Химики разработали экологически безопасный способ «разборки» полимера диоксида германия. Благодаря этому они получили стабильные и безопасные соединения германия, необходимые для разработки молекулярных машин, катализаторов и источников тока. Работа проходила в рамках проекта, поддерживаемого грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда, а ее результаты опубликованы в журнале Dalton Transactions.

Кремний и германий для промышленности получают из оксидов. Однако извлекать эти элементы в чистом виде сложно, поскольку в оксидах атомы элементов плотно упакованы. Чтобы «разобрать» руду и «вытащить» оттуда германий и кремний, нужно применять технологии, в которых используются очень ядовитые галогениды. Поэтому полученные в ходе этой «разборки» соединения опасны и нестабильны при хранении, а без них получить чистые кремний и германий невозможно.

Авторы новой работы решили найти экологически безопасный способ «разобрать» руду. Для этого они использовали органические соединения катехолы. Структурная формула этих соединений представляет собой бензольное кольцо с «клешнями» в виде ОН, которые могут легко вступать в реакцию. Такое строение позволяет веществам химически «переварить» даже песок. Они содержатся, например, в зеленом чае и даже в человеке, так как гормон адреналин входит в группу катехолов.

«Мы хотели получить в результате "разборки" полимера экологически безопасное органическое производное германия, способное восстанавливаться электрохимически — это ключ к его превращению в практически полезные соединения, — рассказывает один из авторов исследования, старший научный сотрудник Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН Михаил Сыроешкин. — Для этого мало создать органическое производное с катехолом, надо, чтобы в продукте были части, которые стаскивали бы электронное "одеяло" с атома германия и делали его открытым для реагентов, которые превратят его в полезные соединения. Поэтому мы дополнительно наполнили продукт электронодефицитными производными пиридина — слабого основания, которое представляет собой шестичленный гетероцикл с одним атомом азота».

Новый подход позволяет получить очень стабильные и безопасные при хранении соединения. Молекулы по строению напоминают колесо ветряной мельницы, где атом германия выступает осью, которую приводят в движение две молекулы катехола и две — производных пиридина. Полученные соединения могут заменить хлорид германия, который сегодня используют в разных областях — от получения новых наноматериалов для источников тока до молекулярных машин.

679acb2b03c533ad4fd257f56e826f0dc6ae894e 
Рентгеноструктурный анализ получившихся соединений / Михаил Сыроешкин

«Несмотря на достаточно амбициозные задачи проекта, результат вышел еще более широким по своим перспективам, поскольку мы без использования галогенов получили органические производные, в которых германий максимально активирован для самых разных направлений последующей его переработки», — заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова (Москва), Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) и Университета Ренна во Франции.

Источники

Найден экологически безопасный способ получить соединения германия
Новости@Rambler.ru, 06/12/2018
Найден экологически безопасный способ получить соединения германия
Индикатор (indicator.ru), 06/12/2018
Российские ученые нашли экологически безопасный способ получить соединения германия
Открытая наука (openscience.news), 07/12/2018
Российские ученые нашли экологически безопасный способ получить соединения германия
Polpred.com, 06/12/2018
Российские ученые нашли экологически безопасный способ получить соединения германия
24ТОП.kz (24top.kz), 06/12/2018
Российские ученые нашли экологически безопасный способ получить соединения германия
Margust (gazeta-margust.ru), 06/12/2018
Российские ученые нашли экологически безопасный способ получить соединения германия
Техника будущего (rao-ees.ru), 06/12/2018
Российские ученые нашли экологически безопасный способ получить соединения германия
Новости@Rambler.ru, 06/12/2018
Российские ученые нашли экологически безопасный способ получить соединения германия
Газета.Ru, 06/12/2018
Российские ученые нашли экологически безопасный способ получить соединения германия
Вся экология (ecoportal.su), 10/12/2018

Похожие новости

  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    310
  • 23/08/2018

    Химики из России создали нанотрубки, сжимающиеся при нагревании

    ​Ученые из Санкт-Петербурга создали первые в мире микротрубки из необычного материала, сжимающегося при нагревании. "Рецепт" по их выращиванию был представлен в журнале Inorganic Chemistry. "Пока мы только научились синтезировать микротрубки, но не изучили их термическое поведение.
    233
  • 17/08/2018

    Двухслойная мембрана позволит получить особо чистый кислород

    ​Российские ученые разработали новую двухслойную мембрану для получения особо чистого кислорода из воздуха. Ее можно использовать в микро- и наноэлектронике, фармацевтической промышленности и биотехнологии.
    282
  • 28/03/2018

    Российские химики раскрыли механизм важнейшей для промышленности реакции

    ​Механизм важнейшей окислительной реакции Байера-Виллигера, известной больше ста лет, раскрыт международной группой ученых. Реакция является универсальным путем получения эфиров органических кислот - базовых соединений для химической промышленности.
    411
  • 18/06/2018

    Сибирские ученые превратили сельхозотходы в уникальную наноцеллюлозу

    Сотрудники Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН) разработали новый дешевый способ получить важный для промышленности материал – бактериальную наноцеллюлозу.
    499
  • 29/08/2018

    НИОХ СО РАН на международном форуме «Технопром-2018»

    ​Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук (НИОХ СО РАН) принимает участие в VI Международном форуме технологического развития «Технопром», который проходит в Новосибирске с 27 по 30 августа 2018 года.
    496
  • 02/11/2016

    Разработка алтайских ученых отмечена стипендией Правительства России

    ​Разработка технологии биосинтеза бактериальной целлюлозы аспирантки Евгении Гладышевой отмечена стипендией Правительства России. Работа осуществлялась в ФГБУН "Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук" (ИПХЭТ СО РАН) под руководством академика РАН Геннадия Викторовича Саковича.
    916
  • 25/09/2018

    Патент недели: эффективный катализатор

    ​Альтернативные виды топлива, возобновляемые энергоносители или тотальный переход на электрическую тягу на транспорте еще долго будут утопическими проектами. Традиционное топливо на основе углеводородов пока остается востребованным, хотя к нему и есть множество вопросов, начиная от опасности возгорания, заканчивая экологией.
    229
  • 05/05/2018

    Российские химики нарушили симметрию ради создания противогрибковых препаратов

     Российские ученые разработали новое соединение, ускоряющее химические реакции, которое можно использовать для синтеза лекарств. Благодаря несимметричной структуре оно позволяет соединять в единую систему две молекулы, точно контролируя их расположение в пространстве.
    376
  • 08/12/2016

    Новосибирские химики производят уникальные композитные материалы для сжигания топлива

    ​Специалисты Новосибирского государственного университета и институтов СО РАН создают керамометаллические композитные матрицы на основе порошка алюминия, его оксида и сплавов. Эти уже успешно испытанные материалы обладают уникальными характеристиками, в частности, высокой теплопроводностью, и используются для структурированных катализаторов процессов сжигания и трансформации топлив.
    1857