Наука в Сибири
N 3 (2638)
24 января 2008 г.

МУЛЬТИКРЕМНИЙ
ДЛЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

По данным последнего доклада Европейского сообщества, общая установленная мощность солнечных модулей на конец 2006 года составила 6,5 ГВт; к 2020 году прогнозируется достичь 205 ГВт. Предполагается, что в 2030 году солнечными станциями будет вырабатываться 10%, а в 2040 году — от 20 до 28% общего мирового объема выработки электроэнергии. Важнейший перспективный материал для производства элементов солнечной энергетики — мультикремний. Технологии его получения — тема заказного проекта, о ходе реализации которого рассказал д.ф.-м.н. А. И. Непомнящих (ИГХ СО РАН).

В выполнении данного проекта принимают участие следующие институты СО РАН: Институт геохимии им. А.П. Виноградова, Институт геологии и минералогии, Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе, Институт физики полупроводников, Институт неорганической химии им. А.В. Николаева, Институт химии твердого тела и механохимии, Институт проблем переработки углеводородов, Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов, Отдел физических проблем БНЦ СО РАН и СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН. Проект включает в себя три основных блока. Первый блок это технология прямого получения мультикремния солнечного качества из высокочистого рафинированного металлургического кремния. Второй связан с разработкой физико-химических основ получения поликремния из высокочистых диоксида кремния и углеродных восстановителей. Третий — это разработка процесса получения эффективных солнечных элементов на основе пластин мультикремния.

Разработанная Институтом геохимии технология состоит из трех основных частей. Первая часть — это карботермическое восстановление кремния из высокочистых исходных веществ, кварцита или кварца, и, соответственно, специально подготовленного углеродного восстановителя — древесного угля. Вторая часть технологии разработана для рафинирования расплава кремния в ковше, где расплав кремния «избавляется» от бора, фосфора и ряда других элементов. На третьей стадии происходит очистка кремния от большинства тяжелых примесей при направленной кристаллизации мультикремния.

Проведены подготовительные работы по отработке процесса рафинирования расплава кремния увлажненной газовой смесью на недавно запущенной руднотермической печи 9.6 кВА МК «KazSilicon» в г. Уштобе Республики Казахстан. Часть экспериментов по процессу рафинирования была проведена в декабре прошлого года. Вторая часть эксперимента планируется уже на конец марта следующего года. Речь идет о получении высокочистого рафинированного кремния. Для проведения эксперимента разработаны и изготовлены два генератора газовой смеси (ГГС), которые встраиваются в газовую систему. Самый главный результат, который мы здесь получили — это возможность изменения температуры в ковше. При увеличении объема газовой смеси ковш быстро реагирует на повышение температуры; уменьшение подачи газовой смеси приводит к уменьшению температуры. В результате мы можем варьировать температуру и практически полностью реализовать те режимы, которые отработаны нами в этой технологии.

На основе численного моделирования показано, что радиальные реагенты температуры в конвективном режиме резко сглаживаются в сравнении с диффузионным режимом, и фронт кристаллизации действительно становится плоским. Для создания управляемого сквозного режима конвекции нами предложен метод выращивания мультикремния во вращающемся тепловом поле, который заключается в изменении симметрии теплового поля путем создания более прогретой зоны на наружной стенке контейнера. Помимо этих работ, которые связаны напрямую с получением мультикремния, были проведены первые исследования по гетерированию примесей в мультикремнии. Кроме того, разрабатываются методы нанесения покрытия кварцевых тиглей. В качестве защитных покрытий кварцевых тиглей для выращивания мульткремния используется Si₃N₄. Недостатком этого покрытия является его относительно высокая смачиваемость расплавом кремния. В рамках данного проекта в ИНХ СО РАН исследовалась возможность использования пленочных покрытий на основе карбонитрида кремния SiC_xN_y переменного состава. Исследования показали, что смачивание подложек, покрытых карбонитридом кремния, расплавленным кремнием отсутствует. В ИППУ СО РАН были получены три партии гранулированных углеродных материалов. Осуществляется получение кремния из высокочистых компонент шихты. В СКТБ «Наука» проводилось восстановление кремния из брикетированной и порошковой шихты на основе аморфного кремнезема при температуре 1800° С. Получены образцы кремния. Выход кремния при восстановлении из порошковой шихты составил 97, а из брикетированной — 99 масс %. Начаты работы по восстановлению кремния в плазменных реакторах.

Разработана технология получения высокочистого аморфного диоксида кремния. ИХТТМ СО РАН и ТИКОПР СО РАН предложены два варианта разложения серпентинита с последующим получением чистого аморфного SiO₂. В обоих случаях подразумевается использование предварительной механоактивации серпентинита, которая совмещается с измельчением, за счет чего достигается более полное вскрытие материала. Для получения диоксида кремния повышенной чистоты твердый остаток после выщелачивания (черновой диоксид кремния) подвергается очистке от примесей путем щелочного растворения, осаждения и прокалки кремниевой кислоты. Полученный диоксид кремния очищается от оставшихся примесей слабым раствором соляной кислоты и сушится.

В ИХТТМ СО РАН изучались процессы восстановления кремния методом СВС, где в качестве прекурсора использовались механокомпозиты SiO₂/С и SiO₂/Al. Порошок с углеродом в режиме СВС не загорается, а смесь с алюминием загорается. Термообработка прекурсора SiO₂/Al. уже при температуре 600° С обеспечивает восстановление кремния. В ИФП СО РАН разработана методика текстурирования поверхности мультикристаллического кремния, позволяющая получать структуру поверхности с равномерно распределенными конусообразными ямками требуемой глубины (около 1 мкм). Проведено сравнение результатов газофазного легирования и полученных методом диффузии из фосфоросиликатного стекла. Разработан простой, эффективный и не включающий дорогостоящих стадий процесс легирования фосфором мультикремния. Процесс легирования включает три стадии: синтез слоя SiO₂:P₂O₅ золь-гель методом; температурный отжиг для диффузии фосфора; удаление поверхностного слоя фосфоросиликатного стекла (ФСС).

Основными задачами на 2008 год являются:

— проведение опытно-промышленной плавки из кварцитов месторождения Сарыкуль и Бурал-Сардак для получения высокочистого рафинированного кремния;

— выращивание блока мультикремния промышленных размеров (125×125×300 мм) и изготовление солнечных элементов на их основе;

— отработка методов восстановления кремния из высокочистых углеродных восстановителей и диоксида кремния методами индукционного и плазменного нагрева.

Подводя итог, можно сказать следующее. Выполнен комплекс подготовительных работ и начато проведение опытно-промышленной плавки кремния на руднотермической печи 9,6 кВА МК «KazSilicon» в г. Уштобе Республики Казахстан. Показана возможность поддержания температуры в ковше при рафинировании расплава кремния в течение длительного времени. Проведена реконструкция установки СЗВН20 для выращивания блока мультикремния размерами 125×125×300 мм с нижней загрузкой тигля. Изучена зависимость формы фронта кристаллизации от режима теплообмена. Получены новые фундаментальные результаты по сопряженному теплообмену в режимах стационарной и нестационарной теплопроводности, стационарной и нестационарной термогравитационной и тепловой гравитационно-капиллярной конвекции. На основе математического моделирования неосесимметричного распределения теплового нагрева показана возможность создания управляемого сквозного режима конвекции. Это дает возможность регулировать интенсивность перемешивания расплава в течение всего процесса кристаллизации. Проведена экспериментальная проверка рассчитанных режимов.

Кроме того, проведено сравнение нитрида и карбонитрида кремния в качестве защитных покрытий кварцевых тиглей, используемых для выращивания мультикремния. Показано, что покрытие из карбонитрида кремния является более оптимальным для технологического использования. Изучены процессы синтеза высокочистых углеродных восстановителей, позволяющих получать сырье с низкой зольностью. Получены три партии углеродных восстановителей для проведения экспериментальных плавок. Показана возможность получения высокочистого аморфного диоксида кремния из отходов асбестового производства. Проведены первые экспериментальные плавки по получению кремния из диоксида кремния и углеродных восстановителей в индукционной печи СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН. Показана возможность снижения температуры процессов восстановления кремния при использовании аморфного диоксида кремния. Изучалась возможность снижения температуры прямого восстановления SiO₂ за счет использования механохимически полученных нанокомпозитов. Показана возможность снижения температуры восстановления в системе SiO₂ + Al.

Исследовано влияние обработки поверхности мультикремния на электрофизические параметры материала (время жизни неравновесных носителей заряда и скорость поверхностной рекомбинации) и выбраны технологические процессы пассивации поверхностных состояний. Разработана методика текстурирования поверхности мультикристаллического кремния, позволяющая получать структуру поверхности с равномерно распределенными конусообразными ямками требуемой глубины (около 1 мкм). Разработан и оптимизирован способ нанесения просветляющих покрытий на основе плазмохимического нитрида кремния. На базе метода «spin-on» разработан простой, эффективный и не включающий дорогостоящих стадий процесс легирования фосфором мультикремния.

Фото В. Новикова
стр. 9

Наука в Сибири
N 41 (2626)
25 октября 2007 г.

БОЛЬШОЙ СМОТР ДОСТИЖЕНИЙ
ХИМИЧЕСКОЙ НАУКИ

К итогам работы XVIII Менделеевского съезда химиков, сентябрь 2007 года, Москва.

Е. Аввакумов, д.х.н., проф.

С 24 по 28 сентября 2007 года в Москве в здании Президиума РАН состоялся XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, посвященный 100-летию Менделеевских съездов. Менделеевские съезды всегда были крупными событиями. Их основное отличие от международных конференций в том, что они посвящены не отдельным направлениям науки, а всем областям химии, химической технологии и промышленности. На них обсуждаются интеграционные вопросы, связывающие новые приоритетные направления, развивающиеся на основе пограничных проблем с участием крупных ученых, представителей промышленности и сельского хозяйства, крупных зарубежных и российских компаний, связанных с производством химических продуктов и материалов. Это уникальная возможность не только выслушать доклады друг друга, но и обсудить различные проблемы, генерировать возникающие идеи и обменяться опытом последних достижений и исследований в области химической науки и промышленности.

На съезде состоялись выборы на очередной срок президента Российского химического общества им. Д.И. Менделеева, им вновь стал академик П. Саркисов. В своем выступлении он напомнил основные события из истории Менделеевских съездов.

Первый Менделеевский съезд, посвященный памяти Д. И. Менделеева и роли его работ в развитии химии, метеорологии, воздухоплавания, метрологии и образования, состоялся в Петербурге в 1907 году и был организован по решению Русского физико-химического общества. С тех пор Менделеевские съезды являются информационными форумами, где не только происходит обмен мнениями, но и выдвигаются новые концепции развития науки, причем не только химии. Например, на II съезде (1911 г.) широко обсуждались проблемы физики, химии, биологии. Н. А. Умов подчеркнул плодотворность периодического созыва специалистов по химии, физике и близким им отраслям естествознания, так как «широкий кругозор с трудом достигается в одиночку и несравненно легче — коллективной работой». В заключительной речи на III съезде (1922 г.) Н. Д. Зелинский справедливо отметил, что «наиболее важные и основные вопросы наших представлений о природе требуют совместного разрешения; тут необходимо участие математика, механика, биолога, химика, бактериолога, медика, минералога, геолога и даже астронома, ибо микрокосмос химических молекул и строение атомов не могут не отражать в себе элементов строения мироздания». Почти все последующие съезды, освещая фундаментальные проблемы, в некоторой степени выходили за рамки одной только химии.

Уже на IV (1925 г.) и V (1928 г.) съездах, помимо обсуждения основных направлений фундаментальных исследований в химии, были намечены пути создания мощной химической промышленности. На VI съезде (1932 г.) впервые был поставлен вопрос о замене пищевого сырья для получения спирта, мыла, а также отмечена важность развития новых физических методов в аналитической химии.

Выдающейся роли Д. И. Менделеева и его работ в развитии науки были посвящены VII (1934 г.), X (1969 г.) и XIII (1984 г.) съезды. VIII съезд (1959 г.) коснулся проблем химии и технологии полимеров, органического синтеза, химической кинетики, биохимии, фотохимии, физической химии, электрохимии, химических проблем земледелия и комплексного использования химического сырья. Специализированный IX съезд (1965 г.) посвящался химизации сельского хозяйства, использованию достижений химии в производстве пищевых продуктов и лекарственных веществ и подчеркнул важность создания производства широкого ассортимента полупродуктов для химико-фармацевтической промышленности. XI (1975 г.) и XII (1981 г.) съезды не только дали оценку развитию науки и технологий за прошедшие годы, но и постановили развивать фундаментальные исследования, в первую очередь, в области неорганического и органического синтеза для получения новых веществ с заданными свойствами и создания на их основе материалов, обеспечивающих технический прогресс. Первостепенная значимость решения экологических, природоохранных задач подчеркивалась на XV съезде (1993 г.). XVI (1998) и XVII (2003 г.) съезды также способствовали развитию отечественной химии, определяя ее передовые рубежи.

Как указывалось выше, Менделеевские съезды всегда были крупными научными событиями. Очередной XVIII съезд прежде всего отличался масштабностью. В его работе приняли участие 3850 человек, в том числе ученые из 7 стран ближнего и 17 стран дальнего зарубежья, 17 пленарных докладов, 440 устных и 2830 стендовых докладов. Труды съезда опубликованы в пяти полновесных (по 600 стр. каждый) томах в твердом переплете.

К съезду с приветствиями обратился Президент РФ В.В. Путин: «У одного из старейших отечественных научных съездов, названного в честь великого российского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева, богатая история и замечательные традиции. Они неизменно проходят как крупные и авторитетные форумы, собирают выдающихся ученых, представляющих элиту мировой химической науки. Уверен, что и нынешний съезд запомнится российским и зарубежным участникам содержательными профессиональными дискуссиями, поможет им обменяться опытом в изучении приоритетных вопросов общей и прикладной химии, в образовательной и технологической сферах. А предложения и рекомендации, подготовленные в ходе работы форума, будут востребованы на практике».

В подготовке и организации съезда участвовали практически все члены Отделения химии и наук о материалах РАН, многие выступали с пленарными докладами или руководили работой секций и международных симпозиумов, сопровождающих съезд. Академик  О. М. Нефедов, как на трех предыдущих съездах, возглавлял работу съезда, будучи его президентом. Он и открывал съезд.

Менделеевский съезд проводился под эгидой Международного союза по теоретической и прикладной химии (IUPAC), президентом которого является крупный французский ученый, специалист в области супрамолекулярной химии, лауреат Нобелевской премии профессор Ж.-М. Лен. С его лекции, посвященной перспективам в химии, «От супрамолекулярной химии к конституциальной динамической химии» и начал работу съезд. Отличие этих двух направлений химии в том, что к процессам самоорганизации в последнем случае добавляется операция селекции в ответ на какое-либо внутреннее или внешнее воздействие с целью достичь адаптации.

Затем на первом пленарном заседании с рассказом о состоянии высшей школы и приветствиями выступили академик В. А. Садовничий и мэр Москвы Ю. М. Лужков.

На пяти пленарных заседаниях было сделано 15 докладов зарубежных и российских ученых, в которых освещалось состояние того или иного направления науки. С докладами выступили три нобелевских лауреата. Лауреат Нобелевской премии профессор Р. Р. Шрок, сотрудник Массачусетского Технологического института (США), прочитал лекцию «Каталитическое восстановление азота до аммиака при комнатной температуре и одной атмосфере протонами и электронами». Показано, что можно восстановить селективно и каталитически молекулярный азот в аммиак при одной атмосфере давления и комнатной температуре протонами и электронами с 60 % выходом на центрах молибдена, степень окисления которого меняется с III до VI.

Доклад «Формирование и свойства наноструктур полупроводниковых соединений III-V группы» от имени Нобелевского лауреата Ж. И. Алферова прочитал его соавтор чл.- корр. РАН  В. М. Устинов. Доклад посвящен механизмам роста, структурным и оптическим свойствам эпитаксиальных наноструктур типа квантовых точек и нанометровых нанокристаллов различных соединений III-V групп.

Профессору  Г. Мета из Бангалора (Индия), руководителю ряда международных организаций, был вручен диплом иностранного члена РАН. Он прочитал лекцию «Полный синтез структурно новых и биологически активных продуктов». Профессор  Г. С. Ядав из Хайдарабада (Индия) рассказал о новых тенденциях в современном индустриальном синтезе.

США и Великобританию на пленарных заседаниях представляли проф. Д. Л. Кларк из Лос-Аламоса и проф. Р. Таунсенд (Королевское химическое общество, Лондон). Первый прочитал лекцию «Оксиды актинидов, структура, связь и распространение в окружающей среде», второй — о связи химии с науками о жизни.

В секционных заседаниях принимали участие ученые из США (проф. В.Н. Хабашеску), Германии (проф. М. Эппле и проф. М. Янсен), Франции (проф. Г. Демазо, проф. Ф. Ле Норманд, проф. З. Поли), Испании (профессора Г. Ф. Дела Фуенте и Я. Мартинез), Италии (проф. Р. Занони), Австралии (проф. Я. Томпсон), Нидерландов (проф. Т. А. Егорова-Зачернюк) и другие.

В рамках съезда работало пять специализированных международных симпозиумов: IV Российско-французский «Супрамолекулярные системы в химии и биологии»; II Российско-индийский по органической химии; «Радиохимия: достижения и перспективы», «Зеленая химия, устойчивое развитие и социальная ответственность химиков», «Нуклеофильное замещение водорода в ароматических системах и родственные реакции» — также с активным участием иностранных ученых.

Российскую химическую науку на пленарных заседаниях представляли академики В. И. Минкин (Институт физической и органической химии, Ростов-на-Дону), А. И. Мирошников (Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина, Москва), И. П. Белецкая (МГУ, Москва), М. В. Алфимов (Центр фотохимии РАН, Москва), В. Н. Пармон (Институт катализа им. Г.К. Борескова, Новосибирск), А. Ю. Цивадзе (Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина). Все они выступили с интересными и насыщенными докладами.

В докладе академика В. И. Минкина показано, что молекулы и организованные молекулярные ансамбли, обладающие свойствами бистабильности, т.е. способностью существовать в двух или нескольких термодинамически устойчивых состояниях, в ближайшее время могут стать элементной базой для нового поколения вычислительных и информационных систем.

Перспективам использования биотехнологических процессов в создании лекарственных средств посвящался доклад академика А. И. Мирошникова. Несмотря на то, что мировой технологический бум в производстве сложных биомедицинских препаратов прошел мимо нашей страны, тем не менее у нас налажено опытно-промышленное производство некоторых генно-инженерных препаратов, таких как инсулин человека, гормон роста, интерфероны, эритропоэтин и другие.

В докладе академика И. П. Белецкой рассмотрены реакции образования связи C-С, катализируемые различными формами палладиевых катализаторов(коллоидный Pd, гомогенный, гетерогенизированный), включая проблемы «безлигандного» палладия и катализаторов, способных к рециклизации, а также пути образования связей углерод-гетероатом в реакциях замещения и присоединения и катализ комплексами Pt, Pd,Ni, Cu.

Наноструктурам как основе материалов и устройств будущего посвящен доклад академика М. В. Алфимова. Ключевым структурным элементом материалов и устройств будущего является наноструктура — ансамбль атомов или молекул размером менее 100 нм. Основное внимание в докладе сфокусировано на обсуждении ключевых вопросов нанотехнологии, базирующихся на принципе построения материалов и устройств «снизу-вверх» из атомов и молекул и самоорганизации. Обсуждались возможности создания на основе наноструктур органических материалов и устройств электроники на гибкой основе — хемосенсоров, светодиодов, фотовольтаических батарей, фотоприемных устройств, транзисторов. Создание таких гибких органических материалов позволит, используя технологию ламинирования, формировать полифункциональные устройства электроники на гибкой основе.

Академик  В. Н. Пармон остановился в своем докладе на современных проблемах химического катализа. Им приведены современные данные о влиянии размера активного компонента катализатора на его каталитическую активность, а также новые подходы к управлению селективностью каталитических реакций, включая селективное окисление, переработку алеканов и компонентов возобновляемого растительного сырья. Рассмотрены также современные тенденции в создании «топливных процессоров»-компактных генераторов водорода.

Обширный и весьма интересный доклад, посвященный электрохимической энергетике, молекулярным машинам и устройствам, сделал академик А. Ю. Цивадзе. В последнее время широкое распространение получили литиевые аккумуляторы и топливные элементы. Однако потенциальные возможности этих аккумуляторов далеко не исчерпаны, и внимание исследователей сосредоточено на проблемах, связанных с интеркаляцией лития в различные углеродные материалы, внедрением лития в кремний, допированием положительного электрода различными металлами, модифицированием электролитов краун-эфирами для повышения эффективности литиевых источников тока. Перспективным направлением развития «малой энергетики» являются топливные элементы (ТЭ). Наиболее универсальной группой источников тока, отличающихся большой гибкостью в отношении величины установочной мощности (от МкВт до МВт), видов топлива и области применения (радиоэлектронные устройства, транспорт и стационарные источники) являются ТЭ с рабочей температурой до 200 градусов Цельсия. В ИФХЭ РАН с использованием неплатиновых катализаторов разработан ряд мембранно-электродных блоков и проведены их испытания. Перспективными являются борогидриды щелочных металлов с краун-эфирами, которые открывают новые возможности перехода к ТЭ на щелочных электролитах с неплатиновыми катализаторами. Электрохимические реакции могут быть использованы для создания молекулярных машин и устройств, модельные системы которых были предложены и разработаны на основе краун-соединений. Впервые же идея создания молекулярных машин на основе комплексов переходных металлов (в частности, меди) предложена ученым из Франции Д.-П. Саважем, который также присутствовал на съезде и выступал на российско-французском семинаре по супрамолекулярной химии. Создание молекулярных машин позволит решить проблему дальнейшей миниатюризации двигателей, а также устройств электронной аппаратуры. Для работы такой машины необходимо осуществить обратимый переход молекулярной системы в растворе или в твердой фазе между двумя состояниями, имеющими разные физико-химические свойства.

Параллельно работали девять секционных заседаний: достижения и перспективы химической науки; химия материалов, наноструктуры и нанотехнологии; актуальные вопросы химического производства, оценка технических рисков; физико-химические основы рационального использования природных и техногенных ресурсов; химические аспекты современной энергетики; нефтехимия, нефтепереработка и катализ; новые методы и приборы для химических исследований и анализа; химическое образование; актуальные проблемы химии высоких энергий; биомолекулярная химия и биотехнология.

Всего на девяти секциях было сделано 440 устных докладов. Были представлены и стендовые доклады общим числом 2850.

В первый день заседание секций 1 и 2 было совместным. На нем с установочным докладом «Нанотехнологии — основа новой наукоемкой экономики XXI века» выступил чл.-корр. РАН  М. В. Ковальчук, который рассказал о структуре национальной программы по наноматериалам, направлениях исследований, создании экспериментальной базы, наиболее перспективных возможных приложениях результатов исследований, критериях селекции проектов по наноматериалам и т.д. Следует также отметить очень интересные выступления академиков С. М. Алдошина, В. М. Бузника, А.И Русанова, В. В. Осико, профессоров Р. Н. Любавской, В. И. Нефедова, Е. В. Антипова, посвященные теории, классификации, термодинамике наноструктур и новых подходах к химии фторидов и оксидов.

В работе съезда как с устными, так и стендовами докладами принимали участие руководители и сотрудники практически всех химических институтов Сибирского отделения.

На секции 1 с докладом «Дышащие кристаллы» (авторы — В. И. Овчаренко и Р.З. Сагдеев) выступил чл.-корр. РАН В. И. Овчаренко (Томографический центр СО РАН). Идеи доклада перекликаются с результатами, полученными Д.-П. Саважем, на основании которых могут быть созданы молекулярные машины. Были также представлены доклады И. В. Коптюга и Р.З. Сагдеева (Томографический центр СО РАН) «ЯМР-томография: новейший инструмент для исследования в катализе», В. Д. Штейнгарца (НИОХ им. Н.Н. Ворожцова) «Анионные интермедиаты восстановления аренкарбонитрилов», В. Г. Шубина (НИОХ им. Н.Н. Ворожцова) «Долгоживущие катионные комплексы замороженные интермедиаты катионоидных реакций», С. А. Медведевой (ИрИОХ им. А.Е. Фаворского) «Новые реакции каскадной сборки гетероциклов», Г. С. Юрьева (ИНХ СО РАН) «Структурный анализ веществ с использованием синхротронного излучения и компьютерных моделей строения».

На стендовой сессии большой интерес вызвал доклад В. А. Варнека с соавторами(ИНХ СО РАН) по влиянию слабых внешнесферных взаимодействий на спиновые переход в комплексах железа с триазолами. Представлен также доклад Г. С. Юрьева (ИНХ СО РАН) «Характеризация гибридных сферических наночастиц из дифракционных данных».

На секции 2, посвященной химии наноматериалов, от СО РАН было представлено три устных доклада. Директор ИХТТМ СО РАН чл.-корр. РАН Н. З. Ляхов сделал доклад на тему «Синтез наноматериалов с помощью механохимии», в котором показал большие возможности механической активации для синтеза нанокомпозитов, Е. Г. Аввакумов (ИХТТМ СО РАН) — «Механохимический синтез как метод получения нанодисперсных частиц», В. Н. Митькин — «Новые направления синтеза углерод-фторидных электропроводных нанокомпозитов». В последнем докладе показана возможность создания углеродных токосъемов с поверхности частиц малопроводящих материалов и получения терморасширенного графита особой чистоты из нового недорогого продукта — фтороксида графита ФОГ-Э, разработанного в ИНХ СО РАН и ОАО НЗХК. Кроме устных, были представлены также три стендовых доклада: С. Сладкевич, В. Гуткин, О. Лев (ИК СО РАН) «Наночастицы олигомерных гидроксокомплексов олова», И. Б. Троицкая, Т. А. Гаврилова, В. Г. Костровский и др. (ИФП и ИХТТМ СО РАН) «Применение ультразвука в процессе получения наностержней оксида молибдена», Ю. Л. Михлин, М. Н. Лихацкий и др. (ИХХТ СО РАН) «Наночастицы в системах золото-сера», посвященный проблеме «невидимого золота» в минеральном сырье (ИХХТ СО РАН).

Рекордсменом в секции 3, представившим больше всего докладов (15), посвященных основам рационального использования природных и техногенных ресурсов стал Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН.

Устный доклад на секции 4 «Новые высокосернистые редокс-полимеры для литиевых источников тока» сделала Г. Ф. Мячина (ИрИОХ им. А.Е. Фаворского). В числе стендовых представлены доклады: Н. Н. Аншиц, О. А. Баюкова, М. И. Петров и др. (ИХХТ СО РАН) «Состав-морфология-свойство микросфер энергетических зол», Т. А. Верещагина, Н. Н. Аншиц, Е. В. Фоменко и др. (ИХХТ СО РАН) «Иммобилизация жидких радиоактивных отходов в минералоподобных матрицах», Г. А. Колягин, В. Л. Корниенко (ИХХТ СО РАН) «Композитный материал на основе расширенного графита и фторопласта», Б. Н. Кузнецов, М. Л. Щипко, В. И. Шарыпов (ИХХТ СО РАН) «Термокаталитическая переработка угля в альтернативные топлива», Г. Ф. Мячина, Т. Г. Ермакова, Н. П. Кузнецова и др. (ИрИОХ им. А.Е. Фаворского) «Протонопроводящие композиты на основе сополимеров винил-триазола», Г. Ф. Мячина, С. А. Коржова, И. В. Родионова и др. (ИрИОХ им. А.Е. Фаворского) «Модификация электролита литий-серного аккумулятора».

На секции 5 было представлено наибольшее число (5) устных докладов от СО РАН.

В докладе В. А. Лихолобова и В.К. Дуплякина (ИППУ СО РАН) «Новые технологические подходы глубокой и рациональной переработки углеводородного сырья» показано, что повышение глубины переработки углеводородного сырья в принципе можно осуществить с помощью известных технологий. Но связано это с таким ростом затрат, что нефтепереработка превратится в экономически неэффективную отрасль. Поэтому актуальны принципиально новые технологические подходы к переработке тяжелых нефтей (нефтяных остатков) и углеводородных газов, и такие подходы разрабатываются в Институте проблем переработки углеводородов СО РАН (Омск).

В докладе Алтуниной Л. К., Кувшинова В. А. (ИХН СО РАН) «Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей: проблемы и решения» представлены результаты лабораторных исследований и промысловых испытаний на месторождениях России и Китая новых физико-химических технологий Института химии нефти СО РАН для увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей.

В докладе Бухтиярова В. И. (ИК СО РАН) «Размерные эффекты в катализе наночастицами металлов и их использование в процессах нефтепереработки, экологии и энергоснабжения» показано, что прогресс в выявлении факторов, обуславливающих появление размерных эффектов, и использование новых методов синтеза для получения катализаторов со строго контролируемыми свойствами позволяет получить более активные (заданный размер частиц) и более селективные (однородное распределение частиц по размерам) катализаторы, тем самым оптимизируя существующие процессы путем снижения энергозатрат (температура проведения реакции), уменьшения количества вредных выбросов, увеличения выхода ценного продукта, и предложить абсолютно новые технологические схемы для переработки нефтехимического и химического сырья, утилизации выбросов различных стационарных источников и транспорта.

В докладе Г. В. Ечевского (ИК им. Г.К. Борескова) «Новые катализаторы и процессы нефте- и газопереработки» приведены данные о новых нетрадиционных технологиях и катализаторах переработки углеводородного сырья, разработанных в Институте катализа СО РАН.

На стендовой сессии секции было представлено 9 докладов. Среди них — два доклада от Института катализа СО РАН, пять докладов от Института проблем переработки углеводородов СО РАН, два доклада от Института химии нефти СО РАН.

На секции 6 устный доклад на тему «Стехиография и стехиографы в химических исследованиях и анализе» сделан В. В. Малаховым (ИК СО РАН). В докладе сообщено о создании стехиографа и разработке способа стехиографического титрования — при уникальной возможности проведения фазового анализа без использования эталонных образцов фаз, что позволило использовать метод дифференцирующего растворения для анализа самых различных по своей природе кристаллических и аморфных неорганических веществ: природных минералов, минерального сырья и продуктов его переработки, разнообразных функциональных материалов, катализаторов, сорбентов, объектов окружающей среды, археологических находок и разделения смесей твердых фаз при исследовании процессов твердофазного взаимодействия.

Другой устный доклад — Ханчук А. И., Митькин  В. Н., Лихойдов Г. Г., Галицкий А. А. (ДВГИ ДВО РАН, ИНХ СО РАН) — был обзорным и посвящен химико-аналитическим и геохимическим аспектам междисциплинарной проблемы определения платиноидов в углеродсодержащих геологических материалах.

На стендовой сессии секции шесть представлен доклад С. Б. Заякиной, Г. Н. Аношина, В. А. Лабусова, В. Н. Митькина (ИГМ СО РАН, ИНХ СО РАН, ИАЭ СО РАН) «Новая автоматизированная установка для атомно-эмиссионного анализа порошковых геологических и технологических проб одновременно двумя способами: интегральным и сцинтилляционным». Одновременная регистрация спектра пробы двумя способами дает исследователям мощный инструмент не только для определения количественного содержания примесей в пробе, но и по данным гистограммы позволяет судить о распределении частиц пробы, их крупности и концентрации в них определяемых элементов. Применение новой конструкции плазмотрона в качестве источника возбуждения спектров позволило снизить пределы обнаружения благородных металлов — Ag — 1×10^-2, Au — 5 × 10^-2; Pt, Pd — 7×10^-2; Ru, Rh, Os — 1 × 10^-1 ppm. Представлен был также доклад Г. И. Раздьяконовой и А.А. Дятлова (ИППУ СО РАН) «Новый метод анализа агрегированных частиц технического углерода». Создан метод определения размера частиц методом световой экстинции и сделана оценка его точности.

На секции 7 с докладом «Подготовка химиков в рамках интегрированной научно-образовательной среды НГУ — СО РАН» выступил ректор НГУ В. А. Собянин.

На секции 8 представлен доклад В. Г. Мягкова (Институт физики СО РАН) «Ультрабыстрый твердофазный синтез в тонких пленках».

На секции 9 устные доклады от СО РАН отсутствовали. На стендовой сессии были представлены доклады Л. К. Алтуниной, Л. И. Сваровской, Д. А. Филатова (ИХН СО РАН) «Светокорректирующие пленки для стимуляции активности биоценоза нефтезагрязняющих почв», С. В. Столяра, Ю. Л. Гуревича, В. П. Ладыгиной и др. (ИФ, ИБФ СО РАН, КГУ) «Синтез, магнитные свойства Fe-содержащих наночастиц биогенного происхождения».

Активно участвовали сотрудники СО РАН в работе российско-французского семинара «Супрамолекулярные системы в химии и биологии». С докладами выступили академик В. В. Власов (ИХБиФМ СО РАН) «Новый подход к получению олигонуклеотидов, используя супрамолекулярные комплексы модифицированных олигонуклеотидов», академик Ю. Д. Цветков (ИХКиГ СО РАН) «Супрамолекулярные агрегаты спин-меченых пептидов антибиотиков, исследованные ипульсным электрон-электрон двойным резонансом», проф. В. П. Федин (ИНХ СО РАН) «Дизайн и синтез новых метало-органических координационных полимеров». Среди стендовых докладов был представлен также интересный доклад «Полиметаллатные кластерные комплексы — новый тип гибридных систем в координационной и супрамолекулярной химии» — М. Н. Соколов, И. В. Калинина, Е. Кадот, М. Р. Федин.

На международном семинаре по радиохимии о новых сорбентах для экстракции радионунклидов цезия и стронция и токсичных металлов из жидких отходов стендовый доклад сделан Л. М. Левченко, В. Н. Митькиным (ИНХ СО РАН, НЗХК).

На международном симпозиуме по «зеленой химии» представлен доклад «Влияние механохимической обработки торфов на изменение состава гуминовых кислот» А. А. Иванова, Н. В. Юдина, О. И. Ломовский (ИХН СО РАН, ИХТТМ СО РАН).

Из приведенного перечня химических институтов и докладов, представленных их сотрудниками, видно, насколько активно участвовали химики Сибирского отделения в работе Менделеевского съезда. Их доклады практически есть во всех секциях и международных семинарах. Участники съезда ощутили пульс современной химии. Стало ясно, что к числу основных проблем относятся — создание наноматериалов, проблемы катализа, развитие супрамолекулярной химии, а также новые идеи по созданию химических компьютеров, молекулярных двигателей, материалов для фотоники и электроники, химических источников тока и топливных элементов. И в заключение отметим, что члены РХО платили минимальный оргвзнос по сравнению с другими участниками. Химики, вступайте в РХО им. Д.И. Менделеева!

стр. 12-13

Наука в Сибири
N 41 (2626)
25 октября 2007 г.

ЭТО НАШЕЙ ИСТОРИИ СТРОКИ…

В начале октября Институт неорганической химии СО РАН, созданный в Сибирском отделении одним из первых, отметил свое пятидесятилетие.

Л. Юдина, «НВС»

Судьбы учреждений, и больших, и малых, во многом сходны с судьбами людскими. И множество составляющих должно сложиться воедино, чтобы путь вперед был успешным и счастливым, и каждый год прибавлял опыта, успехов, авторитета.

ИНХовцы наращивали потенциал стремительно, и очень скоро о них заговорили — сначала в границах страны, а потом и за ее пределами. Причем, надо отметить особо, не было в жизни коллектива «провальных» годов, и даже в смутное для науки время, когда так случилось, что в стране ее авторитет упал почти до нуля, ИНХовцы выстояли, работали, не снижая темпа, добивались весомых результатов.

В чем же кроется секрет успехов? Вот об этом и расскажет директор Института неорганической химии доктор химических наук Владимир Петрович Федин.

— Начнем с того, что все те, кто начинали здесь науку 50 лет назад, получили мощнейший импульс, заряд энергии, которая не иссякла за многие годы. Потом — удивительные качества людей, которые возглавили дело. Об Анатолии Васильевиче Николаеве, который был директором-организатором нашего института, старожилы и сегодня вспоминают с почтением и любовью. Прекрасный человек, выдающийся ученый, он был еще и мудрым учителем и воспитал множество учеников, преданных науке и родному институту.

Залогом многих успехов послужил прежде всего именно тот факт, что в ИНХе сформировался крепкий, трудолюбивый коллектив.

— Институт сразу создавался как многопрофильный?

Особенность ИНХа в том, что он всегда был готов ответить на вызов времени, при необходимости перестроить работу и проводить широким фронтом исследования в наиболее актуальных областях неорганической химии.

В отчете института о результатах научной деятельности за 1958-1959 годы написано, что в качестве основных направлений исследования выбраны: теория химического строения, кинетики и реакционной способности; кристаллохимия неорганических веществ; изучение методов и путей получения веществ высокой чистоты; комплексные соединения и их использование в новой технике.

Через пять лет основной задачей института стали исследования в области химии полупроводников и сверхчистых веществ. Для обеспечения работ по новой тематике была изменена и структура института. Позднее появились новые задачи, которые ИНХ осваивал не менее успешно.

— Какие проблемы сегодня решает коллектив, и что служит свидетельством признания его заслуг?

— Круг задач достаточно широк: химия неорганических соединений, в том числе координационных, кластерных и супрамолекулярных; химическая термодинамика неорганических систем; кристаллохимия и электронное строение неорганических веществ; физико-химические основы процессов разделения и очистки веществ; физикохимия и технология функциональных материалов. Создано и успешно развивается новое научное направление — изучение электронного строения веществ на основе рентгеновской и рентгеноэлектронной спектроскопии. В 1989 году за разработку теории, методов и приборов для рентгеноспектральных исследований в химической связи профессору Л. Н. Мазалову была присуждена Государственная премия РСФСР.

Хорошо известны в России и за рубежом работы лаборатории кристаллохимии. Лаборатория оснащена современным оборудованием, что позволяет проводить рентгеноструктурные исследования на самом современном уровне. В 2000 году Президиум РАН присудил премию РАН имени Е. С. Федорова члену-корреспонденту РАН Г. Б. Бокию (основателю лаборатории) и главному научному сотруднику института д.ф.-м.н. С. В. Борисову за цикл работ «Систематика природных силикатов и оксидов и законы структурообразования в неорганических соединениях».

В институте выполняются структурные исследования твердого тела методами ЯМР. За разработку квантово-химических и радиоспектроскопических методов в химии твердого тела доктора физико-математических наук С. П. Габуда и Н.К. Мороз удостоены Государственной премии РФ 1995 года в области науки и техники.

Основой современной химии остается направленный синтез новых классов химических соединений. Пионерские работы по синтезу гетероспиновых комплексов переходных металлов с нитроксильными стабильными радикалами, выполненные под руководством профессора С. В. Ларионова, вошли в цикл работ «Нитроксильные радикалы имидазолина», за который была присуждена Государственная премия РФ 1994 года в области науки и техники.

Признанием существенного вклада в магнетохимические исследования, направленные на определение особенностей электронной структуры сложных соединений с развитой системой обменных взаимодействий, стало присуждение Государственной премии РФ в области науки и техники 2003 года в составе группы авторов д.х.н. В. Н. Икорскому за работу «Полиядерные соединения: молекулярные магнетики и катализ».

— Владимир Петрович, наверное, и сегодня в Институте неорганической химии работает много преданных науке, талантливых людей?

— Хочу отметить, что ИНХ никогда не испытывал большого оттока кадров. Как правило те, кто переступали его порог, оставались в коллективе на многие и многие годы, не стремились в другие структуры. На руководящие должности тоже «взращивали» своих.

С 1983 по 2005 гг. институт возглавлял академик Федор Андреевич Кузнецов, который не только содействовал подъему на новую ступень развитых в институте направлений, но активно участвовал в становлении работ по электронному материаловедению и химической информатике. Значительным вкладом в мировую науку стала разработка под руководством ученого процессов создания материалов и покрытий с использованием химического осаждения из газовой фазы, оптимизация роста кристаллических слоев полупроводниковых материалов и диэлектриков. Результаты этой работы были отмечены Государственной премии СССР. Ф. А. Кузнецовым создана активно работающая научная школа, которая в современных условиях решает фундаментальные задачи получения различных функциональных материалов: от материалов для силовой электроники до нового поколения наноматериалов.

— Как решаются в институте молодежные проблемы.

— ИНХ очень много делает, чтобы привлечь молодых, чтобы они чувствовали себя в институте комфортно. За последние годы в ИНХ пришло немало студентов, аспирантов, молодых научных сотрудников. Это целеустремленные, хорошо образованные сотрудники, которые, я уверен, способны развить исследования, начатые более старшими коллегами, и, самое главное, создать новые оригинальные направления в неорганической химии. Будущее института в руках молодых.

— Один из показателей активной и производительной работы ученых — публикации. Как институт представляет эту сферу деятельности?

— Приведу некоторые показатели деятельности института, основанные на известной электронной базе данных ISI Web of Knowledge (данные на июнь 2007 года). За период с 1976 года сотрудниками института опубликовано 4329 статей. Отмечу, что реальное их число выше, т.к. не все российские журналы попадают в эту базу данных. Важный показатель научной активности и важности опубликованных работ — цитирование. За последние годы работы сотрудников института, опубликованные начиная с 1976 года, активно цитируются в мировой литературе (более 1400 цитирований в 2005 и 2006 годах). В последние годы для характеристики научной активности все чаще используется так называемый h-индекс. По данным ISI Web of Knowledge h-индекс работ, опубликованных ИНХ СО РАН, равен 32. Это неплохой показатель, который говорит о том, что фундаментальные исследования ИНХовцев востребованы.

— Как прошло празднование 50-летия института?

— На высоком научном уровне. Были проведены XV конференция имени академика А. В. Николаева и ежегодный конкурс-конференция научно-исследовательских работ молодых ученых. Ученый совет института заслушал 20 докладов молодых ученых. Можно с удовольствием отметить высокий уровень всех доложенных работ и прекрасное иллюстративное оформление докладов. Молодые участники конкурса показали хорошее владение материалом и умение грамотно вести дискуссию. Содержание работ, представленных на конкурсе, достаточно полно отражало основные научные направления института. В целом конкурс показал, что в ИНХе много талантливых молодых исследователей, которые смогут в ближайшем будущем достойно представлять институт и приумножать его научный потенциал. На заседании Ученого совета 3 октября с докладами выступили ведущие ученые института. Тематика сделанных сообщений охватывала практически все актуальные исследования, ведущиеся в институте в настоящее время. Докладчики прекрасно осветили и исторические аспекты этих работ, показав развитие и трансформацию научных направлений за 50-летний период существования ИНХ СО РАН.

В завершение беседы хочу подчеркнуть, что ИНХовцы — народ надежный, полный сил и желания решать поставленные перед ними задачи.

Фото Р. Ахмерова
и из архива института.