Самый сложный лабиринт в мире поможет ученым в борьбе с вредными выбросами

Математики из Великобритании и Швейцарии разработали самый сложный лабиринт в мире для изучения квазикристаллов — необычных материалов с уникальной атомной структурой. Эти материалы могут сыграть важную роль в адсорбции — процессе, когда атомы или молекулы прилипают к поверхности.

Фото: flickr.com by Niki Odolphie, CC BY 2.0

Адсорбция часто используется для улавливания углекислого газа, и квазикристаллы, благодаря своей фрактальной структуре, могут быть более эффективными, чем традиционные кристаллы.

Основой этого открытия стала работа с гамильтоновыми циклами — геометрическими фигурами, которые проходят через каждую точку структуры один раз.

Исследователи применили эту концепцию к квазикристаллам и обнаружили, что такие циклы создают лабиринты невероятной сложности, которые увеличиваются в размерах экспоненциально.

Эти сложные фрактальные структуры, подобные плитке Пенроуза, уникальны тем, что их узоры никогда не повторяются точно, что позволяет улучшить адсорбционные свойства.

Квазикристаллы, хотя и редки в природе, могут быть перспективными для технологий улавливания углерода. Благодаря своей хрупкой структуре они легко разрушаются на мелкие частицы, что увеличивает площадь их поверхности и делает их более эффективными для улавливания молекул углекислого газа.

Этот прорыв может стать частью решения глобальных проблем, таких как изменение климата, и помочь в создании новых технологий улавливания углерода, необходимых для борьбы с выбросами в атмосферу.

Уточнения

Углеро́д (химический символ — C, от лат. Сarboneum) — химический элемент четырнадцатой группы второго периода (по устаревшей классификации — главной подгруппы четвёртой группы, IVA) периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 6.
 

Мозаика Пенроуза (плитки Пенроуза) — общее название трёх особых типов непериодического разбиения плоскости; названы по имени английского математика Роджера Пенроуза, исследовавшего их в 1970-е годы.