- Информация о материале
В выпуске телеканала ОТС Новосибирск - материалы о разработке сотрудников ИНХ СО РАН и НГУ, съемки проводились в ИНХ СО РАН.
Учёные представили инновационный метод борьбы с фальсификациями. Он основан на использовании уникальных красителей, которые под ультрафиолетом начинают излучать свет. Это открывает новые перспективы для защиты документов, денежных и товарных знаков. Корреспонденты Телеканала ОТС разбирались, как это работает.
Видеосюжет ОТС, 12.09.2024
Результаты исследования опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition.
"НГУ запатентовал новую технологию защиты от подделок", РБК, 02.09.2024
"Тройная защита: ученые НГУ запатентовали новую технологию защиты от подделок", пресс-служба РНФ, 03.09.2024
- Информация о материале
Сотрудники лаборатории металлорганических соединений для осаждения диэлектрических материалов Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН разрабатывают технологии получения высокочистых соединений титана, циркония и гафния для создания элементов микроэлектроники.
Опубликовано 28.08.2024: Наука в Сибири, ИА "Красная весна".
В рамках обсуждений, прошедших на XI Международном форуме технологического развития «Технопром-2024» в Новосибирске, заведующая лабораторией металлорганических соединений для осаждения диэлектрических материалов ИНХ СО РАН кандидат химических наук Евгения Викулова рассказала о работе молодого коллектива, созданного для решения проблемы отсутствия в РФ технологии производства высокочистых соединений, востребованных современной микроэлектроникой.
«Соединения редкоземельных металлов используют при создании наноструктур элементов микроэлектроники. Для изготовления микросхем чипов и процессоров уже сейчас востребованными являются тонкие пленки нитрида титана. Если же мы будем переводить технологии на следующий уровень, что необходимо, в том числе для достижения технологического суверенитета, здесь потребуется уже оксид гафния, и замен этому решению нет. Другое направление — альтернативные энергонезависимые источники памяти, альтернативы нашим флешкам. По сравнению с флеш-технологией они обладают большим ресурсом записи и меньшим энергопотреблением. Эти источники сейчас только развиваются и формируются по миру, и если мы хотим включаться в это направление, то нам потребуются тонкие пленки на основе оксидов гафния, титана и циркония», — рассказывает Евгения Сергеевна Викулова.
Поскольку тонкие пленки имеют очень сложную геометрию на микроуровне, их получают методами химического газофазного (MOCVD) и атомно-слоевого (ALD) осаждения. Металлорганическое соединение в виде газа доставляется к покрываемому объекту и вступает в реакцию, формируя целевое покрытие. Необходимые характеристики материала достигаются при правильном подборе исходного ведущего компонента и условий осаждения. Для этого очень важно использовать соединения высокой чистоты. Однако оказалось, что соединения требуемого качества импортные и уже подсанкционные, а продукция отечественных предприятий недостаточна по ассортименту и не обладает необходимой чистотой.
Для решения этой проблемы почти два года назад в рамках конкурса Министерства науки и высшего образования РФ и конкурса национального проекта «Наука и университеты» в ИНХ СО РАН была создана специализированная молодежная лаборатория металлорганических соединений для осаждения диэлектрических материалов.
«Мы комплексно подошли к проблеме, а именно: уже умеем поставлять конкретные летучие вещества под задачи заказчика, исследуем их термические свойства с тем, чтобы создать базу для реализации технологических условий. Также мы разрабатываем походы к контролю качества продукции, если точнее — к контролю чистоты примесей (потому что сейчас каких-либо гостов для металлорганических соединений в России нет) и стратегии достижения этой чистоты», — отмечает Евгения Викулова.
Ученым удалось получить лабораторные образцы соединений целевой квалификации по содержанию примесей и разработать технологии очистки. На данном этапе они развивают применения полученных соединений и готовятся к масштабированию производства.
«Источники металлов необходимого качества уже представлены на внутреннем российском рынке, однако существует проблема доступности специфических реагентов для синтеза, в частности,некоторых органических соединений. Сейчас мы рассматриваем решение с использованием инжиниринговой базы Томского государственного университета, но проблема есть, и решать ее надо. Второе затруднение в том, что установки для осаждения сейчас импортные», — комментирует Евгения Викулова.
«Наука в Сибири»
Фото Юлии Поздняковой
- Информация о материале
Ученые создали полимер, способный распознавать в воде соединения ртути и широко используемый в птицеводстве антибиотик сульфадиазин. Сенсор позволяет улавливать низкие (в два раза меньше допустимых для ртути и в 800 раз ниже допустимых для антибиотика) концентрации опасных веществ, поэтому его можно использовать для контроля безопасности почв, водоемов и продуктов питания. Кроме того, новый полимер ускоряет диагностику на наличие сульфадиазина минимум в три раза по сравнению с другими методами. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition (X. Yu, D. I. Pavlov, A. A. Ryadun, K. A. Kovalenko, T. Y. Guselnikova, E. Benassi, A. S. Potapov, V. P. Fedin. “Experimental and theoretical elucidation of the luminescence quenching mechanism in highly efficient Hg2+ and sulfadiazine sensing by Ln-MOF” // Angew. Chem. Int. Ed. 2024.e202410509).
Опубликовано 09.08.2024 на сайте РНФ, Российская газета, ТАСС - Наука, РАН.
В почву и водоемы вместе с промышленными отходами попадают различные опасные соединения, например, ионы тяжелых металлов — в частности, ртути. По пищевым цепям ртуть поступает в организмы животных, растений, а также человека и, накапливаясь там, ухудшает их состояние. Если человек часто ест рыбу, то в его организм поступает 1–20 микрограмм ртути в день при норме 1–5 микрограмм. Избыток ртути нарушает обмен веществ, работу центральной нервной системы, почек и других органов.
Другой вредный загрязнитель почвы и воды — антибиотики. Один из недорогих и широко используемых при выращивании птицы антибиотиков — сульфадиазин. Попадая в окружающую среду, препарат вызывает у бактерий устойчивость к нему, а также по пищевым цепям оказывается в мясе и молочных продуктах. Поступая в организм человека с пищей, антибиотик вредит печени и повышает риск развития рака.
Чтобы бороться с этими проблемами, ученые разрабатывают полимерные сенсоры для определения загрязненности воды ионами ртути и сульфадиазином. Однако существующие на сегодняшний день устройства реагируют на сульфадиазин слишком медленно — от 20 секунд до 6 минут, при этом самая быстрая реакция сопровождается низкой чувствительностью, что не подходит для применения в полевых условиях. Полимеры для выявления ртути реагируют быстрее — от 5 до 15 секунд, — но они также недостаточно чувствительны для выявления низких концентраций загрязнителей.
Ученые из Новосибирского государственного университета (Новосибирск), Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН (Новосибирск) и Университета Модены и Реджо-нель-Эмилии (Италия) создали новый полимер из пористого материала, по структуре напоминающего каркас или сеть. В него включили химические группы, связывающие нужные загрязнители — в данном случае ионы ртути и антибиотик. Авторы сформировали полимер на основе ионов металла тербия и органического компонента (лиганда), содержащего углеродные кольца с атомами азота. Такую пару веществ выбрали, чтобы свечение полимера изменялось при обнаружении загрязнителей. Так, органический компонент способен улавливать ультрафиолетовое излучение и в присутствии антибиотика или ртути передавать поглощенную энергию на ионы тербия, которые в ответ испускают ярко-зеленый свет. Это свечение хорошо заметно невооруженным глазом, кроме того, его интенсивность, указывающую на степень загрязненности, можно измерить с высокой точностью с помощью прибора спектрофлуориметра.
Авторы проверили чувствительность нового сенсора. Они добавили к жидкости с частицами полимера (суспензии) заранее известные концентрации ионов ртути. Оказалось, что полимер примерно в 11 эффективнее, чем другие сенсоры, — он обнаруживает токсичное вещество в концентрации около 0,18 микрограммов в литре, что более чем в два раза ниже предельно допустимой концентрации в питьевой воде.
Кроме того, ученые протестировали чувствительность и на антибиотике. Предел обнаружения препарата с использованием полимера составил около 0,12 микрограмм на литр, что в 800 раз ниже предельно допустимой концентрации этого вещества в молочных продуктах. При этом на измерение требовалось всего семь секунд — это минимум в три раза меньше, чем при использовании других подходов.
Ученые отмечают, что отличить отклик полимера на ртуть и антибиотик нельзя, но обычно эти загрязнители отслеживают в разных объектах: для антибиотиков это мясо и молочные продукты, а для ртути — вода различного происхождения (питьевая, речная, подземные воды).
Испытания также показали, что новый материал перспективен для обнаружения сульфадиазина в медицинских и криминалистических целях. В связи с широким применением антибиотика в клинической практике важно контролировать сверхнизкие концентрации его остатков в крови и моче. Авторы протестировали полимер, оценив с его помощью количество сульфадиазина и ионов ртути в растворах, по химическому составу напоминающих кровь и мочу. Для этого исследователи растворили в образцах заранее известные концентрации выявляемых веществ и проверили, насколько точно их определит сенсор. Чувствительность на ртуть и антибиотик была такой же, как в чистой воде.
«Предложенные методы обнаружения двух опасных веществ — соединений ртути и антибиотика сульфадиазина — просты, но при этом высокочувствительны, что позволит использовать их для контроля безопасности объектов окружающей среды и продуктов питания. В дальнейшем мы планируем создать простые тестовые системы для обнаружения ионов ртути и сульфадиазина без использования спектрофлуориметра, а также применить разработанный теоретический подход для предсказания круга веществ, которые можно обнаруживать по изменению люминесценции различных металлоорганических полимеров», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Андрей Потапов, ведущий научный сотрудник лаборатории функциональных материалов на основе кластеров и супрамолекулярных соединений Новосибирского государственного университета.
- Информация о материале
5 июня делегация Донецкого техникума химических технологий и фармации, прибывшая на профессиональную стажировку в Новосибирский химико-технологический колледж им. Д. И. Менделеева, посетила Новосибирский Академгородок.
Материал на сайте Новосибирского химико-технологического колледжа им. Д.И. Менделеева, 10.06.2024.
В рамках знакомства с научным центром Западной Сибири гости из Донбасса посетили два научно-исследовательских центра Сибирского отделения Российской академии наук: Институт неорганической химии им. А.В. Николаева и Институт катализа им. Г.К. Борескова.
© ИНХ СО РАН 1998 – 2024 г.