​​

Команда исследователей из НГУ и Института катализа им. Г. К. Борескова совместно с сотрудниками Института Рудера Бошковича (Загреб, Хорватия) изучили влияние экстремальных условий (высоких давлений и низких температур) на кристаллическую структуру органического полупроводника на основе семихиноновых радикалов. Это исследование поможет лучше понять причины возникновения полупроводниковых свойств в кристаллах органических соединений. Результаты работы были опубликованы в высокорейтинговом журнале Acta Crystallographica Section B: Structural Science, Crystal Engineering and Materials (импакт фактор 6.73). 

— Плоские органические радикалы, способные к стэкинг-взаимодействию, привлекают внимание ученых как строительные блоки для получения функциональных материалов. Соединения на их основе проявляют полупроводниковые или магнитные свойства. При этом причины возникновения таких свойств остаются малоизученными. Такие радикалы, как правило, образуют димеры, связанные очень сильными межмолекулярными стэкинг-взаимодействиями, приводящими к упаковке молекул в «стопки». Этот необычный тип химической связи в англоязычной литературе называют pancake bonding, по аналогии со сложенными в стопку блинами. Недавно было обнаружено, что повышение давления приводит к росту проводимости в соединениях с подобными взаимодействиями из-за смещения электронных уровней, — объяснил ассистент кафедры химии твердого тела Факультета естественных наук, аспирант Института катализа Никита Богданов.

Опубликованная работа — первый в мире пример комбинированного исследования влияния высоких давлений и низких температур на кристаллическую структуру соединения такого типа. С помощью монокристального рентгеноструктурного анализа ученым удалось обнаружить фазовые превращения (как при повышении давления, так и при понижении температуры), приводящие к образованию протяженных «полимерных» структур. Кроме того, согласно проведенным квантово-химическим расчетам, при повышении давления наблюдается значительное уменьшение вклада ковалентной составляющей во взаимодействие молекул в «стопках» по сравнению с атмосферным давлением. Полученные результаты коррелируют с данными о магнитных и электрических свойствах такого соединения.

Помимо Никиты Богданова, для которого эта работа — важная часть будущей кандидатской диссертации, исследованием занимались профессор и доцент КафХТТ ФЕН НГУ Елена Болдырева и Борис Захаров, а также их иностранные коллегиВалентина Милашинович и Крешимир Молчанов из Института Рудера Бошковича.

Все структурные исследования были выполнены на территории и оборудовании Научно-образовательного центра «Молекулярный дизайн и экологически безопасные технологии» НГУ. С начала двухтысячных годов этот центр является инициатором и общепризнанным лидером проведения структурных исследований органических веществ и материалов в условиях высоких давлений в России и в мире. Он неоднократно принимал на стажировки и для проведения совместных экспериментов студентов, аспирантов и исследователей не только из других городов, но и из ведущих зарубежных университетов и лабораторий, а также выполнял многочисленные исследования в международных научных коллективах, поддержанные российскими и зарубежными фондами. 

Ранее руководитель работ, профессор НГУ и доктор химических наук Елена Болдырева была награждена за свои исследования премией Международной ассоциации прикладной физической химии, избрана в Академию наук и искусств Словении, в Европейскую Академию, а также второй из российских ученых, после Д. И. Менделеева, стала почетным профессором Эдинбургского университета.


Похожие новости

  • 30/12/2019

    Новосибирские ученые совместно с иностранными коллегами установили новый способ создания незамерзающих ионных жидкостей

    ​Ученые Новосибирского научного центра совместно с группой исследователей из Университета Ростока (Германия) под руководством ведущего специалиста по экспериментальному и теоретическому описанию водородосвязанных систем профессора Ральфа Людвига установили новый способ создания незамерзающих ионных жидкостей.
    1088
  • 21/05/2020

    Новосибирские ученые участвовали в разработке усовершенствованных экологически чистых протонно-обменных мембран

    ​​Ученые лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем Физического факультета НГУ и Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН совместно с коллегами из Кёнбукского Национального Университета (г.
    523
  • 12/12/2018

    Новосибирские ученые разработали новый материал для полного выделения водорода из любой смеси газов

    Нанокомпозит, созданный новосибирскими химиками, может использоваться для выделения водорода в высокотемпературных каталитических реакторах: он устойчив к агрессивной среде, высоким температурам (до 1 000 oС) и дешевле создаваемых ранее материалов, содержащих палладий.
    1775
  • 13/03/2017

    Центр энергоэффективного катализа НГУ как воплощение идеи интеграции НГУ и ИК СО РАН

    Научно-образовательный центр энергоэффективного катализа (НОЦ ЭК), созданный Институтом катализа им. Г.К. Борескова СО РАН и Новосибирским государственным университетом при финансовой поддержке Фонда «Сколково», за три года функционирования показал выдающиеся результаты.
    1964
  • 14/10/2019

    Новосибирские ученые открыли новый метод управления молекулярной подвижностью в пористых металлоорганических каркасах

    Сотрудники лабораторий НГУ и Института катализа им. Г. К. Борескова представили исследование влияния электронодонорных «гостей» на подвижность линкеров в металлоорганическом каркасе на основе хрома MIL-101.
    889
  • 06/08/2020

    Шаг в «водородную эру» - интервью с молодым сибирским ученым Дмитрием Потемкиным

    ​Весной этого года сразу трое сотрудников Института катализа СО РАН стали лауреатами конкурса мэрии Новосибирска в сфере науки и инноваций среди молодых ученых. В их числе – кандидат химических наук Дмитрий Потемкин, чья работа связана с созданием катализаторов и технологий для водородной энергетики.
    462
  • 16/07/2019

    Международная школа по методам высоких давлений Европейского центра синхротронных исследований

    ​Преподаватель и студенты новой междисциплинарной магистерской программы «Методическое обеспечение физико-химических исследований конденсированных фаз» приняли участие в международной школе по методам высоких давлений (Schoo on High Pressure Techniques), которая прошла в Гренобле (Франция) с 17 по 21 июня.
    1072
  • 02/01/2019

    Созданы катализаторы для сжигания продуктов газификации твердого топлива

    ​Российские ученые разработали новый композитный катализатор на основе оксидов железа, меди и алюминия и определили его активность. Разработанный катализатор будет использоваться для сжигания продуктов газификации различных видов топлива в кипящем слое.
    1241
  • 13/07/2020

    Новосибирские ученые усовершенствовали процесс разделения ксилолов

    ​Ученые лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем Физического факультета НГУ и Института катализа СО РАН исследовали молекулярный механизм процесса получения чистых изомеров ксилола.
    867
  • 06/05/2020

    Новосибирские ученые продвинулись в изучении экологически чистых протонно-обменных мембран

    ​​Ученые лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем Физического факультета НГУ и Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН подробно изучили молекулярный механизм проводимости в бескислотной протонно-обменной мембране на основе пористого металл-органического каркаса и мочевины.
    729