Хамтарсан туршилтын болон онолын аргын тусламжтайгаар материалын шинж чанарыг ойлгох ахиц дэвшил

**Гарчиг: Хамтарсан туршилтын болон онолын аргын тусламжтайгаар материалын шинж чанарыг ойлгох ахиц дэвшил**

Саяхан хэвлэгдсэн нэгэн цоо шинэ судалгаанд судлаачид дэвшилтэт материалын шинж чанарын талаар илүү гүнзгий ойлголттой болохын тулд туршилтын болон онолын арга зүйг амжилттай хослуулсан. Энэхүү шинэлэг арга нь материаллаг зан үйлийн талаарх бидний ойлголтыг сайжруулаад зогсохгүй электроник, эрчим хүчний хадгалалт, нано технологи зэрэг янз бүрийн салбарт шинэ хэрэглээг хөгжүүлэх замыг нээж өгдөг.

Физикч, химич, материал судлаачдаас бүрдсэн судалгааны баг атом болон молекулын түвшинд материалын шинж чанарыг зохицуулдаг цогц харилцан үйлчлэлийг тайлах зорилготойгоор энэхүү төслийг эхлүүлсэн. Туршилтын өгөгдлийг онолын загвартай нэгтгэснээр судлаачид янз бүрийн нөхцөлд материал хэрхэн ажиллахыг урьдчилан таамаглах цогц тогтолцоог бий болгохыг зорьсон.

Судалгааны гол онцлох үйл явдлуудын нэг нь хоёр хэмжээст (2D) материал гэж нэрлэгддэг шинэ төрлийн материалыг судлах явдал байв. Графен болон шилжилтийн металлын дихалкогенид агуулсан эдгээр материалууд нь электрон, оптик, механик шинж чанараараа онцгой анхаарал татсан. Гэсэн хэдий ч эдгээр шинж чанаруудад хувь нэмрээ оруулж буй үндсэн механизмуудыг ойлгоход бэрхшээлтэй хэвээр байна.

Үүнийг шийдвэрлэхийн тулд судлаачид нягтын функциональ онол (DFT) зэрэг тооцооллын аргуудын зэрэгцээ атомын хүчний микроскоп (AFM) болон Раман спектроскопи зэрэг дэвшилтэт туршилтын аргуудыг хослуулан ашигласан. Энэхүү хоёрдмол хандлага нь тэдний онолын таамаглалыг нэгэн зэрэг батлахын зэрэгцээ материалын зан төлөвийг бодит цаг хугацаанд ажиглах боломжийг олгосон.

Туршилтын үе шатанд 2 хэмжээст материалын өндөр чанарын дээжийг нэгтгэж, температурын өөрчлөлт, механик стресс гэх мэт янз бүрийн гадны өдөөлтөд хамруулсан. Багийнхан материалуудын хариултыг нямбай бүртгэсэн бөгөөд энэ нь онолын загвараа боловсронгуй болгоход чухал ач холбогдолтой мэдээлэл өгсөн.

Онолын тал дээр судлаачид атомуудын хоорондын харилцан үйлчлэл, гадаад хүчин зүйлийн нөлөөллийг тооцдог нарийн загварчлалуудыг боловсруулсан. Загварчлалын үр дүнг туршилтын өгөгдөлтэй харьцуулснаар тэд зөрүүг тодорхойлж, загвараа улам боловсронгуй болгож чадсан. Энэхүү давтагдах үйл явц нь тэдний таамаглалын үнэн зөв байдлыг сайжруулаад зогсохгүй материаллаг зан үйлийг зохицуулах үндсэн зарчмуудын талаарх ойлголтыг гүнзгийрүүлсэн юм.

Судалгааны чухал үр дүнгийн нэг нь 2 хэмжээст материалын аль нэгэнд урьд өмнө мэдэгдээгүй фазын шилжилтийг илрүүлсэн явдал байв. Тодорхой нөхцөлд явагддаг энэхүү фазын шилжилт нь материалын электрон шинж чанарыг эрс өөрчилдөг. Энэхүү нээлт нь гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд эдгээр өвөрмөц шинж чанаруудыг ашигладаг шинэ электрон төхөөрөмжүүдийг хөгжүүлэхэд хүргэж болзошгүй гэж судлаачид үзэж байна.

Түүгээр ч зогсохгүй хамтарсан арга барил нь тус багт эрчим хүч хадгалах хэрэглээнд эдгээр материалын боломжуудыг судлах боломжийг олгосон. Цэнэглэх, цэнэглэх явцад материалууд ионуудтай хэрхэн харьцдагийг ойлгосноор судлаачид батерей болон суперконденсаторуудын үр ашиг, хүчин чадлыг сайжруулах өөрчлөлтийг санал болгож чадсан.

Энэхүү судалгааны үр дагавар нь нэн даруй олж мэдсэн зүйлээс давж гардаг. Туршилтын болон онолын аргуудыг амжилттай нэгтгэсэн нь материал судлалын ирээдүйн судалгаанд үлгэр жишээ болж өгдөг. Туршилт судлаачид болон онолчдын хамтын ажиллагааг дэмжсэнээр судлаачид шинэ материалын нээлтийг хурдасгаж, тэдгээрийн шинж чанарыг тодорхой хэрэглээнд зориулан оновчтой болгож чадна.

Шинжлэх ухаанд оруулсан хувь нэмэрээс гадна материал судлалын ээдрээтэй сорилтуудыг шийдвэрлэхэд салбар хоорондын хамтын ажиллагааны ач холбогдлыг энэхүү судалгаа онцолж байна. Мэргэшлийн янз бүрийн салбар хоорондын хамтын ажиллагаа нь инноваци болон дэвшилтэт технологийг хөгжүүлэхэд маш чухал гэдгийг судлаачид онцолж байв.

Тогтвортой эрчим хүчний шийдэл, шинэ үеийн электроникийн хүрээнд дэвшилтэт материалын эрэлт өссөөр байгаа тул энэхүү судалгаанаас олж авсан ойлголтууд үнэлж баршгүй байх болно. Материаллаг зан төлөвийг үнэн зөв урьдчилан таамаглах чадвар нь инженер, дизайнеруудад илүү үр дүнтэй, үр дүнтэй бүтээгдэхүүн бүтээх боломжийг олгож, эцэст нь нийгэмд ашиг тусаа өгөх болно.

Дүгнэж хэлэхэд, энэхүү судалгаанд ашигласан туршилтын болон онолын хамтарсан арга нь материалын шинж чанарыг ойлгоход чухал алхам болсон юм. Судлаачид онол ба практикийн хоорондын ялгааг арилгах замаар шинэ үзэгдлийг илрүүлээд зогсохгүй материал судлалын ирээдүйн дэвшлийн суурийг тавьж байна. Энэ салбар үргэлжлэн хөгжиж байгаа тул шинэлэг хэрэглээ, технологийн боломж асар их хэвээр байгаа нь илүү гэрэл гэгээтэй, тогтвортой ирээдүйг амлаж байна.


Шуудангийн цаг: 2024 оны 12-р сарын 19