​В журнале Royal Society of Chemistry, Chemical Science вышла статья сотрудников и преподавателей кафедры химии твердого тела НГУ и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, посвященная использованию количественных прецизионных измерений изгиба кристалла в ходе фотопревращения при различных температурах для определения кинетических параметров превращения: энергии активации, константы скорости, коэффициента обратной связи и других.

Способность кристаллов некоторых соединений под действием света упруго изгибаться, восстанавливая форму после прекращения засветки, прогрева или облучения светом иной длины волны, впервые была обнаружена одновременно тремя группами российских ученых в 1980-е годы: в Новосибирске, Новокузнецке и Нижнем Новгороде (тогда — Горьком). На основе наблюдавшихся эффектов были предложены различные варианты фотометров и сенсоров. Работы в этом направлении актуальны и на сегодняшний день. В Новосибирске они ведутся под руководством Елены Владимировны Болдыревой, заведующей кафедрой химии твердого тела НГУ, доктором химических наук, которая также является Почетным доктором Эдинбургского университета и иностранным членом Академии наук и искусств Словении. 
 
 — С начала 2000-х годов исследования фотомеханических эффектов получили развитие в других странах. Теперь не проходит дня, чтобы в самых «престижных» международных журналах не появилось статьи, описывающей изгиб или кручение кристалла под действием света. Но подавляющее большинство авторов просто описывают наблюдаемые ими «курьезные» явления, не проникая вглубь лежащих в их основе процессов. В этом отношении работы новосибирской группы выгодно отличаются прежде всего сочетанием глубокого знания физикохимии процессов и механики материалов. Каждая публикация новосибирской группы по данной тематике становится событием, получая высокую оценку специалистов и вызывая огромный интерес, отражающийся в большом числе прочтений и цитирований, — рассказывает Елена Владимировна Болдырева.

Успех новосибирской группы стал возможен благодаря ее составу, в который входят экспериментатор, не уступающий Левше, д.х.н. А.А. Сидельников, высококвалифицированный физик, понимающий проблемы химии твердого тела, к.х.н. С.А. Чижик и химики, владеющие нерутинными кристаллографическими методами: к.х.н. Б.А. Захаров и д.х.н. Е.В. Болдырева.

- Статья в Chemical Science уникальна даже на фоне прежних публикаций. В ней впервые показано, как, измеряя изгиб кристалла при помощи разработанного и изготовленного самими авторами работы устройства, дополняя результаты измерений данными об изменениях структуры, полученными при помощи дифракции синхротронного излучения, возможно получить информацию о константах скоростей и энергиях активации элементарных процессов внутри кристаллов, и даже рассчитать коэффициенты поглощения света отдельными молекулами в зависимости от их положения и ориентации в кристалле. Ранее это никому не удавалось, - говорит Елена Владимировна Болдырева.

Изучение свойств кристаллов важно как для фундаментальной науки, так и для промышленности. На основе разработок в этой области создаются молекулярные машины (наномобиль - микроскопическое транспортное средство, состоящее из нескольких молекул и способное самостоятельно передвигаться), молекулярные двигатели, фотометры - оптические аналитические приборы для количественного определения химического состава различных образцов, а также механические приводы.

Нобелевская премия по химии 2016 года была присуждена группе исследователей за умение возбуждать и контролировать вполне определенные механические движения отдельных молекул. Самые интересные молекулы - еще не материалы, так же как самые совершенные винтики и шестеренки - еще не механизм. Для того, чтобы перенести хемомеханические явления на макромир, необходимо научиться создавать протяженные структуры, активные элементы которых - эти молекулы - были бы расположены строго определенным образом и функционировали бы под действием внешних стимулов согласованно и контролируемо. Необходимо переходить к макроскопическим твердым объектам - пленкам, кристаллам, в которых бы наблюдались фото-, электро-, магнитохемомеханические эффекты. Если проанализировать, что публикуют научные журналы сегодня, можно увидеть, что именно сюда, в область материалов на основе молекулярных кристаллов, способных к обратимому изменению формы и совершению работы под действием внешних воздействий, все более смещается интерес. Именно в этой области успешно работают и ученые из НГУ и ИХТТМ СО РАН.

Источники

Ученые НГУ разработали уникальный метод изучения химических реакций в кристаллах, основанный на измерении их изгиба
Наука в Сибири (sbras.info), 28/03/2018
Ученые НГУ разработали уникальный метод изучения химических реакций в кристаллах, основанный на измерении их изгиба
Новосибирский государственный университет (nsu.ru), 28/03/2018
Ученые НГУ разработали уникальный метод изучения химических реакций в кристаллах
Навигатор (navigato.ru), 28/03/2018
Ученые НГУ разработали уникальный метод изучения химических реакций в кристаллах
Infopro54.ru, 29/03/2018
Деформация кристалла под действим света поможет собирать молекулярные машины
Новости@Rambler.ru, 29/03/2018
Деформация кристалла под действим света поможет собирать молекулярные машины
Индикатор (indicator.ru), 29/03/2018
Деформация кристалла под действим света поможет собирать молекулярные машины
Nanonewsnet.ru, 29/03/2018
В НГУ разработали уникальный метод изучения химических реакций в кристаллах, основанный на измерении их изгиба
Научная Россия (scientificrussia.ru), 15/04/2018
В НГУ разработали уникальный метод изучения химических реакций в кристаллах, основанный на измерении их из
Научный портал MSAU.RU, 19/04/2018

Похожие новости

  • 26/04/2017

    Эксперимент сибирских ученых по ремонту дорог с помощью зол повторят летом

    ​Сибирские ученые остались недовольны результатами первого эксперимента по ямочному ремонту с использованием высокопрочного золобетона (материала на основе отходов ТЭЦ). Укладка материала проходила поздней осенью с нарушением технологии, поэтому покрытие изначально не идеально сцепилось и показало меньшую износостойкость, чем ожидалось, хотя и значительно превзошло по показателям обычный асфальт, сообщил ТАСС директор Института химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ) СО РАН Николай Ляхов.
    720
  • 22/12/2015

    Ученым удалось сделать аккумуляторы более емкими

    ​Ученые давно работали над тем, каким образом сделать литий-ионные аккумуляторы, чтобы они стали более емкими. Данный прецедент удалось решить исследователям из Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (Сибирского отделения российской Академии наук).
    1285
  • 20/09/2017

    Ученые СО РАН установили, что в реакциях твердотельного синтеза может участвовать влага из воздуха

    ​Исследователи из Новосибирского государственного университета и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН изучили влияние разных количеств воды на протекание механохимической реакции образования мономалоната глициния.
    495
  • 22/12/2015

    Новосибирские ученые разработали новый вид биотоплива

    ​Специалисты Института химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ ) СО РАН получили грант на XII общероссийском конкурсе "Энергия молодости", учрежденном для поддержки новаторских идей в сфере энергетики.
    1366
  • 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.
    1495
  • 03/08/2017

    Сибирские ученые увеличат силу воздействия лекарств

    Каждый астматик знает: самый простой способ купировать приступ — использовать ингалятор. Однако у дозирующего аэрозольного ингалятора доля лекарства, попадающего в легкие, составляет около 20 % — получается, остальные 80 % теряются на пути к цели.
    521
  • 06/06/2017

    Ученые СО РАН за несколько минут расплавили самый тугоплавкий материал

    Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера совместно с коллегами из Института химии твердого тела и механохимии разработали новую технологию получения изделий из карбида гафния - самого угоплавкого материала в мире.
    865
  • 20/05/2016

    Сибирский биофизик разработал компьютерную программу для оптических исследований межзвёздной пыли и клеток крови

    Биофизик Новосибирского государственного университета Максим Юркин занимается развитием метода дискретных диполей.  На его основе учёный разработал универсальную компьютерную программу ADDA, одним из приложений которой является моделирование светорассеяния биологическими клетками (в частности, клетками крови человека и бактериями).
    1604
  • 08/06/2017

    Ученые СО РАН и Японии вырастили нанотрубки на поверхности искусственных алмазов без графена

    ​Ученые из институтов Сибирского отделения РАН и Университета Тохоку (Япония) создали технологию выращивания углеродных нанотрубок на поверхности искусственных алмазов без добавления графена. Как рассказал ведущий научный сотрудник Института химии твердого тела и механохимии СО РАН Борис Бохонов, метод отличается тем, что алмазы не требуют предварительной обработки, и может использоваться для элементов микросхем и устройств памяти.
    709
  • 17/03/2017

    Сибирские физики создадут точнейшие атомные часы

    Ученые из Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и из Новосибирского государственного технического университета разработали сверхстабильный лазер для атомных часов, который позволит российским физикам создать устройства для измерения времени, не уступающие в точности западным аналогам, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics: Conf.
    1287