Л. Юдина, «Наука в Сибири», № 24 (2859) от 21 июня 2012 г.

У кластерной конференции своя история. Начиналась она в огромной стране, называемой СССР, в рамках всесоюзной, и первая, посвященная данной тематике, состоялась в Новосибирске в 1983 году. Главным организатором конференции выступил Институт неорганической химии Сибирского отделения. Ей предшествовали два всесоюзных семинара-дискуссии по химии и физике кластерных и полиядерных соединений в Шушенском.

Затем конференции сменили статус, стали всероссийскими, и первая тоже прошла в новосибирском Академгородке. Следующие пять «выезжали» в разные города страны и вот, наконец, VII-я — снова по знакомому адресу.

Авторитет конференции высок, она собирает специалистов из многих научных центров, привлекает большое количество молодёжи. Как правило, немало на ней и зарубежных коллег, учёных с громкими именами. Нынче в Новосибирск прибыла солидная делегация из Германии, кластерщики из Франции, Австрии, Японии, Испании.

Президент конференции академик Р. З. Сагдеев от имени Президиума Сибирского отделения Академии наук сердечно поздравил собравшихся в малом зале ДУ участников форума:

— Проведение здесь одной из самых крупных и представительных химических конференций — признание заслуг сибирской химической школы и её вклада в развитие химии многоядерных и кластерных соединений.

Он заметил, что термин «кластер», введённый и используемый химиками для описания химических структур, сегодня все шире входит в разные области знаний. Появились вычислительные кластеры, биологические, экономические. В настоящее время, к примеру, проходит конкурс, объявленный Министерством экономического развития, на создание новых региональных кластеров. Но всё начиналось с химиков! В Сибирском отделении, что особо отметил Ренад Зиннурович, сильна химическая компонента. В состав Отделения входят 13 химических институтов, неизменно демонстрируя свои успехи на мировом уровне.

Научное направление — предмет обсуждения на конференции — значительно окрепло за прошедшие годы, что прежде всего свидетельствует о его значимости для фундаментальной науки. Многоядерные и кластерные соединения находят всё большее применение в различных областях химии, материаловедения и медицины.

Завершая выступление, академик Р. З. Сагдеев напомнил, что основные организаторы форума «Кластер-2012» — Институт неорганической химии и Международный томографический центр СО РАН, где активно развиваются исследования в области химии полиядерных соединений и кластеров. И, пожелав всем вдохновенной творческой работы, заверил, что организаторы приложат все усилия, чтобы не было сбоев, а все возникающие проблемы быстро разрешались.

Ак. И.Л. Ерёменко, ак. С.М. Алдошин, чл.-корр. РАН В.И. Овчаренко и ак. В.М. Новоторцев.

Поприветствовал коллег сопредседатель конференции академик И. Л. Еременко (Москва, Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН), крупный специалист в области чистых полиядерных соединений, нанообъектов. Он рассказал о перспективах, открывающихся с развитием работ по данной тематике, к которой приковано большое внимание во всем мире.

Директор Института неорганической химии СО РАН член-корреспондент РАН В. П. Федин, второй сопредседатель, представив почётных гостей, назвал основные проблемы, которые будут в центре внимания участников конференции.

Директор ИНХ СО РАН чл.-корр. РАН В.П. Федин в зале заседаний.

Сразу после торжественной части прозвучали три доклада: члена-корреспондента РАН В. И. Овчаренко (Международный томографический центр СО РАН), профессора К. Тацуми (Япония, Университет Нагоя) и профессора В. П. Ананникова (Москва, Институт органической химии РАН). А начиная со следующего дня — напряжённая работа, десятки интереснейших, порой неожиданных сообщений, дискуссии. Прозвучала информация о новейших достижениях в областях, связанных с фундаментальными задачами координационной и металлоорганической химии, с синтезом и изучением полиядерных систем, а также c исследованием их электрохимических, магнитных, фотолюминесцентных, каталитических свойств. Особое внимание было уделено функциональным свойствам кластеров и полиядерных соединений, конструированию молекулярных устройств и молекулярных магнетиков.

Выступает проф. А.А. Сидоров, ИОНХ РАН, г. Москва.

Обсуждение проблем шло в нескольких направлениях: новые подходы к химическому конструированию гетерометаллических соединений и кластеров; направленный синтез и трансформация полиядерных соединений и кластеров, особенности электронного строения полиядерных соединений; электрохимия и электросинтез полиядерных соединений; влияние лигандной оболочки на функциональные свойства полиядерных соединений; конструирование новых типов лигандов для полиядерных соединений; углеродные нанокластеры; полиядерные соединения в нанобиотехнологиях и катализе.

Вопрос задаёт проф. А.А. Трифонов, Институт металлорганической химии РАН, г. Нижний Новгород.

Солидный том тезисов докладов в красочной обложке, выпущенный к конференции, насчитывает более 300 страниц.

— Интерес к проблематике вполне объясним, — говорит В. П. Федин. — Речь идет о классе соединений, позволяющих в значительной степени решать проблемы, которые у всех на слуху: наноматериалы, нанообъекты. Кластерная химия и химия полиядерных соединений по сути прародительница этой ветки наноматериалов. Их ведь можно синтезировать по-разному. Существует так называемый подход сверху, когда вы берете что-то крупное, условно разрезаете его на кусочки и получаете нанообъекты, которые обладают целым набором замечательных свойств.

А химия полиядерных и кластерных соединений идёт другим путем, беря во внимание достаточно крупные молекулярные комплексы — путь снизу. И соединяя их, образует нанообъекты, заданные структуры с уникальными качествами.

Исследования идут широким фронтом. Возьмите любой авторитетный научный журнал — там обязательно есть статьи, посвященные данному разделу химии. Не могу сказать, что поражаем мир сверхгромкими открытиями — скорее речь может идти об эволюционном пути развития, но результаты очень убедительные. Наш Институт неорганической химии многие годы сохраняет лидирующие позиции в обозначенной области. Замечательные работы выполняются в Томографическом центре на объектах с выдающимися магнитными свойствами. Всё больше исследований в этом русле ведет Институт катализа. Многоядерные и кластерные соединения используют при разработке адресной доставки лекарств, при создании новых материалов, при синтезе новых типов магнетиков и многих других исследованиях. Говоря о катализаторах на наночастицах, опять же без кластеров и полиядерных соединений не обойтись.

Компания «Миллаб» — спонсор конференции «Кластер-2012». Идёт демонстрация современного лабораторного оборудования.

С полным основанием можно утверждать, что Сибирское отделение в данной сфере смотрится очень хорошо не только в стране, но и на международном уровне. Скажу более, Центр по кластерным и полиядерным соединениям — здесь, в Сибири!

Члены оргкомитета конференции: к.х.н. Константин Брылёв (в центре), аспиранты Александр Рогачёв и Андрей Ермолаев.

Всякий научный сбор помимо обязательного посещения профессиональных мероприятий предусматривает неформальное общение в разных формах (всё зависит от фантазии организаторов!), культурную программу, познавательные экскурсии. Всё это было. Завершилась плотная рабочая неделя торжественным заседанием Учёного совета ИНХ, на котором двое иностранных коллег — проф. М. Шеер, университет Регенсбурга, Германия, и проф. Р. Юзар, университет Кастелло, Испания — были приняты в почётные доктора Института неорганической химии СО РАН.

Фото В. Новикова

Версия для печати (постоянный адрес статьи) http://www.sbras.ru/HBC/hbc.phtml?6+640+1

«Умники» за работой. Крайняя справа – Е. Зевак.

Екатерина – аспирант первого года обучения Института неорганической химии СО РАН, сотрудничает с НОЦ «Молекулярный дизайн и экологически безопасные технологии» НГУ. Ее работой руководят к.х.н. Андрей Огиенко, д.х.н. Елена Болдырева и академик РАН Владимир Болдырев.

– Екатерина, в чем заключается суть Вашей работы?

– Существует два основных способа разработки новых медицинских препаратов. Можно создать какое-то совершенно новое химическое соединение, потом проводить испытания на клетках, на животных (доклинические исследования), затем на людях (клинические испытания). Это очень долгий и дорогостоящий путь. Но есть и второй способ – не изменять состав используемого лекарственного вещества, но приготовить его в новой форме (изменив размер частиц, кристаллическую структуру, добавив вспомогательные вещества). Это – важнейшее направление развития современных фармацевтических технологий, поскольку позволяет сократить время, необходимое для фармакологических тестов, но улучшить при этом как потребительские, так и технологические характеристики. Такими разработками занимаются во всех крупных фармацевтических компаниях, по крайней мере, за рубежом. Это позволяет получить быстрый экономический эффект.

Моя работа связана с сальбутамолом – препаратом, который применяется для купирования бронхоспазмов. Он не лечит астму, но помогает облегчить состояние во время приступа: больной пользуется ингалятором, ему становится лучше. Сальбутамол в России выпускают два предприятия: «Алтайвитамины» и завод имени Семашко в Москве. Рецептура проста: они смешивают сальбутамол со вспомогательным веществом, чтобы частички вещества не слипались. Это очень важный момент. Частицы сальбутамола должны быть очень маленькими, чтобы попасть в бронхи, – от 1 до 5 микрон. Вспомогательное вещество – это такое воскоподобное соединение, похожее на парафин. С одной стороны, оно помогает лекарству попасть в бронхи, с другой – снижает его эффективность, ведь больной вдыхает не чистый сальбутамол, а смешанный с наполнителем. Мы предложили использовать другой наполнитель. Смесь сальбутамола и этого наполнителя очень быстро растворяется, хотя сам препарат не растворяется в воде – если, например, мы кинем его в чай, он будет плавать на поверхности. А предлагаемый нами композит сальбутамола со вспомогательным веществом растворяется полностью.

Сама идея не нова, просто до нас никому не удавалось на практике такой композит сальбутамола получить. Дополнительный плюс нашего изобретения обнаружился недавно, но он может оказаться даже более важным, чем непосредственно улучшение биодоступности препарата. Дело в том, что традиционно выпускаемые его формы содержат хладоны – вещества, которые разрушают озоновый слой земли и поэтому запрещены к использованию международными конвенциями. Из-за этого ставится вопрос о запрете производства в России сальбутамола, без которого не сможет обойтись множество астаматиков. Это очень серьезная проблема. Наш же препарат не содержит хладонов.

– Когда можно ждать выпуска нового препарата?

– Мы готовы работать быстро и интенсивно. Но нам нужна поддержка компаний, готовых осваивать выпуск этого препарата. Сейчас ведем переговоры с потенциальными производителями и ищем дополнительные средства для перехода от лабораторных опытов к наработке больших количеств. Это то, что технологи называют масштабированием.

– Почему решили заниматься именно проблемой астмы?

– Во-первых, это социально значимое заболевание. Во-вторых, подобранная нами технология хороша как раз для аэрозолей.

– Эта технология может быть актуальна для каких-то других лекарств?

– Одно из достоинств предложенного нами метода – он очень универсален и позволяет получать новые формы самых разных лекарственных веществ, как известных, так и новых. Для 80% новых веществ, предлагаемых к использованию в качестве лекарственных, проблема растворимости стоит так остро, что их даже испытать invivo не удается – они не растворяются ни в чем, что совместимо с живым организмом. А наш метод может позволить перевести те же вещества в растворимую форму.

– Представим себе, что новый препарат создан. Чем будете заниматься дальше?

– В будущем хотела бы продолжать заниматься комбинированными препаратами. Сегодня ведется много исследований на эту тему. Научно доказано, что в некоторых случаях при совместном применении двух групп веществ проявляется синергетический эффект – улучшение свойств каждого из них в результате взаимодействия друг с другом. Такие лекарства могут быть очень эффективными.

Татьяна ЯКОВЛЕВА

Газета «Навигатор» - Умное лекарство, № 17 от 4.05.2012

Кристаллы молибдата цинка и вольфрамата кадмия, выращенные в Институте неорганической химии СО РАН (Новосибирск), планируется использовать в создании детекторов для эксперимента по поиску так называемого безнейтринного двойного бета-распада. Если исключительно редкое событие будет зафиксировано, это будет означать, что считавшаяся ранее безмассовой элементарная частица нейтрино имеет массу и является античастицей для самой себя, а значит, Стандартная модель нуждается в пересмотре.

"Первыми в мире мы вырастили кристаллы вольфрамата кадмия и молибдата цинка, обладающие необходимыми свойствами для регистрации редких событий, в частности, для изучения неуловимых частиц нейтрино", - сказал РИА Новости заведующий лабораторией роста кристаллов ИНХ СО РАН Владимир Шлегель.

По его словам, испытания кристаллов молибдата цинка в Институте масс- и ядерной спектрометрии в Орсе (Франция), а также в одной из крупнейших подземных лабораторий мира - Национальной лаборатории Гран-Сассо итальянского Национального института ядерной физики, показали, что на сегодня этот материал является одним из лучших кандидатов для использования в детекторах двойного бета-распада.

Шлегель и его коллеги с Украины, из Франции, Италии и США в статье, опубликованной в журнале Physics Letters B, показали, что детекторы из таких кристаллов обладают исключительно высокой чувствительностью при фоновом сигнале, близком к нулю.

"Низкотемпературные сцинтилляционные болометры из молибдата цинка являются подходящими кандидатами для будущих экспериментов по поиску безнейтринного двойного бета-распада", - говорится в статье.

Неуловимый безнейтринный

Двойным бета-распадом называют один из видов радиоактивного распада атомного ядра, который наблюдается крайне редко и сопровождается испусканием двух электронов и двух нейтрино. Некоторые теории предсказывают существование безнейтринного двойного бета-распада, который до сих пор не был достоверно обнаружен в эксперименте.

Соавтор исследования, Федор Даневич из киевского Института ядерных исследований пояснил РИА Новости, что более 10 лет назад группа ученых из Германии и России проводила в Италии эксперимент по поиску безнейтринного распада с помощью детекторов, изготовленных из изотопа германия-76.

В 2001 году руководитель германской части научной группы Ханс Клапдор-Кляйнгротхауз (Hans Klapdor-Kleingrothaus) и несколько его коллег, без согласования с другими членами коллаборации, опубликовали статью, в которой заявляли, что им удалось зафиксировать безнейтринный распад.

"Коллаборация в целом этот результат не приняла. Он пошел против коллаборации, русскую часть даже не предупредил. До сих пор остается неясным, наблюдали они эффект или нет, до сих пор этот результат интригует", - сказал Даневич.

Эксперименты, в которых исследуют двойной бета-распад, требуют очень долгого времени наблюдений, ведь даже разрешенный Стандартной моделью двухнейтринный двойной бета-распад является самым редким процессом во Вселенной, зарегистрированным человечеством. При тех периодах полураспада, на которые нацелены сейчас лучшие эксперименты, пытающиеся увидеть неуловимый процесс, в десятикилограммовом детекторе за несколько лет наблюдений ожидается всего несколько распадов, отметил Даневич.

Стандартная модель и "суперкристаллы" из Новосибирска

Может или не может происходить безнейтринный бета-распад, зависит от свойств нейтрино, поясняют ученые. Если такой тип распада будет надежно зафиксирован, это будет означать, что нейтрино имеет массу и является майорановской частицей, тождественной своей античастице. Даневич отмечает, что это станет открытием нового типа материи.

По его словам, ранее наличие массы у нейтрино было надежно доказано в экспериментах с осцилляцией нейтрино, однако они не позволяют определить ее значение.

"Величину массы нейтрино можно измерить в эксперименте с безнейтринным двойным бета-распадом", - сказал собеседник агентства.

Криогенные сцинтилляционные болометры на основе "новосибирских кристаллов" открывают новые возможности в этой сфере исследования. "Это очень перспективная и инновационная техника", - сказал Даневич.

Эксперимент предполагает, что несколько десятков килограммов кристаллов молибдата цинка будут помещены в место, надежно изолированное от космических лучей и очищенное от всех источников радиации. Это могут быть, например, подземные тоннели лаборатории Гран-Сассо, где работают многие другие нейтринные эксперименты, в числе которых прославившийся открытием гео-нейтрино (то есть, нейтрино из глубин Земли) эксперимент Borexino.

Когда в ядре атома молибдена происходит безнейтринный двойной бета-распад, он испускает два электрона, вызывающих сцинтилляционную вспышку и небольшое повышение температуры, которые фиксируются чрезвычайно чувствительными сенсорами.

"Мы получаем и световой сигнал и тепловой, а главное, что энергетическое разрешение получается очень высоким", - пояснил ученый. Он добавил, что для надежного доказательства существования безнейтринного распада требуется зафиксировать хотя бы 10-15 событий.

Для успешного поиска безнейтринного распада подходит очень небольшое число изотопов - не более десятка. Молибден-100 - один из лучших, у него выше энергия распада и, следовательно, больше шансов "поймать" событие.

"Очень большое достижение новосибирцев, что они сделали этот кристалл достаточно высокого качества и достаточно больших размеров. Раньше говорили, что этот кристалл вообще невозможно вырастить. Были попытки в Москве и в Харькове, но в Новосибирске его довели до практически идеального состояния", - сказал Даневич.

По его словам, сейчас сибирские коллеги работают над тем, чтобы создать технологию, способную дать требуемое для эксперимента количество и качество кристаллов.

"Нам нужны сотни килограммов, чтобы провести эксперимент, способный увидеть массу нейтрино, если схема массовых состояний этой частицы инвертирована, а чтобы повысить шансы, увидеть этот распад, нужны кристаллы из обогащенного изотопа молибдена-100", - сказал Даневич.

Уже через пару лет ученые рассчитывают начать демонстрационный эксперимент с несколькими килограммами таких кристаллов, чтобы проверить, насколько хорошо они "работают". После этого будет приниматься решение о начале полномасштабного эксперимента, который будет проводиться, скорее всего, на европейские деньги. Как отметил Даневич, детекторы на основе кристаллов молибдата цинка также могут быть использованы для поиска темной материи и регистрации солнечных нейтрино.

"Для строительства полноценного детектора нейтрино необходимы сотни и тысячи килограммов полученного нами кристалла, но, поскольку стоимость нужного изотопов молибдена в разы выше, чем платины, пока мы изготовили небольшие экспериментальные образцы весом в 200-300 граммов", - сказал Шлегель.

РИА "Новости"