Наука и технологии России

Вход Регистрация

«Тизеры» от материаловедов

От решения практических задач до поиска нового класса соединений – известный российский учёный Артём Оганов рассказал корреспонденту STRF.ru об актуальных направлениях работы своих лабораторий:

Артём_Оганов Артём Оганов, руководитель научных лабораторий в России (МФТИ) и Китае (Сианьский политехнический университет), профессор Сколтеха, РАН и Университета Штата Нью Йорк (США)

– Только что вышла работа, которую я нахожу очень интересной. Мы обнаружили, что под давлением соединений азота и водорода (эти соединения так и называют: азотоводороды) химия гораздо более сложная и интересная, чем у углеводородов.

Органическую химию можно представить, как производную от углеводородов. Своим разнообразием и богатством она обязана богатству химии углеводородов. А химия азотоводородов ещё богаче.

Справка STRF.ru:
Азотоводороды – вещества, содержащие атомы азота и водорода (и опционально другие соединения). Устойчивость азотоводородов сокращается при удлиннении цепи (увеличении количества атомов азота). В нормальных условиях азотоводороды не могут содержать больше восьми атомов азота, и уже такие соединения крайне неустойчивы. При этом даже простейшие азотоводороды – аммиак и гидразин – при схожей структуре заметно отличаются друг от друга по свойствам, что указывает на богатство форм и свойств соединений.

Эти соединения довольно широко распространены, причём не только на Земле – такие планеты, как Уран и Нептун, на 10% состоят из азотоводородов.

Очень вероятно, что при добавлении других компонентов: кислорода, серы и так далее, химия может стать экспоненциально более сложной.

Сейчас очень интересные результаты мы получили по наночастицам. Некоторые наночастицы, в частности оксидные, исключительно канцерогенны, но до сих пор было непонятно, почему. Причина может быть в их химическом строении.

Справка STRF.ru:
Ряд наночастиц оксидов применяется в производстве, при этом биологическая активность многих из них изучена недостаточно. Например, наночастицы диоксида титана ТiO2 применяются в лакокрасочной промышленности и в «самомоющихся» окнах, но не являются опасными для здоровья. Более жёстким действием обладает ряд других наночастиц.

Вообще наш коллектив занимаемся моделированием новых материалов. Мы работаем над термоэлектрическими материалами, которые преобразуют тепловую энергию в электричество, и, наоборот, при пропускании тока способны поглощать тепло. Приборы, в которых используется этот эффект, сейчас используются во многих областях: от повышения КПД электростанций и автомобилей с помощью удержания тепла до охлаждения ракет некоторых типов, или чтобы уберечь солдат от теплового удара, если они носят обмундирование в жарком климате. Проблема в том, что термоэлектрики обладают достаточно низким КПД, и нужно найти такой материал, который повысит КПД хотя бы в пару раз. Если нам это удастся, будет прорыв и в применении связанных с этим технологий.

Ещё одно практическое направление – дизайн новых магнитных материалов. Все известные сильные постоянные магниты содержат редкоземельные металлы, они дороги, к тому же запасы редкоземельных элементов контролируются Китаем. Мы ищем способ это как-то обойти.

Наконец, мы занимаемся дизайном лекарственных препаратов: берём известные лекарства и находим с помощью компьютера их новую, доселе неизвестную форму, которая обладает другой растворимостью и эффективностью. Иногда растворимость нужно снизить, сделав лекарство более мягким для организма, иногда наоборот – повысить, и мы можем играть с этой степенью свободы. Кроме того, новые формы лекарственных препаратов не покрываются патентами, это позволяет нам превращать эксклюзивные лекарства в дженерики, делая их более доступными. В общем, у нас много разных интересных направлений и идей.

РЕЙТИНГ

4.38
голосов: 58

Обсуждение