В Институте химической кинетики и горения СО РАН прошли встречи, посвященные Дню химии.
Директор ИХКиГ СО РАН доктор физико-математических наук профессор Сергей Андреевич Дзюба, предваряя экскурсию по институту, рассказал о направлениях работы ИХКиГ СО РАН, в частности, о спиновой химии, магнитном резонансе, который широко используется сейчас в биологии и медицине, вопросах оптимизации процесса горения и других. Кроме того, он особенно отметил, что «наука делается в лабораториях и за приборами».
Так, например, в Лаборатории химии и физики свободных радикалов, заведующим которой является С.А. Дзюба, изучаются механизмы взаимодействия молекул и атомов. В частности, ученых интересует, каким образом соединения класса пептидов -перспективные антибиотики - разрушают мембраны вредоносных бактерий. Для этого на молекулы вещества вешается специальная спиновая метка, которая позволяет отследить процесс взаимодействия их с клеткой. «Этот вопрос в настоящее время очень важен, потому что необходимо разработать препараты, не вызывающие привыкания», - прокомментировал С.А. Дзюба. Таким же методом изучается и влияние холестерина на поведение клеток организма. В момент посещения Лаборатории химии и физики свободных радикалов, оборудованной по последнему слову техники, в ней шел эксперимент по опробованию нового метода диагностики полимеров.
В Лаборатории цитометрии и биокинетики ИХКиГ СО РАН можно было увидеть прототип инструментальной платформы универсального анализатора для биологии и медицины «BiоUniScan». По словам заведующего лабораторией, доктора физико-математических наук профессора Валерия Павловича Мальцева, «это совершенно уникальная система для получения знаний о биологических клетках и процессах. По возможностям он превосходит любой из существующих». Самая распространенная его функция – это высокоточный анализ клеток крови, производящийся по множеству параметров. Помимо технической части, ученые также обеспечивают методический базис, который необходим этому инструменту. За работу по созданию методик изучения оптических и кинетических свойств клеток крови на приборе «BiоUniScan» сотрудница Лаборатории цитометрии и биокинетики ИХКиГ СО РАН аспирант НГУ Дарья Орлова была удостоена Золотой медали РАН. Также в числе результатов работы лаборатории - программа, которая позволяет рассчитывать результат воздействия излучения с биологическими элементами любой сложности. Она может быть использована как на персональном, так и на суперкомпьютере.
Сотрудник Лаборатории механизмов реакций кандидат физико-математических наук Виталий Георгиевич Киселев рассказал об исследованиях в сфере теоретических расчетов квантовой химии. В частности, о компьютерным моделировании поведения веществ, которые могут быть использованы в ракетных топливах. С помощью подобных расчетов ученые устанавливают то, что не способны получить путем эксперимента – состав, механизмы превращения, процессы, происходящие при нагреве, импульс, который даст ракетное топливо при использовании и так далее.
В Лаборатории кинетики процессов горения были продемонстрированы установки, которые помогают изучать способы управления пламёнами, реакции, которые в них происходят, способы тушения пожаров. Так, масс-спектрометр позволяет узнавать структуру пламени, количество определенных частиц в нем. Используя эти данные и сравнивая их с результатами компьютерного моделирования, можно установить механизмы реакций, узнать, какие должны быть условия горения для получения наибольшего КПД сгорания, наименьшего экологического ущерба и, возможно, полезных веществ, образующихся в результате. Также в лаборатории есть установка для получения и нанесения на охлаждаемую подложку наночастиц диоксида титана в пламёнах, которые стабилизированы на плоскости вращающегося диска. С ее помощью можно производить фотоэлементы солнечных батарей, причем, эта технология является дешевле и эффективнее, чем применение пленок из поликристаллического кремния. Необходимо также отметить, что в этом процессе используются не углеводородные пламёна, а водородные – они более чистые.
Кроме установок в Лаборатории кинетики процессов горения была продемонстрирована технология гашения пламени с помощью мелкодисперсных фосфоросодержащих аэрозолей растворимых солей. По словам заведующего лабораторией кандидата химических наук Андрея Геннадьевича Шмакова, этот способ пожаротушения не влияет на озоновый слой, он эффективнее и не намного дороже – химическое соединение можно добавлять в обычное наполнение огнетушителей, причем, достаточно незначительного количества. На эту разработку уже получен патент, так что вскоре следует ожидать широкого ее применения.
