ТЕГИ
Углеродные материалы, производство химических молекул лаборатория металлокомплексных и наноразмерных катализаторов
Исследования показали, что это не так. Графеновые слои на поверхности углеродного материала активно взаимодействуют с частицами металлов и вызывают целый ряд трансформаций. Оказалось, что нагретая микроволновым излучением частица металла с легкостью выжигает графеновые слои, формируя на поверхности сложную сеть траншей. При изменении условий можно даже прожигать каналы внутри углеродного материала, создавая каналы во всем объеме.
Создание графеновой трубки из графенового листа
Проблемы бюрократического характера нет — Углеродные материалы — универсальная матрица для формирования нанесенных каталитических систем. Частицы металлов, нанесенные на активированный уголь, графит, пористые углеродные материалы и гибридные углеродные системы — классика современного гетерогенного катализа. Исследователей давно занимал вопрос, как устроены такие каталитические системы и как на самом деле проходят важнейшие химические реакции на подобных металл-углеродных катализаторах. Проблема в том, что увидеть химические реакции в столь сложных системах до недавнего времени было невозможно.
Нанесенном металл-углеродном катализаторе углеродная матрица инертна, а в химической реакции участвует частица металла
Только в последние годы, после того как в наших лабораториях химических появились современные электронные микроскопы, масс-спектрометры и ЯМР-оборудование, мы смогли посмотреть, как живут молекулы. Что удалось обнаружить в вашей лаборатории? Считается, что в нанесенном металл-углеродном катализаторе углеродная матрица инертна, а в химической реакции участвует частица металла.
Химические реактивы, специальное оборудование
Третий тип процессов, который удалось обнаружить в инертной атмосфере, — образование массива углеродных нанотрубок, растущих прямо на поверхности металл-углеродного катализатора.12 Нерешаемых проблем бюрократического характера нет. Помимо это, это довольно дорогая область современной науки, где требуется специальное оборудование и реактивы.
Российские химики научились сворачивать графеновые листы в трубки. Об этом они сообщили в статье, опубликованной в журнале ACS Catalysis. Свое исследование ученые проводили при поддержке Российского научного фонда. Лента.ру поговорила об этом открытии с заведующим лабораторией металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии
Процессы преобразования графеновых систем.
В своей работе вы описали процессы преобразования графеновых систем. Расскажите, пожалуйста, зачем это нужно. Валентин Анаников: Согласно общепринятым международным дорожным картам, каталитические процессы органической химии имеют ключевое значение для повышения качества жизни человека, сохранения здоровья и развития передовых технологий XXI века. Здесь важны два аспекта. С одной стороны, речь идет о тонком органическом синтезе — науке и одновременно искусстве конструирования сложнейших молекул. Эта область дает передовые лекарственные препараты, вакцины, биологически активные соединения, функциональные материалы нового поколения. Есть и много других ярких применений — там, где важна уникальность и сложность молекул. Перед нами крупнотоннажные промышленные процессы, связанные с нефтепереработкой, производством топлива, получением сырья для химической индустрии, производством мономеров и рядом других отраслей.
Сложные органические молекулы
Цель — менее сложные органические молекулы, однако они требуются в огромных количествах, и тут ключевое значение придается эффективности их производства. Что интересно, и в первом случае тонкой химии (малые количества уникальных веществ), и во втором случае крупнотоннажных процессов (огромные количества простых молекул) главную роль играют нанесенные катализаторы. Каталитические технологии служат основой большинства всех известных миру химических производств. Если представить себе, что человечество их лишится, то мы немедленно вернемся в каменный век. Мы исследуем каталитические системы, которые представляют собой частицы металлов, нанесенные на поверхность специального носителя (отсюда и название — нанесенные катализаторы).
Углерод широко употребимых носителей
Один из наиболее широко употребимых носителей — углерод. Он и был задействован в нашем исследовании. Что такое графеновые системы и как они связаны с катализом? Графен — это двумерный ультратонкий материал. Намного тоньше человеческого волоса, его толщина — всего один атом углерода. Несомненный интерес к потенциальным возможностям графена вызывает уникальная комбинация его физических и химических свойств, таких как теплопроводность, механическая прочность, контролируемая электропроводность, фотоактивность, реакционная способность и ряд других.
Чрезвычайно важна такая особенность графена, как его наноструктурная организация и способность объединяться в своеобразные многослойные структуры, что открывает богатые возможности для создания других углеродных материалов с требуемыми свойствами. атализатор — не простая и статичная система, а, скорее, сложный организм, видоизменяющийся и эволюционирующий со временем. От того, куда направлена эта эволюция, зависит эффективность работы и продолжительность жизни катализатора. А в конечном итоге именно эти параметры определят стоимость производства химических молекул, необходимых для человека.
Значит, углеродные трубки можно получать из плоского материала? Да, это отличный вопрос! Как свернуть графен в углеродную нанотрубку? И, наоборот, как развернуть углеродную нанотрубку обратно в графен? Об этом сейчас много спорят. На практике для получения нанотрубок и графена реализованы обычные подходы, а такие способы дизайнерского создания углеродных трубок и слоев остаются мечтой экспериментаторов. Явления и проведенное теоретическое моделирование показали, что при определенных условиях (а именно, при незамещенных концевых атомах графена) процесс сворачивания листа графена в трубку становится термодинамически выгодным. С точки зрения металл-углеродных систем, такое превращение может иметь место путем нарезания графена на полоски, сворачивания полосок в кольца и дальнейшим ростом трубки за счет соединения колец. В таком процессе частица металла выступает как своеобразный молекулярный выжигатель. Эту идею мы тоже обсуждаем в нашей работе. Когда подобные технологии придут в массовое производство?
воздействия микроволнового излучения на металл-углеродную систему.
Наблюдается уникальный эффект от воздействия микроволнового излучения на металл-углеродную систему. Микроволновой нагрев позволяет за короткое время создать нужные условия и заметно упрощает процедуру. Причем для реализации эксперимента вполне подходят микроволновые магнетроны, которые во множестве имеются в обычных, хорошо всем известных в быту микроволновых печках.
Практическая реализация и разработка технологии вполне возможны в ближайшее время при наличии интереса со стороны производителя. Кто, кроме вашей группы, в Российской Федерации и за рубежом занимается аналогичными экспериментальными исследованиями графена? Это чрезвычайно конкурентная область современной науки. В последние годы количество работ по графену и другим углеродным материалам растет лавинообразно. Сотни оборудованных по последнему слову техники западных лабораторий, тысячи ведущих университетов по всему миру и целая мириада китайских ученых трудятся в этой сфере.
Десятки интересных статей публикуются в научных журналах каждый день. Если нет своей идеи и уникальной разработки, то бороться за приоритет практически невозможно. Довольно дорогая область современной науки, где требуется специальное оборудование и реактивы. До недавнего времени нам было чрезвычайно сложно работать ввиду отсутствия необходимого финансирования. Ситуация коренным образом изменилась в этом году, после того как в нашей стране указом президента был создан Российский научный фонд (РНФ). Нам удалось провести такое исследование только благодаря поддержке гранта РНФ. в настоящее время финансирование со стороны РНФ позволяет достойно выступать на международном уровне многим коллективам в нашей стране.
Поставки лабораторного оборудования и реактивов из-за рубежа.
Сталкиваетесь с преградами бюрократического характера? Что-нибудь мешает работать? Что касается условий, то они в нашем институте (Институте органической химии Российской академии наук) превосходные, нерешаемых проблем бюрократического или административного характера нет. Институт активно реформируется в ногу со временем, модернизируется оборудование — для работы в науке сейчас самое интересное время. Ключевая (пока нерешаемая!) проблема — это чудовищно низкая скорость поставки оборудования и реактивов из-за рубежа. Обычный для российских ученых срок поставки требуемых реактивов и материалов — один-два месяца. Для сравнения, средний западный ученый после заказа получает реактивы через несколько дней. Как уже говорилось, конкуренция в современной науке очень сильная. И это неудивительно, ведь именно от передовых разработок и достижений фундаментальной науки зависит будущее страны, общие перспективы.
О какой конкуренции может идти речь, если приходится месяц или два просто ждать требуемый реактив? Такая ситуация может свести на нет даже те перспективы, которые открывают хорошее финансирование и гранты. Во всем мире действует система приоритетной поставки материалов для научных исследований, совершенно очевидно, что такая система должна заработать и у нас. Как вы думаете, какие яркие открытия ждут графеновую науку в следующем году? Графен изучается по двум параллельным направлениям — исследование фундаментальных свойств и, отдельно, изучение химических реакций для практического применения. В следующем году мы увидим яркие научные проекты по линии соприкосновения этих двух направлений. В междисциплинарных исследованиях, в которых уже назрела необходимость. Уверен, что мы не останемся в стороне!
Новости химии, обсуждения, тексты химического форума
Полезные информационные материалы о химии и химической продукции разных регионов России и других стран. Тренды, обзоры, новостные сюжеты химической отрасли, обсудить новость на «Химическом форуме», интересные и полезные материалы о рынках спроса и предложений в химической отрасли, новости химических компаний, новинки химического производства, химические товары, химическая продукция— важные события химической индустрии, обсуждение химических новостей в разделе «Новости химической отрасли, химической индустрии» на «Химическом форуме».
Новости химической отрасли события химической промышленности
Список новостей химической отрасли, новостные материалы о химии.
Развитие научного сектора, отраслей химического производства, науки, современное высокотехнологическое оборудование и техника тесно связана с разитием химической отрасли ее технологий, открытий и продуктов. Инфраструктурные проекты, производство технологического оборудования, молекулярный процессинг. Новостные материыл — применение, использование высокотехнологического оборудования и техногий, химичесая продукция, матералы и публикации — размещенные новостные сюжеты о современных тенденциях в химической отрасли, интересное в химии, явления в химической промышленности, появление передовых технологии, улучшение качества продукции, повышение промышленного производства. Информация о снабжении жимической продукцией, поставкавках, сделках купли-продажи химической продукции, химических реактивов, химимческо сырья, химических товаров. Производственные технологии развитие новых компонентов открытия химических соеденений, важные события химической отрасли, разработки новых материалов, вещест, химических элементов. Заметки ученых и специалистов — полезные материалы и статьи о химии. Химическая отрасль и современные тенденции в сфере и отрасли химии. Новости нефтехимической и химической отрасли, полезная информация о предприятиях нефтехимической, химической отрасли и смежных отраслей промышленности России и СНГ. Развитие рынков производства и сбыта химической продукции, химических веществ, химических реактивов, приборов и оборудования химической сферы в России за рубежом, этапы развития современной химической отрасли, ее проблемы. Экономика химической отрасли, развитие химической отрасли в Российской Федерации и химическая отрасль за рубежом, анализновостей химической отрасли позволяет следить за динамикой развития и общим состоянием химической и нефтехимической промышленности, тенденции развития химической промышленности, диверсификация производства на предприятиях химической отрасли.
Химическая продукция химическая промышленность— постранично
| 1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 | 9 |10 |11 |12 |13 |14 |15 |16 |17 |18 |19 |20 | |
Отечественный и зарубежный опыт химических производств, динамики развития, асортимента товаров и разнообразие услуг в сфере химического производства (химической сферы) химической продукции, химических товаров.Развитие машиностроения и его отраслевых структур, анализ состояния и тенденции развития металлургической промышленности, использовании реактивов, химические реактивы и кислоты, сельскохозяйственного машиностроения, сельскохозяйственного комплекса (агрохимия, минеральные удобрения), технологий лабораторной техники (оборудования для физических экспериментов) лабораторное оборудование и приборы, инструменты и снаряжение для лаборатории, экспериментов, измерений— профессиональное лабораторное оборудование (измерительное, специализированное, испытательное и аналитическое). Новости химических элементов, переодизация, процессы синтезов новых веществ. Поиск и нахождение новых возможностей, технологий, перспектив развития химических производств в экономических зонах в России и зарубежья. Экономика химической отрасли, развитие химической отрасли в Российской Федерации и химическая отрасль за рубежом. Современное состояние нефтяной отрасли и перспективы развития отрасли печати.
Анализ и обзоры сырьевых база химической промышленности. Обсуждение и выявление проблем развития бизнеса в России и мировой экономике. Методы неценовой конкуренции в химической промышленности. Анализ производственных процессов и его структур в химической промышленности. Пути и формы концентрации производства в химической и нефтехимической промышленности, мир химии и химические новости. Новости промышленной, бытовой химии, новинки лабораторного оборудования, последние новости химии, новости в области химии.
