В Доме ученых СО РАН прошла лекция председателя СО РАН, научного руководителя ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» академика Валентина Николаевича Пармона о применении катализаторов в современной экономике и промышленности в рамках проекта «Академический час», куратором которого он является.
Несмотря на сложность темы, ученики 9—11 классов с интересом слушали и активно задавали вопросы спикеру. «В юности мои преподаватели говорили, что очень важно научиться излагать самые сложные мысли так, чтобы они были понятны даже детям. Поэтому сегодня я расскажу о таких серьезных научных вещах, как катализ и катализаторы, без особой терминологии», — отметил Валентин Пармон.
Катализатор — это многозначное слово, особенно часто его используют в своей речи политические деятели, имея в виду явление, инициирующее либо способствующее развитию чего-либо: катализатор прогресса, общественного мнения и прочее. Но на самом деле термин «катализатор» относится к химии. Что такое катализатор в своем первоначальном смысле? «Чтобы молекулы веществ могли взаимодействовать друг с другом, им необходимо преодолеть высокий энергетический барьер. Преодолеть этот барьер помогают именно катализаторы. По строгому химическому определению катализаторы — это вещества, изменяющие скорость и направление химических реакций и при этом остающиеся неизменными после завершения цикла целевых химических превращений. Вступая в промежуточные взаимодействия с соединениями — субстратами превращений, катализаторы понижают энергетический барьер для желаемых превращений. Говоря простыми словами, катализатор — некая волшебная палочка химиков, прикоснувшись которой к одному веществу можно превратить его в то, которое хочешь», — говорит академик.
Валентин Пармон
Практически все катализаторы являются наноструктурированными материалами, то есть входящие в их состав структурные элементы (частицы, кристаллиты, волокна, полости и прочее) имеют характерный размер 10-9 (одной миллиардной доли) метра. Катализаторы для разных химических превращений могут иметь различную геометрическую форму. «Существуют, например, блочные катализаторы для очистки дымовых газов на тепловых электростанциях и очистки автомобильных выхлопов. Такого типа катализаторы находятся во всех современных автомобилях. Могут быть катализаторы и в форме гранул, колечек; разнообразие очень большое», — объясняет Валентин Пармон.
Катализаторы принципиально важны для экономики и промышленности по многим причинам. «С помощью каталитических технологий в настоящее время в мире производят продукцию на сумму более трех триллионов долларов в год, — комментирует академик. — Около 90 % всех технологий в промышленной химии обязательно используют катализаторы. В частности, это касается энергетики, металлургии, фармацевтики и некоторых других областей. С помощью катализаторов можно управлять качеством продукции, обеспечивать возможность использовать доступные сырьевые ресурсы, в десятки раз уменьшать энергозатраты на протекание химических процессов, решать экологические проблемы и производить продукцию с высокой добавленной стоимостью».
Технологии производства катализаторов всегда держатся в тайне. Число стран, способных производить стратегически важные катализаторы, меньше числа стран, способных производить ядерное оружие. В число стран, имеющих полный технологический суверенитет в разработке и производстве катализаторов, входит и Российская Федерация — во многом благодаря ИК СО РАН, который был создан именно для того, чтобы гарантировать отечественный суверенитет в этой важной для страны сфере. «Сегодня в нашем институте решают многие типичные проблемы, связанные с изготовлением и использованием катализаторов. Это выявление возможности ускорения химических превращений, увеличение активности и селективности катализаторов, а также ряд экономических и промышленных вопросов их эксплуатации», — рассказывает ученый.
Заканчивая лекцию, Валентин Пармон отметил, что в ближайшем будущем планируется завершение строительства главного научного объекта в России — самого современного источника синхротронного излучения СКИФ в Кольцово. Синхротронное излучение — важнейший инструмент для исследования и разработки катализаторов. Поэтому в проекте принимают участие и ученые ИК СО РАН, которые обладают наибольшими компетенциями в вопросах изучения веществ и функциональных материалов на атомно-молекулярном уровне.
«Без великой науки у России не будет будущего. А могущество России и могущество российской науки обязательно будут прирастать Сибирью», — подчеркнул академик.
«Наука в Сибири»
Фото Юлии Поздняковой
