ТОП 10 открытий и событий в химической промышленности в 2023 году

ТОП 10 2023

Представляем 10 интересных открытий и событий, которые изменят мир химии в 2023 году.

Первое соединение гексазина [03.2023]

В статье, опубликованной в начале марта в журнале Nature Chemistry, появилась информация  о синтезе нового соединения азота. Ученые из Великобритании, Китая, Швеции и Германии получили  ароматическую кольцевую структуру с формулой K9N56 Соединение создано в результате реакции азота с KN3 в нагреваемой лазером ячейке с алмазной наковальней в условиях высокого давления (46 и 61 ГПа) и температуры (свыше 2000 K).

В наблюдаемой структуре, помимо прочего, присутствовали гексазиновые кольца в виде анионов [N6]4-. Это соответствует правилу ароматичности Хюккеля. Кроме того, макромолекулярное соединение содержало плоские кольца N5 и димеры N2.

До сих пор шестичленное азотное кольцо, называемое гексазином, было лишь теоретически предложенной цепью. Ароматичность этого элемента была ограничена формой пентазолатна [N5]-. Вышеупомянутая команда ученых первой может похвастаться синтезом макромолекулярного комплексного соединения K9N56, имеющего в своей структуре анион [N6]4-.

Метил-катион наблюдается в космосе [06.2023]

Химические свойства элемента углерода были предметом многочисленных исследований на протяжении многих лет. Наблюдения в этой области приближают нас к пониманию тайн эволюции жизни на Земле, а также возможности ее развития в других местах Вселенной.

В июне международная группа ученых опубликовала изображение, полученное с помощью космического телескопа НАСА «Джеймс Уэбб». На снимке было обнаружено новое, ранее не наблюдавшееся соединение углерода — метил-катион  CH3+. Частица находится в звездной системе на расстоянии около 1 350 световых лет от нас — туманности Ориона.

Космическое ультрафиолетовое излучение оказывает разрушающее воздействие на большинство органических структур. Однако ученые предполагают, что эта энергия играет важную роль в образовании метил-катиона. Образовавшись, ион вступает в дальнейшие химические реакции, в результате которых образуются более сложные молекулы углерода — следы жизни.

Циклоцены — новые циклические структуры [08.2023]

Отрасль металлоорганической химии изучает органические соединения, в которых есть хотя бы одна связь между атомом металла и атомом углерода. Среди различных структур есть комплексы уложеные слоями определенным образом. Первым соединением такого типа был открыт ферроцен. На его примере легко понять структуру металлоорганических комплексов — центральный атом — металл окружен группой связанных с ним лигандов.

В 2023 году команда Петера Роески из Технологического института в Карлсруэ разработала и описала новый тип комплексов под названием «циклоцены». Эти соединения могут содержать до 18 слоев. Циклоцены имеют циклооктатетраеновые лиганды (COT), к которым присоединены по две силановые группы. Лиганды COT окружают центры металлов (например, стронция), образуя характерное кольцо вокруг атома. Ученые возлагают надежды на полезность новых соединений в будущем металлоорганической химии.

Самая водонепроницаемая поверхность за всю историю [10.2023]

Гидрофобность — это способность материала отталкивать молекулы воды. Водонепроницаемые покрытия широко используются во многих сферах жизни. Чтобы удовлетворить растущие требования к материалам, исследования в области нанотехнологий за последние три десятилетия способствовали созданию множества передовых гидрофобных структур.

Группа исследователей из Университета Аалто (Финляндия), используя специальный реактор, предложила совершенно новую форму «жидкоподобных омнифобных поверхностей». Их работа представляет собой первый пример экспериментов в этой области на чрезвычайно детальном уровне наночастиц. Эти поверхности ковалентно связывают молекулярные слои с подложкой и одновременно обладают высокой подвижностью. Их свойства можно сравнить со слоем смазки между каплями воды и самой поверхностью.

Среди других существующих структур — эта представляет собой, по своим характеристикам, самую скользкую и текучую поверхность в мире. Предполагается, что омнифобные наночастицы могут найти применение в процессах теплопередачи в трубах и системах, антиобледенения поверхностей, предотвращения испарения и т.д. Многообещающий потенциал для развитых поверхностей также можно увидеть в области микрофлюидики.

Химические опыты Леонардо да Винчи [10.2023]

Леонардо да Винчи стал одним из самых узнаваемых людей, живших в эпоху Возрождения. У художника было множество талантов, которые он воплощал во вневременные произведения искусства или изобретения. Недавний анализ микрообразцов красок, использованных в его работах — «Мона Лиза» и «Тайная вечеря», — показывает, что да Винчи не только прекрасно рисовал, но и эффективно экспериментировал, добиваясь наилучших качеств своих ингредиентов.

Международная группа ученых указала на присутствие токсичных соединений свинца в базовом слое обоих изображений. Вероятно, художник пытался нанести толстые полосы белого свинцового пигмента, дополнительно насыщая масло, которым был покрыт холст, оксидом свинца (PbO). Используя методы рентгеновской дифракции и инфракрасной спектроскопии, исследователи определили, что изображения содержат не только свинцовые белила, но и гораздо более редкое соединение: плюмбонакрит (Pb5[CO3]O[OH]2), которое стабильно только в щелочной среде. Это открытие может указывать на то, что Леонардо был пионером этой техники живописи.

«Польский Нобель» 2023 [11.2023]

В 2023 году награды Фонда польской науки были вручены в 32-й раз. Эту премию часто называют «польской Нобелевской премией», поскольку она считается самой важной научной наградой в Польше. Она присуждается «выдающимся ученым за выдающиеся научные достижения и открытия, которые расширяют границы познания, открывают новые перспективы исследований, вносят выдающийся вклад в цивилизационный и культурный прогресс нашей страны и обеспечивают ее выдающееся место в решении самых сложных проблем современного мира»

В этом году премию в области химических наук и наук о материалах получил профессор Марцин Стемпень с химического факультета Вроцлавского университета. Премия была присуждена «за разработку и получение новых ароматических соединений с уникальными структурами и свойствами»

Понятие «ароматичность» известно в химии со второй половины XIX века и постоянно развивается благодаря таким ученым, как профессор Стемпень. Его научная деятельность привела к разработке и синтезу новых ароматических и антиароматических молекул, которые отличались уникальной структурой и необычными, часто трехмерными формами. Эти достижения важны не только с познавательной точки зрения, но и открывают новые возможности применения этих соединений в качестве функциональных органических материалов. Молекулы, синтезированные профессором-лауреатом, могут вдохновить на поиск новых органических материалов (особенно функциональных красителей), которые могут найти применение в фотоэлектрических и светодиодных устройствах, а также в фототерапии и медицинской диагностике, среди прочего.

Жидкие металлы в производстве катализаторов [11.2023]

Ноябрь 2023 года принес хорошие новости от группы ученых из Австралии, которые обнаружили, что жидкие металлы могут быть использованы для производства катализаторов. На сегодняшний день они в основном производятся из твердых материалов, мин-металлов или металлоорганических соединений. Однако их использование требовало высоких температур, что приводило к увеличению энергопотребления и выбросов парниковых газов.

Группа исследователей под руководством профессора Куроша Калантар-Заде проверила возможность использования жидких металлов (таких как галлий) в качестве катализаторов при более низких температурах. Это позволит сократить потребление энергии и, следовательно, уменьшить выбросы парниковых газов в химическом секторе. Это очень важно, поскольку на эту отрасль приходится значительная доля глобальных выбросов. Кроме того, большая гибкость жидких металлов по сравнению с твердыми позволяет улучшить характеристики катализатора.

Исследователи в Австралии планируют продолжить свои изыскания. Если их открытие окажется успешным, это может привести к внедрению новых, более экологических процессов в химическом производстве.