Вступ
Хімія постійнорозвивається як наука. І не тільки в теоретичному аспекті. На нинішньому рівнірозвитку людства хімічні відкриття придбали величезне практичнезначення в самих різних сферах людської діяльності. Саме томуінновації в хімічній галузі часто виступають не ізольовано, а співвідносяться зіншими науками, іншими галузями знань та практичними сферами: фізикою,біологією, екологією, утилізацією відходів, альтернативною енергетикою. У цихобластях відкриття в хімії зазвичай реалізуються, отримують своє практичнезастосування.
Дана робота включає всебе побіжний огляд найцікавіших відкриттів в хімічній галузі(Виступаючої в нерозривному зв'язку з іншими) за 2004-2007 роки. Вона даєдеяке уявлення про широке поле для досліджень з хімії для вченихсвіту, в тому числі Росії та Білорусі, а також показані, наскільки важливі інноваціїв цій області і наскільки різноманітні сфери їх застосування.
Знайденауправа на пластикову напасти
Хіміки з Російськогохіміко-технологічного університету імені Менделєєва придумали, якпереробляти суміш всіляких пластмасових пляшок, навіть якщо вони зробленіз різних полімерів. Куди діваються всі ті численні пляшки, банки,контейнери і інша полімерна тара, які сьогодні в надлишку можна бачити вкіосках, магазинах, та й на власній кухні, які люди використовують івикидають щодня? Питання це швидше екологічної спрямованості - аджересурси природи небезмежні. Спалювати або закопувати полімерну тару шкідливо,та й просто немислимо - землі не вистачить. Деякі скептики стверджують, щодень, коли російська земля буде являти собою рівномірну суміш грунту іпластикових пляшок, аж ніяк не далекий. Переробляти ж використану тарувельми нелегко. Ось як розповідає про це процесі кандидат хімічних наукСтаніслав Єрмаков з факультету хімічної технології полімерів РХТУ ім. Д.І.Менделєєва: "Спочатку тару збирають та сортують на полігоні, наприклад,біля Люберец. Потім її пресують у тюки вагою в тонну і відправляють намлин-дробарку. Отриману суміш пластівців вивалюють у водяну ванну - тутзмивають етикетки і видаляють залишки клею. Потім пластівці по можливості розділяютьна полімери різних видів. Інші полімерні фракції легше води, вони спливають наповерхню і таким чином відокремлюються від більш важких полімерів. Далі - щепростіше. На спеціальному барабані пластівці суміші полімерів фільтрують, висушують,затарюють у величезні мішки і відправляють на склад. Тепер полімери чекають головніперетворення - хімічна переробка в реакційному екструдері. А ось тут івиникає головна проблема - як переробити суміш різних полімерів. Справа втому, що поліетилен, поліефір, поліетилентерефталат та інші полімери,поміщені в реактор і нагріті до температури їх переробки, часто викликаютьвзаємне розкладання один одного. Тут позначається обмежена сумісністьполімерів різної хімічної природи ". Для того щоб уникнути цихнеприємних явищ, хіміки з університету і придумали робити органічнідобавки в суміш. Призначення такої рятівної добавки (це оксазоліникарбонових кислот) - придушувати розкладання основному ланцюзі або кінців молекули,так само як і сам по собі розпад полімеру, викликаний надмірним нагріванням. Добавкиможуть бути різними - залежно від того, які полімери потрібно переробити ідо якої температури їх потрібно нагріти в реакторі.
- На виході виявляютьсяполімерні композиційні матеріали, що мають підвищену механічну іударну стійкість і майже не вбирають воду, - пояснює Станіслав Єрмаков. -Тому з них можна робити корпусу фільтрів, мембран, апаратуриводопідготовки та інші вироби, які працюють при підвищених температурі йвологості. Сьогодні ми працюємо над створенням апарату реакційної екструзії дляпереробки полімерів та їх відходів незалежно від складу і хімічної природиїх компонентів.
Російськівчені синтезували новий наповнювач для гум і полімерів
Російські вченісинтезували, так звані квазікристали, в яких атоми заліза, міді таалюмінію розташовані в строгому, але забороненому для звичайних кристалів порядку.Дослідивши властивості цих речовин, хіміки знайшли для них область застосування.Композити на основі гум і полімерів з добавками цих сполук будутьволодіти, на думку авторів, унікальними властивостями. З одного боку, вонивиключно тверді твердіше самих твердих легованих сталей, майже якалмаз. А з іншого - у них дуже низький коефіцієнт тертя, трохи більше, ніж усверхскользкого фторопласту, і набагато менше, ніж у будь-якого металу. Іхімічна стійкість у них теж дуже висока майже як у кераміки.Квазикристаллические сплави автори пропонують отримувати методом так званогомехано-хімічного синтезу в спеціальних млинах, в яких порошки вихіднихметалів дроблять з такою силою і до тих пір, поки метали не перемішається наатомарному рівні і не вийде сплав. А щоб закріпити успіх, отриманийпорошок потрібно ще отжечь прогріти деякий час при високій температурі.Дані матеріали перспективні наповнювачі для різних гумових іпластикових ущільнювачів. Матеріал буде служити довше і зможе витримативеликі навантаження. Зносостійкість при цьому може збільшитися в десятки разів.
Замістьвихлопних газів - чиста вода
Альтернативнаенергетика. Замість громіздких газових балонів і звичних батарей - елементихарчування, створені з використанням нанотехнологій. Що стоїть за цим терміном,став надпопулярним, продемонстрували вчені з Інституту фізичноїхімії та електрохімії. Замість вихлопних газів автомобілів - чиста вода. І цевже не фантастика, а всього лише питання часу, говорять вчені.Експериментальні машини з двигунами на водневому паливі вже не один рікїздять вулицями. Але в серійне виробництво такі чудеса техніки запускатинерентабельно. Газові балони з воднем досить громіздкі і небезпечні - вразі пошкодження можуть вибухнути. Рішення пропонують учені Інститутуфізичної хімії та електрохімії імені Фрумкіна. Вони вважають, що потрібновиробляти водень прямо в двигуні. Технологія дуже проста. У спеціальнуємність подається паливо, формулу якого вчені вже розробили, і кисень.Коли ці речовини стикаються зі спеціальним каталізатором, утворюєтьсяводень. В залежності від розмірів паливного елемента буде мінятися ікількість енергії. Її вистачить навіть для самого потужного авто. "Зараз новітехнології націлені на те, щоб не проводити багато відходів, абсолютнойти від відходів, працювати на оборотних процесах, не створювати ті труднощі,які є зараз в нашій техніці ", - зазначив Аслан Цівадзе, директорІнституту фізичної хімії та електрохімії імені А.Н. Фрумкіна, академік РАН,професор. Зараз процеси утворення водню вчені тестують у лабораторії.У енерговодородних картриджах для автомобілів та інших механізмів буде те жсаме, але тільки в мініатюрі. "Створювані нами картриджі, по-перше,будуть портативними - розміром з мобільний телефон, або трохи більше, можутьбути використані як самостійні джерела водню, або як паливнийелемент для джерел струму ", - розповідає Андрій Дорохов, співробітниклабораторії фізико-хімічних проблем Інституту фізичної хімії та електрохіміїімені А.Н. Фрумкіна. Найголовніше досягнення московських вчених - каталізатор,завдяки якому утворюється водень. Його розробили із застосуваннямнанотехнологій. Потрібну речовину буквально зібрали по атомам, як будівельникизбирають будинок з цегли. Займаються цим молоді вчені та аспіранти.Виходять нові прилади з величезним потенціалом.
Енергія в них не йде вповітря, швидше з повітря вона і створюється. "Перспективність паливнихелементів висока в силу того, що вони мають високий коефіцієнт корисноїдії ", - говорить Олексій Кузов, співробітник лабораторії електрокаталізаі паливних елементів Інституту фізичної хімії та електрохімії імені А.Н.Фрумкіна. Подібним чином, з'єднуючи один з одним атоми, вчені інституту придумали,як удосконалити літієвий акумулятор мобільного телефону. Ємність нового- У кілька разів більше, ніж у відомих нам аналогів. Нанотехнології - нашемайбутнє, кажуть люди науки. З ними погоджуються - дер...
