|
Мы не просто окружены химическими веществами, мы сами являемся химическими фабриками. Живой организм - это гигантский химический макрореактор. Наше тело на 99 процентов состоит из кислорода, углерода, кальция и фосфора. Эти элементы связываются друг с другом, образуя замечательное разнообразие молекул, которые составляют все структуры нашего организма и позволяют нам дышать, есть, двигаться, думать, творить.
Многие надежды людей сегодня обращены к химии. Прогресс медицины и охрана здоровья, изменения климата, обеспечение населения чистой водой, пищей и энергией, сохранение окружающей природной среды - вот неполный перечень глобальных проблем, в решении которых химические технологии и процессы могут сыграть ключевую роль. Поэтому одной из целей Года химии является привлечение внимания к образованию, повышение интереса к химическим наукам у молодежи. Человечество не должно опасаться химии, а должно бороться с химофобией, незнанием и необразованностью”.
Как сказал ректор МГУ В. Садовничий: есть студенческая песня, каждый факультет поет ее по-своему, но химики исполняют ее так: “Химия - соль, остальное все ноль”. Действительно, химия - важнейшая фундаментальная наука”.
В прошедшем году фактически две Нобелевские премии, самые престижные в мире, получены в области химии. Лауреатами премии по химии Нобелевский комитет назвал американца Ричарда Хека и японцев Эй-Ити Нэгиси и Акира Судзуки. Имена лауреатов получили важнейшие реакции, в которых участвует палладиевый катализатор. Так, в честь Хека названа реакция соединения ненасыщенных галогенидов с алкенами в присутствии сильных оснований, а имя Судзуки присвоено реакции арил- и винилбороновых кислот с арил- или винилгалогенидами. Все эти реакции основаны на образовании углерод-углеродных связей, наиболее значимых в природе.
Надо отметить, что сегодня катализаторы - это опора экономик многих стран, скажем, в США и Европе каталитические технологии составляют до 40 процентов ВВП, так как они применяются в нефтехимии, нефтепереработке, химии и т.д. Но катализаторы, разработанные лауреатами, это особое направление науки, так называемая тонкая органическая химия. По сравнению с обычной "органикой" оно имеет большое преимущество, так как позволяет получать вещества с очень высоким выходом или, проще говоря, высоким кпд.
Скажем, если вам надо создать какое-то новое очень сложное вещество для фармакологии или медицины, то, применяя обычные методы, для этого потребуется несколько стадий, каждая с выходом 90 процентов. Если стадий, к примеру, пять, то общая эффективность составляет всего 45 процентов. А палладиевый катализатор делает то же самое, но всего за одну стадию, и тогда выход реакции достигает 90 процентов. Так вот разработанные лауреатами катализаторы и обеспечивают этот удивительный эффект. Они "собирают" разные молекулы в одну сложную с новыми качествами. Эти технологии называют "зеленой химией", так как резко сокращаются вредные отходы.
Что касается второй Нобелевской премии, то несмотря на то, что она считается по физике, объектом исследования является самый химический материал, состоящий только из атомов углерода. Ее получили работающие ныне в Великобритании Андре Гейм и Константин Новосёлов за создание самого тонкого в мире углеродного материала - графена.
Они совершили, казалось бы, невозможное: получили углеродную пленку толщиной всего в один атом из куска графита - такого же, какой используется в обычных карандашах. Но это было только началом графеновой истории. Вскоре работающие в Манчестерском университете ученые разработали самый маленький в мире транзистор: его толщина составляет один атом, а длина - 10 атомов. Идеальный графен состоит исключительно из шестиугольных ячеек (рисунок).
Графен обладает целым букетом уникальных качеств. У него необычно высокая прочность, самая высокая среди известных материалов подвижность электронов. Это делает его наиболее вероятным кандидатом на материал номер один в наноэлектронике. По сравнению с кремнием графен имеет лучшую электропроводность и является идеальным материалом для производства чипов. Крайне важно, что графитные транзисторы могут работать при комнатной температуре как и вся современная электроника. Специалисты пророчат графену большее будущее в самых разных областях науки и техники, и, прежде всего, в информационных технологиях. Кроме того, графен обладает идеальными оптическими свойствами, что открывает перспективу для создания прозрачных электродов в жидкокристаллических дисплеях. И конечно, этот материал открывает путь к новому поколению экономичных суперкомпьютеров.
|
