В центре событий
Сотрудники лаборатории новых физико-химических проблем ИФХЭ РАН, использовав обычный порфириновый катализатор и точно подобрав условия синтеза, на два порядка (до 830000 ТОN) увеличили эффективность реакций фотоокисления для серосодержащих соединений. Результаты опубликованы в Journal of Catalysis.
Учёные ИФХЭ РАН и РТУ МИРЭА, обобщив результаты собственных многолетних исследований и опубликованные данные других научных групп, предложили аналитический подход к прогнозированию оптимального режима отверждения термореактивных систем на примере эпокси-аминных композиций. Этот подход позволяет без проведения большого числа экспериментов рассчитывать оптимальные температуру и продолжительность отверждения – в том числе для новых систем подобного рода. Оптимизация режима отверждения позволяет улучшить качество и повысить срок службы полимерных материалов и покрытий.
Сотрудники лаборатории физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН показали, что сорбент, содержащий шунгит и торф, обеззараживает продукты распада несимметричного диметилгидразина в 1.6 раз эффективнее, чем сорбент, состоящий из одного торфа. Объединённые сорбционные свойства шунгита и торфа изучались впервые. Оригинальный сорбент был разработан в ИФХЭ РАН, на способ его применения ранее зарегистрирован патент.
Учёные лаборатории поверхностных явлений в полимерных системах ИФХЭ РАН с коллегами из ИБХФ РАН и НИЯУ МИФИ показали, что флуорофор сульфоцианин-3, привитый на сферическую плазмонную наночастицу с золотым ядром и органокремнеземной оболочкой толщиной 14 нм, благодаря плазмонному усилению флуоресценции светится до 8 раз ярче, чем чистый флуорофор. Если оболочка относительно тонкая (4 нм), напротив, происходит тушение, и флуорофор светит слабее. Изменение толщины оболочки вокруг золотого ядра позволяет управлять эмиссией флуорофора.
Учёные молодежной лаборатории «умных» методов химического анализа ИФХЭ РАН разработали интерактивное программное обеспечение CHERESHNYA, позволяющее «в один клик» строить количественные отношения между структурой молекулы и её свойствами для условий газовой хроматографии, и применили его для изучения новых газохроматографических неподвижных фаз на основе ионных жидкостей. Исследование, поддержанное Российским научным фондом, находится на стыке сразу трех областей науки: хемоинформатики, аналитической химии и физической химии. Результаты опубликованы в высокорейтинговых журналах.
Учёные ИФХЭ РАН вместе с коллегами из ИГЕМ РАН и РХТУ им. Д.И. Менделеева показали, что после лазерной ионизации методом MALDI образца рений-содержащей руды из фумарольных полей вулкана Кудрявый (остров Итуруп, Россия) масс-спектрометрический детектор зафиксировал кластерные образования сульфидов рения, содержащие до 10 атомов металла. Идентификация соединений проводилась с помощью разработанной в ИФХЭ РАН программы для подбора вероятных брутто-формул для серий сигналов, зарегистрированных в ходе масс-спектрометрического эксперимента.
Учёные ИФХЭ РАН совместно с коллегами из РТУ МИРЭА и ФГБНУ «НИИНА» впервые получили модифицированные порфиринами эпокси-аминные полимерные покрытия, которые продемонстрировали биоцидную активность против золотистого стафилококка. Антибактериальная активность готовых покрытий проявилась при добавлении всего 0,002 массовых процентов порфирина.
Устойчивость микробов к противомикробным препаратам ВОЗ назвала одной из десяти стоящих перед человечеством глобальных угроз для здоровья населения. 5 января 2025 года английская газета The Guardian опубликовала заявление бывшей главы здравоохранения Великобритании леди Салли Девис о том, что к 2050 году из-за супербактерий (бактерий, устойчивых к существующим антибиотикам) расстанутся с жизнью около 40 млн человек. Это значительно больше, чем ранее озвучивали эксперты ВОЗ. Особенно уязвимы перед супербактериями люди старше 70 лет.
Учёные лаборатории биоэлектрохимии ИФХЭ РАН в соавторстве с коллегами с химического факультета МГУ разработали новый тип сенсоров для определения органических соединений в сверхнизких концентрациях.Принцип работы сенсоров основан на окислении анализируемых веществ под действием света, в результате чего они становятся «видимыми» для спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния – сверхчувствительного метода анализа, способного определять единичные молекулы. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (№ 23-73-00095) опубликованы в журнале Small Methods (IF 10.7).
Учёные лаборатории химии технеция ИФХЭ РАН изучили подверженность биообрастанию и коррозии для металлического технеция. Выяснилось, что жизнедеятельность бактерий на первом этапе провоцирует коррозионные процессы, но через некоторое время продукты метаболизма и мертвые микроорганизмы покрывают поверхность металла подобно пленке, и процессы коррозии останавливаются.
Учёные лаборатории биоэлектрохимии ИФХЭ РАН с коллегами нашли способ разложения органических веществ под действием солнечного света и в присутствии электрического поля. Им удалось более чем в два раза повысить активность фотокатализаторов на основе оксида графена, поместив их во внешнее электрическое поле. Оксид графена – один из самых дешевых и доступных наноматериалов – улавливает электрическое поле, однако не поглощает солнечный свет. Чтобы решить эту проблему, исследователи добавили органические красители, сделав частицы оксида графена чувствительными к свету.
Учёные лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН разработали технологию синтеза монолитного углеродного адсорбента с развитой микро-мезопористой структурой для использования в криогенных условиях. Одно из возможных применений нового материала – улавливание паров сжиженного природного газа в системах криогенного хранения и транспортировки. Эксперименты показали, что новый адсорбент вблизи температуры кипения метана вмещает до 380 литров газа на литр системы хранения. Это больше, чем при тех же условиях запасают известные перспективные сорбенты.
Учёные лаборатории химии технеция и лаборатории анализа радиоактивных материалов ИФХЭ РАН провели исследование, которое показало, что в органических солях рениевой кислоты анионы взаимодействуют друг с другом. Атом рения одного перрената находится настолько близко к атому кислорода соседнего аниона, что оказывает влияние на физические свойства этих соединений. Наблюдение о том, что фазовые переходы в таких солях происходят реже, чем в солях без подобного взаимодействия, подчеркивает важность анион-анионных межмолекулярных сил. Исследование помогает лучше понять, как такие взаимодействия могут влиять на стабильность и поведение соединений, что имеет значение как для теоретической химии, так и для практического применения. Это первый пример того, как межмолекулярные взаимодействия между анионами могут оказывать заметное влияние на физические характеристики материалов.
В группе радиоэкологии и биогеотехнологии лаборатории химии технеция и лаборатории анализа радиоактивных материалов ИФХЭ РАН разработан способ иммобилизации технеция в цементной матрице за счет добавления диэтилдитиокарбамата натрия в концентрации 1 масс. %. В результате происходит поэтапное восстановление технеция до малорастворимого диоксида. В этой форме технеций может длительное время оставаться стабильным в цементном компаунде.
Учёные группы радиоэкологии и биогеотехнологии лаборатории химии технеция ИФХЭ РАН, а также лаборатории гетерогенного синтеза тугоплавких соединений ИФХЭ РАН и лаборатории физико-химических основ ингибирования коррозии металлов ИФХЭ РАН совместно с учёными из ФИЦ Биотехнологии РАН и ИБРАЭ РАН провели оценку скорости коррозии термофильными микроорганизмами при температуре 55 градусов Цельсия в присутствии урана для углеродистой и нержавеющей стали.
Учёные лаборатории новых физико-химических проблем ИФХЭ РАН синтезировали и продемонстрировали исключительную эффективность пиразин-аннелированного порфирина в качестве фотокатализатора для аэробного гомогенного окисления органических сульфидов. Использование чрезвычайно малого количества пиразинопорфирина обеспечивает полную конверсию большинства сульфидов в растворителях с добавлением метанола. Это открывает широкие перспективы для производства лекарств.
Учёные ИФХЭ РАН исследовали фотокаталитические возможности новых субфталоцианиновых красителей, синтезированных коллегами из Ивановского государственного химико-технологического университета. Показано, что субфталоцианины под действием света эффективно генерируют активные формы кислорода, что позволяет осуществлять селективное окисление органических сульфидов до сульфоксидов.
ИФХЭ РАН зарегистрировал патент на изобретение «Бортовая адсорбционная система аккумулирования природного газа и способ выдачи природного газа из адсорбционных аккумуляторов с циркуляцией нагреваемого теплоносителя» (патент № 2825831). В изобретении описывается система терморегулирования для адсорбционного автомобильного аккумулятора при заправке и выдаче природного газа из него.
Учёные лаборатории структурно-морфологических исследований ИФХЭ РАН изучили влияние плазмохимической обработки на адгезионные взаимодействия на границе раздела моноволокна и матрицы для полимерных композитов, армированных углеродным волокном. Представленные в работе подходы к измерению адгезионных свойств на межфазной границе позволяют получать истинные значения прочности в элементарной ячейке, не делая при этом поправку на технологические или конструктивные особенности производства материалов. Знание истинной прочности в элементарной ячейке имеет фундаментальное значение при разработке связующих и проклеивающих композиций для полимерных композитных материалов и дает возможность разрабатывать материалы с заданными физико-механическими свойствами.
На российской государственной мультимедийной онлайн платформе, разработанной крупнейшим государственным медиахолдингом «ВГТРК», в разделе «Наука» вышел материал о работах ИФХЭ РАН в области противокоррозионной защиты.
Учёные лаборатории структурно-морфологических исследований ИФХЭ РАН совместно с коллегами из Казанского национального технологического университета показали, что добавление золы из рисовой шелухи в материал на основе поливинилхлорида снижает миграцию пластификатора EDOS из полимерной матрицы.
Учёные ИФХЭ РАН впервые синтезировали карбоксилаты технеция +7 и технеция +4 и определили их физические и химические свойства. Было обнаружено восстановление семивалентного технеция в растворе трифторуксусного ангидрида под действием света. Впервые в истории химии технеция удалось доказать, что технеций может находиться в растворе одновременно почти во всех степенях окисления (также характерных для марганца и рения): +7, +6, +5, +4, +3 и +2.
Учёные лаборатории биоэлектрохимии ИФХЭ РАН показали, что полипротеин Gag вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) при взаимодействии с липидной мембраной (моделью оболочки живой клетки) действует подобно поверхностно-активному веществу, уменьшая поверхностное натяжение мембраны. В результате вблизи области контакта полипротеина Gag с мембраной образуется дополнительный липидный материал, который необходим для формирования новой вирусной частицы в инфицированной клетке.
Учёные молодёжной лаборатории «умных» методов химического анализа ИФХЭ РАН экспериментально определили хроматографические индексы удерживания для 32 азотсодержащих соединений, являющихся возможными продуктами трансформации несимметричного диметилгидразина. Исследования впервые выполнены для трех применяемых в газовой хроматографии неподвижных фаз (неполярной, полярной и среднеполярной).
В рамках федерального проекта «Развитие отечественного приборостроения гражданского назначения для научных исследований» в НИЯУ МИФИ разрабатывается первый российский тандемный масс-спектрометр для жидкостной хроматографии/масс-спектрометрии.
В апреле 2024 года прототип прибора был представлен на выставке «Аналитика Экспо 2024».
Учёные лаборатории радиационного контроля и экологических проблем обращения с радиоактивными и токсичными отходами ИФХЭ РАН исследовали диффузионно-сорбционные характеристики глинистых материалов, которые используются для создания защитных барьеров в пунктах консервации и захоронения при изоляции радиоактивных отходов (РАО).
Ученые из Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, Института физиологически активных веществ ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН и Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН показали, что 2-гидроксифенилфосфонаты совместно с триоктилфосфиноксидом (ТОФО) способны селективно экстрагировать литий из водных растворов, содержащих большое количество натрия и калия.
Ученые лаборатории окисления и пассивации металлов и сплавов ИФХЭ РАН завершили систематическое исследование ингибирования стали пирокатехином. Измерения проводились методом электрохимической импедансной спектроскопии. Выяснилось, что ингибирующее действие пирокатехина в основном связано с образованием прочных адсорбционных плёнок на поверхности стали, которые защищают металл даже при его переносе в раствор без ингибитора. Оптимальная концентрация, обеспечивающая длительный защитный эффект, согласно результатам этих экспериментов, составляла 5 г/л пирокатехина. Накопление смолистого осадка продуктов окисления пирокатехина на поверхности металла в результате гомогенной реакции с кислородом не является существенным фактором для ингибирования.