- Details
Материалы статьи сотрудников Института, опубликованной в Dalton Transactions - на сайте РНФ.
Российские ученые проанализировали условия синтеза комплексных соединений металлов, содержащих полигалогенидные фрагменты, и описали три новых соединения этого класса. Собрав данные о протекании реакций в различных условиях, химики рассчитывают сделать синтез полигалогенидных комплексов более предсказуемым. Статья с результатами работы опубликована в журнале Dalton Transactions. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
Фрагмент структуры (3-ClPyH){BiBr5]. Атомы висмута темно-синие, атомы брома – оливковые. Супрамолекулярные контакты Br...Br показаны пунктиром.
Авторы статьи исследовали реакции получения галогенидных комплексов – соединений атомов металлов и галоген-ионов (заряженных атомов галогенов: фтора, хлора, брома или йода). Изучая галогенидные комплексы висмута, ученые обнаружили, что если эти комплексы синтезируются в среде, содержащей растворенный бром (Br2), то он может быть «пойман» комплексными анионами и выделен в твердую фазу. Фрагменты этого брома удерживаются в твердом теле особыми связями, так называемыми галогеновыми. Такие соединения могут выступать в качестве удобных аналогов брома в органическом синтезе: если бром, едкую ядовитую, темно-красную жидкость, растворить в бромистоводородной кислоте и добавить туда соли висмута и различные катионы, то может быть получено соединение, в котором соединенные ковалентной связью два атома галогена находятся в твердом виде. При этом он сохраняет свою химическую активность, в частности избирательно реагирует с кратными связями углерод-углерод, что может сделать это соединение ценным бромирующим агентом для органической химии.
В последней работе химики дали несколько новых примеров соединений такого рода и показали, в каких условиях реакция по такой схеме идет, а в каких – нет. Как выяснили ученые, образование полигалогенидных комплексов, их состав и структура зависят от того, какие органические катионы присутствуют в среде, в которой протекает реакция.
«Главная цель работы – создать некую модель, которая позволит предсказывать, что же в этих системах образуется. Дело в том, что у обычных галогенидных комплексов, даже без дигалогена, которые известны сотни лет, есть одно забавное свойство: в присутствии разных катионов они образуют совершенно разные структуры анионов, и предсказать, что именно у вас образуется, на данный момент практически невозможно, это дело случая», – рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН Сергей Адонин.
Пока, несмотря на множество проведенных реакций, авторам работы не удалось объяснить, почему в присутствии некоторых катионов полигалогенидные комплексы образуются, а при других — нет. Химики рассчитывают, что большей определенности удастся добиться, когда будет собран большой объем данных об условиях и результатах реакций. Таким образом, можно будет сделать эту область химии более предсказуемой.
- Details
Чудо-материал будущего – графен – находит всё новые области применения: сверхлёгкие бронежилеты, водородное топливо, наноустройства и даже краска для волос. Интерес к графену проявляют исследователи во всем мире, новосибирцы не отстают от общемировой тенденции. Учёные Института неорганической химии и НГУ изготавливают с применением графена литий-ионные аккумуляторы нового поколения, разработку поддержал Российский научный фонд. Как вершится графеновая технологическая революция?
Графит и графен разделяет несколько химических манипуляций. Материалы родственные, между свойствами – пропасть. Графит в ноутбуках, смартфонах – основной элемент литий-ионных батарей. Это – сейчас, а в будущем его обязан заменить графен, настаивают учёные. Материал на голову лучше своего угольно-черного собрата.
Виктор Коротеев, научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН: «Если заменить графит на графен, то повысится емкость, то есть количество энергии, которая хранится в такой батарейке. И, кроме того, её можно будет очень быстро зарядить».
Аккумуляторы получаются мощнее, дольше работают. Уникальных качеств у графена – на добрый список. Новосибирские ученые ценят его за сверхпрочность и сверхпроводимость. Самый тонкий материал в мире: толщина – один атом углерода. Понять его природу – работа на годы вперед.
Юлия Федосеева, старший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН: «Морфология, структура, строение, какие функциональные группы есть на графене – наверное, это одна из самых сложных задач, потому что графен невидим глазом».
Экземпляры литий-ионных батарей нового поколения учёные создают в лаборатории. Вот так, тонким слоем, наносят смесь графена на фольгу, потом образец высушивают и нарезают на ячейки, которые скрепляют между собой. После – проверка емкости батареи. У графеновых образцов она в два раза выше, чем у графитовых аналогов. Потенциал, уверены учёные, не исчерпан: ёмкость можно ещё увеличить.
Олеся Герасименко, корреспондент: «Благодаря тому, что графен очень тонкий и хорошо проводит ток, его можно использовать в гибких конденсаторах, батареях, сенсорных экранах. Так, в будущем наверняка товарами массового потребления станут телефоны и ноутбуки, которые легко сворачиваются в трубку, и одежда, которая преобразует энергию движения в электрический ток. И это не фантазии, а вполне реальные промышленные перспективы».
Литий-ионные аккумуляторы с применением графена сулят прорыв в производстве тех же смартфонов. Над их созданием трудятся специалисты ведущих компаний мира. Новосибирцы уже держат в руках технологии будущего, но выйдут ли они из стен лаборатории, зависит теперь не от ученых, а от инвесторов.
- Details
Над чем именно сегодня вместе работают сотрудники Институтов неорганической химии и катализа и как это поможет развитию российской автопромышленности?
Канал Россия 1, Новосибирск Сайт ФАНО России
Как пыль – платиноиды. Дороже золота в десятки раз. Не боятся коррозии, долговечны. Металл ювелиров в промышленности незаменим – к примеру, в нейтрализаторах выхлопных газов автомобилей это основной элемент. Родий и палладий гасят действие вредных веществ.
Сергей Коренев, зав. лабораторией Института неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН: «Если это окислы азота, то они восстанавливаются до азота, который уходит в атмосферу. Если это угарный газ, то он сжигается до СО2, который уходит в атмосферу. Если это недогоревшие углеводороды, то они сжигаются до воды и углекислого газа».
Обычно в нейтрализаторах выхлопных газов родий и палладий действуют по отдельности – хоть металлы и «братья», они практически не смешиваются. Новосибирцы природу перехитрили, элементы сплавили особым образом, «спрятав» платиноиды в «шубу» из легких атомов.
Юрий Шубин, главный научный сотрудник Института неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН: «Этот антагонизм, это взаимное неприятие между металлами скомпенсировано вот этой шубой, и уже это соединение-предшественник обеспечивает получение нужного сплава».
На словах – просто, на деле – годы исследований, проб, экспериментов. Технологию совершенствуют каждый день. Сплав платиноидов – не единый слиток: порошок – из наночастиц.
Павел Плюснин, старший научный сотрудник Института неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН: «Благодаря тому, что мы получаем наноразмерные образцы, размер которых существенно меньше ста нанометров, они обладают более заметной каталитической активностью. Чем меньше частица, тем она, как правило, активней».
Олеся Герасименко, корреспондент: «Итоговый композит уже на заводе наносят на керамические соты – это главный элемент нейтрализатора выхлопных газов. После – запекают, и уже готовое изделие устанавливают на автомобиль».
Сплав – в разы эффективней одиночных металлов. В нейтрализаторе его нужно меньше – получается, дешевле. Интерес к проекту двух новосибирских институтов – неорганической химии и катализа – уже проявил уральский производитель автодеталей. Учёные говорят – есть все шансы вывести разработку из лабораторий на рынок.
Ссылки на материал:
Разработка новосибирских ученых поможет удешевить производство автомобилей (Вести, Новосибирск)
- Details
Традиционно в начале февраля институты СО РАН открывают свои двери всем желающим и показывают — какая она, настоящая наука.
 Наука в Сибири, №6 (15 февраля 2018) |
Дни науки в Институте неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН подготовил и провел Совет научной молодежи института. В этом эксперименте цвета растворов индикаторов изменяются при добавлении щелочи. Голубые капли жидкого кислорода тяжелее воды и тонут в ней, одновременно испаряясь. Химический светильник — магний — продолжает гореть в блоке из твердого диоксида углерода. «Даже маленький шарик с гремучей смесью обещает громкий взрыв и много радости», — отмечает старший научный сотрудник института кандидат химических наук Николай Анатольевич Пушкаревский.
© ИНХ СО РАН 1998 – 2024 г.