Как всегда, на сайте выложены самые последние химические новости
10 февраля состoялся пленум РХО посвященный 170-летию Д.И. Менделеева
170-летие Д.И. Менделеева химическое сообщество отметило по-своему: 10 февраля состоялся пленум Российского химического общества, посвященный этой дате, а 11 февраля председатель общества академик Павел Саркисов получил свидетельство о присвоении его имени малой планете № 12190.Пленум проходил в Актовом зале имени А.П. Бородина в Российском химико-технологическом университете имени Менделеева, который выпускники и сотрудники ласково именуют Менделеевкой. На пленум собрались не только лучшие представители химической науки, работающие в Москве, - академики Юрий Золотов и Николай Платэ, Анатолий Бучаченко и Борис Мясоедов, Олег Нефедов и Илья Моисеев, Юрий Рыжов из Санкт-Петербурга и Волгограда, Коми и Татарстана, Барнаула и Нижнего Новгорода, Иванова и Твери. Такие встречи - редкая сегодня возможность пообщаться с коллегами, обменяться новостями и почерпнуть что-то новое. И не удивительно, что зал был набит битком.
Программа пленума была составлена как будто специально для Дмитрия Ивановича. Менделееву наверняка было бы интересно услышать о своем учении о растворах в трактовке академика Алексея Кутепова. Его несомненно увлек бы рассказ академика Юрия Рыжова о печальной судьбе российского термоплана, способного поднимать в воздух сотни тонн груза. Судьбу этого уникального по конструкции и мощности транспортного средства решила перестройка, по сути, поставив на нем крест. Но, полагаю, более всего Менделеев был бы воодушевлен докладом академика Николая Платэ о химии и технологии получения экологически безопасных моторных топлив из ненефтяного сырья, который в наибольшей степени отвечал откровению великого химика: "Наука и промышленность - вот мои мечты".
"Если бы Менделеев жил в наши дни, то, несомненно, пришел бы к выводу, что сжигать газ - это все равно что сжигать ассигнации", - начал свой доклад Николай Платэ. Проблема известная: аппетиты человечества по части энергии растут, нефть заканчивается, и надо учиться жить без нее. Поэтому специалисты связывают наше будущее с синтетическими видами топлива, солнечной и водородной энергетикой. Можно, конечно, сжижать природный газ и использовать его в качестве топлива для заправки машин. Но это не самая удачная идея: и дорого, и выхлопы небезупречны, да и характеристики топлива не самые лучшие. Однако газ - прекрасное сырье для получения синтетического моторного топлива. Ученые из Института нефтехимического синтеза имени Топчиева РАН разработали великолепную технологию, позволяющую получать из природного газа синтез-газ (смесь СО и Н2), а из него - диметиловый эфир. Это вещество - нетоксичное, безвредное, с низкой температурой кипения - оказалось прекрасным моторным топливом. Идею о том, что диметиловый эфир может стать хорошей заменой бензину, высказывали американские нефтехимики еще 6 лет назад. А сегодня это топливо с высоким цетановым числом, с низкой температурой воспламенения, обеспечивающей холодный старт автомобиля, и на редкость бедными выхлопами, которые с большим запасом укладываются в стандарты Euro-3 и Euro-4, уже в руках у российских химиков. Причем не в лабораторных количествах, а во вполне промышленных. Николай Платэ показал участникам пленума фотографии действующих промышленных установок. Прелесть установок в том, что они вполне мобильны, то есть переработку природного газа можно делать прямо на месте его добычи.
"Неметаллический магнит"
Американские доценты-химики, а именно Пол Вентольд (Paul Wenthold из университета Purdue и Анна Крылов (Anna Krylov) из университета Южной Калифорнии (USC) впервые обнаружили органическую молекулу, дальнейшее изучение которой может привести к созданию неметаллических магнитов.
Это — радикальная молекула. "Радикалы", которые содержат неспаренные электроны, считаются более реактивными, чем обычные молекулы. Они прославились, прежде всего, благодаря так называемым "свободным радикалам", которые, находясь в кровеносной системе человека, могут повредить здоровые клетки. Но наш "герой" в организме людей не встречается.
Анализ радикальной молекулы углеводорода, проведённый посредством массовой спектрометрии, показал, что её электроны ведут себя вопреки известным принципам, а именно — правилу Хунда (Hund's rule).
Молекула, о которой идёт речь, носит незатейливое название 5-дегидро-м-ксилилен (5-dehydro-m-xylylene). Другие источники называют её и вовсе 5-дегидро-1,3-квинодиметан (5-dehydro-1,3-quinodimethane). К счастью, есть для неё и аббревиатура — DMX.
DMX примечательна тем, что имеет в основании три неспаренных электрона (хотя таким свойством обладают и другие молекулы), тем, что в ней напрочь отсутствует металл, а также тем, что один из трёх электронов "смотрит" в противоположном направлении по сравнению с остальными.
Доцент Вентольд говорит, это "исключение из правил", удивительная структура необычной молекулы, может помочь химикам понять, где искать другие "аномалии".
А однофамилица баснописца Анна сказала буквально следующее: "Люди уже давно пробуют делать магниты из отличных от металлов материалов, типа полимеров. А поскольку магнетизм связан с поведением неспаренных электронов, наша молекула могла бы использоваться, как стандартный блок для строительства таких полимеров, и привести, тем самым, к созданию молекулярных неметаллических магнитов".
Огонь превращает мягкий полимер в твердейшую керамику
Уникальные полимерные волокна появились на свете благодаря усилиям российских ученых и не без финансовой помощи РФФИ и Фонда содействия МП НТС. Главное в том, что сплетенное из них полотно надо сжечь, и тогда оно станет прочным и жаростойким керамическим материалом.В фантастике 60-х был очень популярен образ человекообразных существ, в организмах которых углерод был замещен на кремний. Казалось, после такой замены человек станет просто сверхвоином: ему не страшны будут ни высокие температуры, ни агрессивные среды, да и пули станут от него отскакивать, как от брони. Ведь для некоторых соединений кремния действительно характерны высочайшие химическая и термическая стойкость. Однако вскоре после рождения идея эта в фантастике заглохла - ясно было, что такие простые замены невозможны. А вот химиков соединения кремния, в том числе и полимерные, привлекают по-прежнему. Потому что атомы кремния, как и атомы его в некотором смысле двойника - углерода, тоже способны образовывать длинные полимерные цепочки. И по способности переносить экстремальные условия они иногда оставляют аналогичные соединения углерода далеко позади.
Большого успеха в деле укрощения таких соединений достигли ученые из НИИ химии и технологии элементоорганических соединений: они синтезировали первые несколько килограммов так называемых предкерамических нанометаллополимеров. После отжига эти удивительные соединения превращаются в керамику с уникальными свойствами - высокопрочную и высокотемпературную. Из композиционных материалов на ее основе можно сделать то, что не должно трескаться и изнашиваться под нагрузкой, рассыпаться от удара и сгорать при температуре более 1000 градусов. А еще - придать этим изделиям любую, самую сложную форму.
Соединения, которые удалось синтезировать московским химикам, в некотором смысле гибриды. Это полимеры, цепи которых образованы атомами обоих этих элементов. А еще в полимерную цепь ученые умудрились встроить атомы металла - циркония. И обошлись при этом без хлора и кислорода - впервые в мире.
Все дело в так называемом модификаторе - веществе, которое ученые сначала спрогнозировали, а затем и научились синтезировать, причем достаточно просто с технологической точки зрения. Это соединение циркония, способное реагировать с небольшими полимерными фрагментами (их называют олигомерами - короткими полимерами) - органосиланами, теми самыми, основные цепи которых состоят из кремния и углерода. В отличие от известных в его составе нет ни кислорода, ни хлора - элементов, которые обеспечивают обычным модификаторам необходимую химическую активность, но в то же время губительно влияют на свойства продукта.
Полученные москвичами полимеры легко поддаются формовке: если пропустить их раствор через фильеры, то можно сделать волокна, а из них, в свою очередь, сплести хоть жгуты, хоть ткань. Но ткань из таких полимеров - это не самоцель. Потому что самое существенное их свойство - после сжигания становиться керамикой, причем исключительно прочной и жаростойкой.
Особую прочность новому материалу обеспечивают мельчайшие кластеры циркония, равномерно распределенные в керамической матрице. Эта структура - результат "полимерного прошлого": ведь и в полимере атомы металла тоже были расположены упорядоченно. Эта же упорядоченность сохраняется и в уже готовом изделии.
Использовать удивительные предкерамические полимеры можно двояко. С одной стороны, из них легко сделать прочный каркас для композиционного материала, причем практически любой, хоть самой замысловатой формы. А можно, наоборот, пропитать раствором полимера матрицу - например, какое-нибудь пористое изделие наподобие деталей бурового оборудования. Обычно их делают из графита, но от ударов тот трескается, да и изнашивается довольно быстро. А заполнившая поры керамика придаст изделию невиданную прочность.
Разработав метод синтеза новых полимеров, причем простой, экологически безопасный и, что немаловажно, дешевый, авторы не остановились на достигнутом. "Сейчас мы работаем над созданием межфазного покрытия для термостойких композитов, - говорит руководитель проекта лауреат Государственной премии профессор Александр Цирлин. - Ведь изделия из них - это обычно некая арматура в матрице. Часто в таких изделиях матрица обладает достаточной термостойкостью, а вот армирующие волокна - нет. А представьте себе, что матрица треснула. Здесь-то и помогут наши покрытия. Они защитят армирующие волокна от действия высокой температуры, обеспечив длительную работу изделия".
Наши источники:
,
,
, "Известия Науки", журнал "Эксперт",
,
Наши источники: , , , "Известия Науки", журнал "Эксперт", ,