Разработка российских ученых может стать прорывом в производстве минеральных удобрений, взрывчатки, многих полимеров и лекарств. Словом, почти везде, где действующим лицом является азот. Казалось бы, в чем проблема? Ведь из этого газа почти на 80 процентов состоит воздух. Бери и работай с ним. Но с другой стороны, слово "азот" по-гречески означает безжизненный, его молекула самая прочная из всех известных.

Говоря образно, на азоте получили Нобелевские премии такие корифеи науки, как Оствальд, Нернст, Габер и Бош. Все они бились над тем, как наиболее эффективно и менее энергозатратно разорвать молекулу азота, чтобы, в частности, получить аммиак. Вещество, которое является основой для производства удобрений. Сегодня его получают по методу Габера-Боша при температурах 300-500 С и давлениях 200-300 атмосфер с использованием катализаторов. И хотя метод крайне энергозатратен (на него расходуется около 2 процентов мировых затрат энергии), цена продукции высока, но именно он стал основой "зеленой революции", которая позволила накормить миллиарды жителей Земли. А авторы технологии удостоены самой престижной научной премии.

Наука вот уже много лет ищет, как упростить технологию, сделать ее дешевле. Однако без особых успехов. Неожиданное решение предложили российские ученые ВНИИ физико-технических и радиотехнических измерений: применить для разрыва молекулы азота... алмаз! Точнее наноалмаз. По сути, это отход, он образуется при уничтожении взрывчатых веществ методом детонации.

- Когда начали работать с наноалмазом, в частности, растворили его в воде, он поразил многими свойствами, - говорит доктор химических наук Степан Бацанов. - Например, если в воде растворить сахар, а потом ее выпарить, то вновь получается сахар. А что будет с растворенным наноалмазом, если раствор выпарить? Казалось бы, так и останется наноалмазом. Во всяком случае, в этом были абсолютно уверены ученые США и Германии, которые даже не стали изучать данный вопрос, работая с наноалмазами.

Российские ученые такой анализ решили сделать, и они были поражены. Оказалось, что состав наноалмаза изменился. Если в исходном твердом образце было 90 процентов углерода, то после растворения и выпаривания его осталось около 50 процентов. А чтобы же тогда "прибыло"? Анализ указал на азот! То есть растворенный наноалмаз ухитрился нахватать из воздуха столь несговорчивый газ. И главное - при нормальных условиях: без высокой температуры и давления. Что же произошло? Почему самая прочная молекула, вдруг пошла на контакт?

- Действительно, реакция азота с алмазом, а это углерод, в нормальных условиях термодинамически запрещена, - говорит Степан Бацанов. - Она может идти только, если затратить много энергии. Дело в том, что алмаз - это твердое тело, а азот - газ. А для протекания реакции оба ее участника должны быть одинаковыми по структуре. Но чтобы раздробить алмаз до атомов, нужна огромная энергия, что мы и делаем при детонации взрывчатки, превращая ее в наноалмаз. Таким образом, запрет на реакцию снимается.

За исследования азота и его соединений вручены несколько Нобелевских премий

Итак, российские ученые показали новую возможность разрушать молекулу азота и получать, в частности, аммиак. Технология на ее основе должна быть гораздо проще и дешевле, чем при традиционном методе. Статья об этом открытии российских ученых опубликована в журнале Королевского Химического общества New Journal of Chemistry.

Аркадий Симонов

Похожие новости

  • 07/08/2018

    Магистранты ТПУ примут участие в работе над уникальными проектами

    ​Магистрантам Томского политехнического университета предлагают стать участниками уникальных исследовательских проектов в составе научных групп под руководством ведущих ученых вуза. Одной из таких научно-исследовательских групп является коллектив научно-образовательного центра Н.
    399
  • 31/08/2017

    Российские ученые создали гибкие светящиеся кристаллы

    ​Ученые МГУ имени М.В. Ломоносова вырастили упругие монокристаллы, светоизлучающие свойства которых сохраняются даже при многократном сгибании. Механическая гибкость является одним из ключевых преимуществ органической электроники и оптоэлектроники, то есть электроники, основанной на органических полупроводниках.
    684
  • 02/09/2016

    Созданные в ИППУ СО РАН катализаторы позволяют производить экологически чистое моторное топливо

    ​​Разработанные сотрудниками омского ИППУ СО РАН платиносодержащие катализаторы оказались в 2,5-3 раза дешевле американских. "Роснефть" запустит их производство в Ангарске. В Омске выпускать катализаторы в больших объемах будут на базе ОНПЗ.
    1550
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    453
  • 06/01/2019

    Российские химики раскрыли тайну рождения арктического «метана-убийцы»

    Химики из России выяснили, как формируются нестабильные кристаллы метановых гидратов – "замороженной" разновидности природного газа, вызывающей взрывы на дне морей Арктики. Их выводы были представлены в Journal of Natural Gas Science and Engineering.
    727
  • 27/12/2017

    Исследователи реализуют проект, позволяющий исправлять мутации ДНК митохондрий

    ​В последнее время все чаще можно услышать о тяжелых наследственных заболеваниях митохондриальной этиологии. Эти недуги вызываются дефектами митохондрий, которые являются своеобразными "энергетическими станциями" клеток организма.
    1134
  • 29/08/2016

    В Новосибирске будут производить шагающие экзоскелеты для инвалидов

    ​Заместитель генерального директора по инновационному развитию "Инновационного медико-технологического центра" (Новосибирского медтехнопарка) Анатолий Аронов на круглом столе в рамках форума "Новосибирск- город безграничных возможностей" рассказал, что будут производить резиденты второй очереди медицинского промышленного парка.
    2247
  • 19/09/2017

    Углеводороды будут главными энергоносителями для автомобилей до 2050 года

    ​Углеводороды будут доминировать в качестве энергоносителей для большинства видов транспортных средств как минимум до 2050-х годов. Такой прогноз озвучил на шестом международном энергетическом форуме в Лионе научный руководитель Института катализа Сибирского отделения РАН, лауреат премии "Глобальная энергия-2016" Валентин Пармон.
    723
  • 07/06/2016

    Ведущий ученый из Индии прочитал лекции по биоинформатике студентам ИРНИТУ

    ​Ведущий ученый в области биотехнологии растений и биоинформатики, профессор университета Ассама (Индия) Санжиб Кумар Панда посетил с 10-​дневным визитом Иркутский национальный исследовательский технический университет и СИФИБР ИНЦ СО РАН.
    2652
  • 05/10/2016

    Новосибирские учёные «вырастили» органические светоизлучающие полупроводники

    ​Группа учёных из Новосибирского государственного университета, Новосибирского института органической химии (НИОХ), МГУ и Университета Гронингена (Нидерланды) опубликовала результаты мультидисциплинарного исследования в сфере органической электроники.
    1898