На главную

 
Научные подразделения Центра
Научная библиотека
Научные советы
Издательская деятельность
История ИК СО РАН
Версия для печати | Главная > Центр > Научные советы > Научный совет по катализу > ... > 2001 год > № 17

№ 17

Обложка

СОДЕРЖАНИЕ

В Научном совете по катализу РАН

Е.З. Голосман. Будут ли катализаторы в России?

Решение конференции "Научные основы приготовления и технологии катализаторов"

Катализ: взгляд сквозь годы (продолжение).
М.г. Слинько. Краткая история промышленного катализав России до 60-х годов XX столетия

Стефен Дж. Липпард. Тихая революция в химии

Премии по химии

За рубежом




В Научном совете по катализу РАН

Подробнее


Будут ли катализаторы в России?

Подробнее


Решение конференции "Научные основы приготовления и технологии катализаторов"

Подробнее


Катализ: взгляд сквозь годы

Подробнее


Стефен Дж. Липпард. Тихая революция в химии

"Тихая революция в химии"

Предлагаем читателям Каталитического бюллетеня выдержки из недавней статьи известного американского химика-каталитика Стефена Дж. Липпарда из Массачусетского технологического института (в переводе Н.С. Крыловой с научным редактированием В.Л. Кузнецова), которая, без сомнения, должна привлечь внимание химиков, интересующихся наиболее значимыми проблемами нашей отрасли знания.

Университеты ищут источники пополнения своих денежных фондов по всей стране. Наиболее успешным университетам удается убедить бывших студентов и других потенциальных спонсоров, что их деньги пойдут на благое дело - на новое оборудование, программы, оплату профессоров, преподавательские гранты и даже на спортивные тренажеры. Когда Массачусетский технологический институт (МТИ) начал свою нынешнюю кампанию по привлечению полутора миллиардов долларов, Президент МТИ Чарльз М. Вест обратился к руководителям факультетов Института с просьбой привести доводы в пользу своих дисциплин. Стефен Дж. Липпард, профессор химии по гранту Артура Амоса Нойеса и заведующий кафедрой химии МТИ, подготовил следующий "список пожеланий", который представлен здесь в разделе перспектив химии и химической технологии. Формулируя свои доводы в пользу поддержки химии, Липпард опирается на мнения, собранные в сообществе химиков, и с благодарностью отмечает вклад других ученых в формирование идей, изложенных в данном сообщении. Липпард отмечает, что список пожеланий не носит исчерпывающего характера, в него можно было бы включить и другие достойные цели. Однако, по его словам, достижение уже одной или нескольких целей из списка пожеланий позволило бы химикам внести заметный вклад в улучшение условий жизни человека. Подобное улучшение можно описать в терминах сопутствующего "списка фантазий". Три таких примера приводятся в книге научного сотрудника МТИ Фелиции Френкель "На поверхности вещей: образы необычного в науке" (Кроникл Букс, 1997), написанной в соавторстве с профессором химии Гарвардского университета Джорджем М. Уайтсайдсом.

Представьте мосты, которые не ржавеют. Этого можно достичь, если мы полностью поймем химию интерфейсов. Здесь имеется в виду интерфейс между железом в стали и газами в атмосфере. Получив такое понимание, мы могли бы создать ингибиторы коррозии для покрытия поверхностей мостов и предотвратить ржавление.

Представьте современный Рим, Бангкок и Лос-Анджелес без загрязненного воздуха и с водопроводной водой, которую приятно пить. Эта цель достижима, если мы научимся проводить химические реакции без растворителей и отходов, от которых в конце приходится избавляться, если у нас будут самокорректирующиеся реакции, и если мы используем наши знания о катализе для создания экономичной топливной ячейки.

Представьте, что можно получить полную картину состояния здоровья человека по капле его крови. Эта и другие диагностические задачи станут осуществимы, если у нас будут рецепторы для связывания отдельных лигандов, таких как компоненты крови, относящихся к болезненным состояниям, привязанные к квантовым точкам. Квантовые точки представляют собой домены (наночастицы) между молекулярным и твердым состояниями. Устройство может излучать свет с определенной длиной волны при связывании определенных веществ.

Химия - это наука, которая исследует природу материи и воздействует на нее на молекулярном уровне. Химики изучают окружающий мир, но, подобно художникам, они также создают новые молекулы с необычными свойствами. Поскольку самые мощные микроскопы пока не способны показать молекулы в движении, химики должны применять непрямые методы для выявления перемещений, происходящих в ходе химических реакций. При взаимодействии молекул, которое приводит к образованию агрегатов, в том числе и твердых тел, выделяются вещества, передающие свойства таких агрегатов функционально полезным материалам. Поскольку человеческое воображение не имеет границ, химия как наука никогда не сможет получить окончательного завершения.

В начале 21-го века в химии происходит тихая революция. Тихая в том смысле, что в научной среде она не полностью осознается, революционность же состоит в том, что старые парадигмы уступают место новым принципам. В качестве молекулярных кинематографистов и креативных художников химики сегодня предвидят новый набор "великих задач", осуществление которых радикально изменит вклад химии в общее развитие науки. Цель данного сообщения - представить в виде списка пожеланий некоторые из этих воодушевляющих задач.

  • Мы хотим создать химические объекты, состоящие из многих идентичных компонентов, собранных таким образом, чтобы служить рецепторами для данных связующих единиц или лигандов.
  • Мы хотим создать самовоспроизводящиеся молекулы и самокорректирующиеся химические реакции. К последней категории относятся каталитические реакции, где устраняются и исправляются ошибки, внесенные в продукт.
  • Мы хотим понять природу известных или желаемых новых химических превращений, достаточно хороших для того, чтобы мы могли создавать катализатор для реакции рациональным образом.
  • Мы хотим изучить химию на интерфейсах и управлять стереохимией гетерогенных катализаторов, используемых в виде массивных образцов.
  • Мы хотим освоить надмолекулярные конструкции, препятствующие слипанию химически неустойчивых образований, например, возникающих на каталитически активных центрах на стадиях выделения продукта.
  • Мы хотим использовать параллельный автоматизированный синтез или комбинаторные реакции проб и ошибок для совершенствования химического превращения по примеру эволюционного отбора.
  • Мы хотим контролировать направление и ориентацию молекулы при ее подходе к другой молекуле, с которой она реагирует.
  • Мы хотим понять внутренние движения молекул так, чтобы при соответствующей координации можно было использовать импульс электромагнитной энергии для точного разрыва отдельной связи в молекуле.
  • Мы хотим понять структуру и динамику межмолекулярных взаимодействий, чтобы иметь возможность предсказывать и контролировать свойства молекулярных образований.
  • Мы хотим разработать реагенты и реакционные пути для активации химических связей, ранее считавшихся инертными.
  • Мы хотим найти средства для превращения широко распространенных в природе веществ в химически полезные низкомолекулярные строительные блоки, и наоборот.
  • Мы хотим разработать искусство проведения химических реакций без растворителей.
  • Мы хотим создать реагенты, которые химически изменяют часть молекулы, не требуя при этом построения, а затем снятия защиты других реакционных центров этой молекулы, которые не должны измениться.
  • Мы хотим разработать химические продукты и процессы, не требующие применения или производства опасных веществ и использующие возобновляемые ресурсы.
  • Мы хотим понять и использовать свойства соединений промежуточного (от 1 до 100 нм) размера между молекулярным и твердым состоянием.
  • Мы хотим изучить химию отдельных изолированных молекул и сравнить их свойства со свойствами ансамбля таких молекул, а также с их свойствами в различных растворителях.
  • Мы хотим создать молекулы, самоорганизующиеся в надмолекулярные структуры, включая твердые тела, свойства которых отличаются от свойств молекулярного образования.
  • Мы хотим научиться выращивать кристаллические твердые тела, состоящие из молекул любого состава, и внедрять в эти кристаллы "гостей" (другие молекулы или атомы) для улучшения их физических и химических свойств.
  • Мы хотим найти вещества необычного состава, содержащие химические элементы и основные частицы в не встречавшихся ранее сочетаниях.
  • Мы хотим освоить химию изолированных видов, чтобы, внося химическое вещество или воздействуя магнитным либо электрическим полем, можно было произвольно высвобождать гостя, содержащегося в соответствующем хозяине в газовом, растворенном или твердом состоянии.
  • Мы хотим понять и применить на практике химию, энергетику и спектроскопию полиатомных радикалов.
  • Мы хотим разработать новые теоретические подходы, чтобы понять химическое связывание и реакции, а также проверить эти теории в реальных химических системах.

Мы не пытались наметить потенциальные приложения вышеизложенного к таким областям как химическая технология, наука о материи, нейрология, физика, биология, экология, информационная технология или биотехнология, которые традиционно подпитываются достижениями фундаментальной химии. Мы уверены, что наши коллеги, работающие в этих областях, смогут сами установить необходимые связи.


Премии по химии

Подробнее


За рубежом

Подробнее



Copyright © catalysis.ru 2005–2024
Политика конфиденциальности в отношении обработки персональных данных