возможностью интегрировать наночастицы других веществ. Цинк-теллуритные стекла — диамагнетики. Чтобы наделить его новыми свойствами, физики добавили наночастицы магнетита (Fe₃O₄) для магнитности и титаната бария (BaTiO₃) — для сегнетоэлектрических свойств.

Что получилось?
• Стекло приобрело комбинированные свойства: при комнатной температуре оно парамагнетик, а при охлаждении становится ферромагнетиком.
• Обнаружена остаточная электрическая поляризация, что доказывает формирование заряженных кластеров в материале.

Что неожиданного?
Титанат бария не усилил, а ослабил электрический и магнитный отклик стекла. Это ценное открытие, которое меняет представления о взаимодействии материалов в наномасштабе.

Где это пригодится?
• Спинтроника и магнитная память для компьютеров будущего
• Оптоэлектроника: волоконные усилители и управление светом с помощью магнитов
• Чувствительные сенсоры нового поколения.
https://link.springer.com/article/10.1007/s10717-025-00774-6#citeas

«Невозможно работать над чем-либо, совершенно не веря, хоть в малейшей степени, в успех своего начинания».
Из письма Гейзенберга Паули

#цитатымотивация