Химики СПбГУ выявили фактор, позволяющий катализаторам нового поколения проявить максимальную активность
Ученые Санкт-Петербургского университета выяснили, что для использования промышленных органических катализаторов нового поколения, отличающихся эффективностью и экологичностью, важнейшим фактором является среда, в которой они работают. Так, оказалось, что многие широко используемые в химии растворители заметно снижают активность органокатализаторов, поэтому выбор правильного растворителя играет ключевую роль.
Результат исследования опубликован в международном научном журнале Catalysis Science & Technology. Подавляющее большинство катализаторов, используемых в современной промышленности, например, при нефтепереработке и создании синтетических материалов, содержат токсичные тяжелые металлы. Это негативно сказывается на экологии, поскольку расходуется много энергии на очистку и переработку таких систем, а также на устранение вредных выбросов в окружающую среду.
Органокатализаторы — то есть катализаторы, представляющие собой органические молекулы, не содержащие каких-либо металлов — можно назвать современной экологичной альтернативой обычным металлсодержащим катализаторам. Они не загрязняют окружающую среду ни на этапе получения, ни во время использования, ни при утилизации. Однако на сегодняшний день большинство органокатализаторов сильно уступают в активности традиционным и не могут выполнять свою главную задачу — эффективно ускорять химическую реакцию.
Научная группа Санкт-Петербургского государственного университета сегодня единственная в России, целенаправленно работающая в области создания органических катализаторов нового поколения.
«Мы занимаемся разработкой таких органокатализаторов, которые реально могут конкурировать в каталитической активности с металлсодержащими и при этом быть гораздо безопаснее для экологии. В своей работе мы показали, что растворитель зачастую играет ключевую роль в процессе связывания катализатора с нужным субстратом реакции. Так, мы выяснили, что некоторые часто используемые в химии растворители полностью препятствуют такому связыванию», — пояснил профессор кафедры физической органической химии СПбГУ Дмитрий Болотин.
Сейчас химики СПбГУ активно изучают механизмы работы новых органокатализаторов, так как это важный фундаментальный этап, без которого невозможно внедрять инновационные каталитические системы в промышленные процессы.
Проблема выбора правильной среды для получения катализаторов встала перед учеными в ходе проведенной ранее работы, когда им удалось установить, какие именно катализаторы потенциально могут проявлять наибольшую активность. Во время этой работы заметили, что иногда катализаторы не проявляли вообще никакой активности. По словам химика СПбГУ Дмитрия Болотина, это привело к необходимости изучения не только структуры катализаторов, но и среды, в которой они работают.
Одним из таких растворителей оказался диметилсульфоксид — безопасный, недорогой и распространенный в промышленности растворитель. Выяснилось, что он может полностью подавлять активность некоторых катализаторов. При этом в менее распространенном ацетонитриле катализаторы проявляли заметную каталитическую активность при использовании в той же самой реакции.
В дальнейшем научная группа химиков Санкт-Петербургского университета собирается продолжить работать по двум взаимодополняющим направлениям: изучать фундаментальные основы работы новых катализаторов и разрабатывать новые экологичные органические субстраты, проявляющие высокую каталитическую активность. «Это почти как изучать динамику новой машины в вакууме. Для адекватной оценки ее разгона нам потребовалось учитывать сопротивление воздуха при ее движении», — дополнительно пояснил Дмитрий Болотин суть их последней работы.
Telegram 
Дзен 
VK Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ни один регион на Земле не обладает стопроцентной устойчивостью ко всем возможным глобальным катастрофическим рискам. Тем не менее существует место, имеющее максимальный запас прочности в такой ситуации, — и это Австралия.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно