Биомиметические наноматериалы

Нанотехнологии
Физическая химия
"Умные" материалы
Заведующий лабораторией

Квашнин Дмитрий Геннадьевич

д.ф.-м.н., доц.
Публикаций
82
Цитирований
3223
Индекс Хирша
18
Публикаций
83
Цитирований
3290
Индекс Хирша
19
Публикаций
85
Цитирований
3197
Индекс Хирша
17
Необходимо авторизоваться.

Коллектив лаборатории занимается решением фундаментальных задач, находящихся на стыке физики, химии и биологии. Основной профиль лаборатории – использование современных вычислительных методов компьютерного материаловедения, таких как квантово-химические методы, эволюционные алгоритмы, методы машинного обучения и искусственного интеллекта для решения поставленных задач. Исследования группы поддержаны несколькими грантами Российского научного фонда (РНФ), международным грантом Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и грантом Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации.

Мы в социальных сетях:

https://vk.com/biomiteorlab

  1. Теория функционала плотности (DFT)
  2. Молекулярная динамика и квантово-химические расчеты
  3. Эволюционный поиск материалов
  4. Машинное обучение
Дмитрий Квашнин
Заведующий лабораторией
Попов Захар Иванович
Захар Попов
Старший научный сотрудник
Коровина Анастасия Викторовна
Анастасия Коровина
Младший научный сотрудник

Направления исследований

Дизайн низкоразмерных наноматериалов для искусственного фотосинтеза

+
Искусственный фотосинтез - это химический процесс, который биомимикрирует естественный процесс фотосинтеза для преобразования солнечного света, воды и углекислого газа в углеводы и кислород. Термин искусственный фотосинтез обычно используется для обозначения любой схемы захвата и хранения энергии солнечного света в химических связях топлива (солнечного топлива). Предлагаемое исследование направлено на поиск новых материалов для реализации фотокаталитического расщепления воды с образованием водорода и кислорода

Разработка аналитических моделей и алгоритмов на основе нейросетей для эффективного описания связи между структурой и свойствами

+
Исследование влияния внешних возмущений, таких как механические деформации, электрическое поле на физико-химические свойства низкоразмерных наноматериалов. Изучение и описание закономерностей между атомной структурой и свойствами. Создание аналитической модели для расчета поляризации и пьезоэлектрических коэффициентов в двумерных материалах. Обучение модели на основе нейросетей для описания связи между структурой и пьезоэлектрическими свойствами.

Поиск и исследование новых двумерных материалов для применения в качестве биохимических сенсоров

+
Фокус научных интересов в области низкоразмерных наноструктур все больше смещается в сторону тех двумерным материалов, синтез которых возможен только в лабораторных условиях. Это происходит из-за того, что большинство двумерных материалов, получение которых возможно из кристаллических материалов природного происхождения, имеющих слоистую структуру (графен, дихалькогениды переходных металлов и пр.) уже были подвергнуты всестороннему исследованию. Теоретические подходы предсказания и исследования новых материалов позволяют значительно сократить затраты времени на экспериментальный синтез и исследование материалов, перспективных для применения в электронике, катализе и сенсорике. Поиск новых низкоразмерных материалов, обладающих высокой удельной площадью поверхности и высокой чувствительностью для сенсорики является крайне сложной задачей с экспериментальной точки зрения. Для ускорения процесса поиска новых материалов в данном проекте предлагается использовать методы теоретического материаловедения.

Новые 0D/2D гетероструктуры для фотоники, сенсорики и катализа

+
Двумерные наноматериалы представляют собой перспективную платформу для создания материалов, имеющих потенциал для использования в широком диапазоне применений: оптике, сенсорике, катализе. Препятствием на пути к повсеместному применению вновь синтезируемых двумерных наноматериалов различного химического состава является их низкая стабильность в окружающей среде при нормальных условиях. Альтернативой к поиску новых низкоразмерных структур может служить функционализация известных структур дихалькогенидов металлов (ДПМ) и двумерных форм углерода, таких как графен и его производные (оксид графена (ОГ), восстановленный оксид графена) с целью придания им желаемых свойств. Таким образом возможно не только повысить их стабильность в окружающей среде, но и значительно улучшить их характеристики. Проект нацелен на поиск новых масштабируемых подходов по функционализации поверхности двумерных наноматериалов органическими молекулами для обнаружения перспективных покрытий не только для защиты материалов от деградации под воздействием окружающих условий, но и для наделения данного материала и всей получаемой новой гетероструктуры уникальным набором необходимых свойств для потенциального применения в индустрии.

Исследование процессов имплантации низкоразмерных наноматериалов

+
Моделирование процессов имплантации УНТ, фуллеренов, атомных групп и ионов в поверхность низкоразмерных наноматериалов. Поиск возможных методов получения новых пористых наноструктур и квантовых точек с помощью имплантации.

Исследования распространения электронного волнового пакета в низкоразмерных наноматериалов

+
Разработка и написание алгоритмов на основе метода сильной связи для изучения электронного транспорта в низкоразмерных наноматериалах.

Наноматериалы низкой плотности для различных применений

+
Исследование нанопористых материалов на основе легких элементов, а также новых фаз Mo-S для применения в качестве фильтрующих элементов, химически активных поверхностей получения и хранения водорода, элементов литий-ионных аккумуляторов

Публикации и патенты

2D-Mo3S4 phase as promising contact for MoS2
Sukhanova E.V., Kvashnin A.G., Bereznikova L.A., Zakaryan H.A., Aghamalyan M.A., Kvashnin D.G., Popov Z.I.
Q1 Applied Surface Science 2022 цитирований: 2
Moiré Diamones: New Diamond-like Films of Semifunctionalized Twisted Graphene Layers
Chernozatonskii L.A., Demin V.A., Kvashnin D.G.
Q1 Journal of Physical Chemistry Letters 2022 цитирований: 0
Nanostructuration Impact on the Basic Properties of the Materials: Novel Composite Carbon Nanotubes on a Copper Surface
Kamanina N., Toikka A., Kvashnin D.
Q2 Journal of Composites Science 2022 цитирований: 0
Open Access
Open access
Mechanism of graphene oxide laser reduction at ambient conditions: Experimental and ReaxFF study
Orekhov N.D., Bondareva J.V., Potapov D.O., Dyakonov P.V., Dubinin O.N., Tarkhov M.A., Diudbin G.D., Maslakov K.I., Logunov M.A., Kvashnin D.G., Evlashin S.A.
Q1 Carbon 2022 цитирований: 3
Diamane quasicrystals
Chernozatonskii L.A., Demin V.A., Kvashnin A.G., Kvashnin D.G.
Q1 Applied Surface Science 2022 цитирований: 5
Theoretical Study of the Electronic and Transport Properties of Lateral 2D–1D–2D Graphene–CNT–Graphene Structures
Valeev B.Y., Toksumakov A.N., Kvashnin D.G., Chernozatonskii L.A.
Q2 JETP Letters 2022 цитирований: 0
Semiconductor nanochannels in metallic carbon nanotubes by thermomechanical chirality alteration
Tang D., Erohin S.V., Kvashnin D.G., Demin V.A., Cretu O., Jiang S., Zhang L., Hou P., Chen G., Futaba D.N., Zheng Y., Xiang R., Zhou X., Hsia F., Kawamoto N., et. al.
Q1 Science 2021 цитирований: 8
Open Access
Open access
Novel two-dimensional boron oxynitride predicted using the USPEX evolutionary algorithm
Popov Z.I., Tikhomirova K.A., Demin V.A., Chowdhury S., Oganov A.R., Kvashnin A.G., Kvashnin D.G.
Q1 Physical Chemistry Chemical Physics 2021 цитирований: 2
Tunable Single-Atomic Charges on a Cleaved Intercalated Transition Metal Dichalcogenide
Lim S., Pan S., Wang K., Ushakov A.V., Sukhanova E.V., Popov Z.I., Kvashnin D.G., Streltsov S.V., Cheong S.
Q1 Nano Letters 2021 цитирований: 0
Metallocene inspired 2D metal intercalated carbon allotropes: Stability and properties via DFT calculations
Popov Z.I., Sukhanova E.V., Kvashnin D.G.
Q1 Carbon 2021 цитирований: 1
Al/SiC nanocomposites with enhanced thermomechanical properties obtained from microwave plasma-treated nanopowders
Kutzhanov M.K., Matveev A.T., Kvashnin D.G., Corthay S., Kvashnin A.G., Konopatsky A.S., Bondarev A.V., Arkharova N.A., Shtansky D.V.
Q1 Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2021 цитирований: 2
Prospective nanostructured coatings for modification of calcium fluoride surfaces
Kamanina N.V., Kuzhakov P.V., Kvashnin D.G.
Q3 Journal of Optical Technology (A Translation of Opticheskii Zhurnal) 2021 цитирований: 0
Liquid Crystal Systems with WS2 Nanoparticles in the Optical Limiting Effect
Kamanina N.V., Toikka A.S., Kvashnin D.G.
Q3 Zhidkie Kristally i Ikh Prakticheskoe Ispol'zovanie 2021 цитирований: 0
Surface Heterostructure of Aluminum with Carbon Nanotubes Obtained by Laser-Oriented Deposition
Kamanina N., Borodianskiy K., Kvashnin D.
Q2 Coatings 2021 цитирований: 2
Open Access
Open access
Microstructure evolution during AlSi10Mg molten alloy/BN microflake interactions in metal matrix composites obtained through 3D printing
Konopatsky A.S., Kvashnin D.G., Corthay S., Boyarintsev I., Firestein K.L., Orekhov A., Arkharova N., Golberg D.V., Shtansky D.V.
Q1 Journal of Alloys and Compounds 2021 цитирований: 15
Леонид Александрович Чернозатонский, Виктор Александрович Демин, Дмитрий Геннадьевич Квашнин
RU2772338, 2022

Партнёры

Адрес лаборатории

Москва, ул.Косыгина 4, ризалит 3, комн. 334, 329
Необходимо авторизоваться.