Фонд Развитие Химической Физики

🔬 «Сухая» химия: предшественники полимеров без растворителей Химики ТГУ предложили механохимический способ получать азотсодержащие производные фурана без органических растворителей. За 15 минут 87–99% исходных веществ превращались в продукты, часть которых в растворе нестабильна. Подход может использоваться для создания полимеров из возобновляемого сырья. 📖 Sustainable Chemistry and Pharmacy 🔬 Белковые нанокапсулы собираются как квазикристаллы Физики ЮФУ создали теорию самоорганизации невирусных белковых оболочек. Модель на основе теории Ландау показала, что многие такие наноконтейнеры обладают локальным квазикристаллическим порядком. Результат может пригодиться при проектировании нанореакторов и систем доставки лекарств. 📖 Journal of the Royal Society Interface 🔬 Как управлять запрещённой зоной перовскитов Физики МФТИ установили связь между симметрией кристаллической структуры галогенидных перовскитов и шириной их запрещённой зоны. Это позволит точнее подбирать свойства материалов для солнечных элементов и другой оптоэлектроники. 📖 Advanced Functional Materials 🔬 Хиральные углеродные наночастицы распознают «зеркальные» молекулы Исследователи ИТМО с коллегами создали углеродные наноколлоиды размером около 5–10 нм, сохраняющие хиральные оптические свойства в органических растворителях. Их можно использовать для различения энантиомеров, а также в светодиодах, сенсорах и перовскитной оптоэлектронике. 📖 ACS Applied Materials & Interfaces 🔬 У птиц обнаружили систему защиты магнитного компаса Биофизики СПбГУ, Зоологического института РАН и коллеги обнаружили у перелётных птиц сенсорную систему, реагирующую на слабые быстро меняющиеся магнитные поля. По гипотезе авторов, она помогает отключать магнитную навигацию во время возмущений, когда компас может давать ошибочный сигнал. 📖 Journal of the Royal Society Interface 🔬 Микросферы усиливают свет в сотни раз Учёные ИТМО разработали гибридные плазмонно-фотонные микрорезонаторы, способные усиливать люминесцентный сигнал.

Продолжаем знакомить вас с работами победителей конкурса Фонда «Развитие химической физики» 🥉 Третье место заняла Мария Надараиа (Пяткова) — младший научный сотрудник лаборатории композиционных покрытий биомедицинского назначения Института химии ДВО РАН. 🔬 Тема работы — разработка антибактериальных, противовоспалительных и остеоиндуктивных покрытий для имплантационных материалов. Современный имплантат должен не просто заменить поврежденный участок. В идеале его поверхность должна помогать формированию новой костной ткани, препятствовать развитию бактериальной инфекции и обеспечивать локальное действие необходимых биоактивных веществ. Именно такой многофункциональный подход лежит в основе работы Марии. 1️⃣ Сначала методом плазменного электролитического оксидирования (ПЭО) на поверхности имплантационного материала формируют пористое кальций-фосфатное покрытие, содержащее гидроксиапатит и прочно связанное с подложкой. Затем в эту структуру вводят менахинон-7, обладающий остеоиндуктивными и противовоспалительными свойствами. 2️⃣ Следующий этап — формирование полидофаминовой пленки, в которую интегрируются ванкомицин и золедронат. Первый обеспечивает антибактериальное действие, второй ингибирует костную резорбцию и обладает противоопухолевой активностью. Полидофаминовая матрица позволяет добиться пролонгированного высвобождения веществ с сохранением их биоактивности. 🧪 Интересная особенность разработки — сочетание сразу нескольких механизмов иммобилизации биоактивных компонентов: их взаимодействия с кальций-фосфатным слоем, захвата формирующейся полимерной пленкой и химического связывания с полидофамином. В чем новизна? В рамках проекта разработаны подходы к получению имплантационных материалов, объединяющих сразу несколько важных функций: стимуляцию остеогенеза, антибактериальное, противовоспалительное и противоопухолевое действие, а также возможность адресной доставки биоактивных компонентов. При этом исследовалось не только действие отдельных материалов и в

#азбука_химфизики А — Адиабатический процесс 💨 Что происходит с газом, если он расширяется или сжимается настолько быстро, что практически не успевает обменяться теплом с окружающей средой? Такой процесс называют адиабатическим. 🌐 В идеализированном случае теплообмен отсутствует: Q = 0 Но это не значит, что температура вещества остаётся постоянной. Энергия системы всё равно может меняться за счёт совершения работы. Например, при адиабатическом расширении газ совершает работу и обычно охлаждается. При адиабатическом сжатии, наоборот, работа совершается над газом — и его температура растёт. Для идеального газа обратимый адиабатический процесс описывается соотношением: pVᵞ = const, где p — давление, V — объём, а γ — показатель адиабаты, равный отношению теплоёмкостей (Cₚ/Cᵥ). Где это можно встретить? ⚗️ При быстром сжатии газа в цилиндре. 🌍 При подъёме и опускании воздушных масс в атмосфере. 🚀 При расширении газов в соплах и турбинах. 🔬 В экспериментах, где характерное время процесса намного меньше времени теплообмена с окружающей средой. ❕ Важно: «адиабатический» не обязательно означает «теплоизолированный». Даже система без идеальной теплоизоляции может вести себя почти адиабатически, если процесс протекает достаточно быстро. Если тепло не успевает перейти через границу системы, энергия всё равно может перераспределяться через работу — именно в этом ключ к пониманию адиабатического процесса.

😃 Когда для эксперимента нужна мешалка, но обычная — слишком большая В лаборатории биофотоники ФИЦ ХФ РАН сейчас проводят эксперименты с облучением ДНК. ⁉️ И в процессе возникла задача: как обеспечить постоянное перемешивание образца прямо во время облучения? 🤔 Проблема в масштабе. Кювета — всего 1 × 1 см, объём жидкости — около 1 мл. Стандартные лабораторные решения для такой геометрии подходят не всегда. Тогда ученые собрали собственную микро-мешалку. 👆 Маленькая белая деталь на фото — магнитный перемешивающий элемент. Он помещается непосредственно в кювету и вращается под действием магнитного поля специальной подставки. В результате образец можно перемешивать прямо в ходе эксперимента, не вынимая его из зоны облучения. ✔️ Получилось очень простое на вид решение конкретной экспериментальной проблемы: миниатюрная кювета, 1 мл образца — и мешалка соответствующего масштаба. Такие небольшие инженерные доработки редко попадают в статьи, но именно из них во многом и состоит повседневная экспериментальная наука: если готового оборудования под задачу нет — его приходится придумывать самому. 🧪 На видео можно увидеть микро-мешалку уже в работе.

Евгений Борисович Гордон — химическая физика на границе возможного 🔭 Что произойдет, если поместить химически активные атомы в сверхтекучий гелий? Можно ли проследить элементарный химический акт практически «вживую»? И как использовать необычные квантовые свойства вещества для создания наноструктур? 🧠 Этими и многими другими вопросами занимался Евгений Борисович Гордон (1940–2019) — выдающийся советский и российский ученый, доктор физико-математических наук, профессор, специалист в области химической физики и физики низких температур. 🏛 Научный путь Гордона начался еще во время учебы в МФТИ — в отделе свободных радикалов Института химической физики АН СССР под руководством Виктора Львовича Тальрозе. Уже в кандидатской работе он использовал необычный для химической кинетики того времени инструмент — водородный мазер — для исследования элементарных химических реакций. 📈 В дальнейшем исследования Евгения Борисовича охватили удивительно широкий круг задач: элементарные химические процессы, передачу и трансформацию энергии в быстрых реакциях, химические и газовые лазеры, спектроскопию, физику низких температур и поведение примесей в сверхтекучем гелии. 🔬 Одним из наиболее ярких направлений его работ стало изучение атомов и молекул в сверхтекучем гелии. Гордон с коллегами показал возможность стабилизации в нем химически активных атомов. Позднее исследования привели к еще одному необычному результату — формированию нитевидных структур из примесных частиц в квантовых вихрях сверхтекучего гелия. Фактически квантовая жидкость становилась своеобразной «лабораторией», в которой можно было получать и исследовать структуры, недоступные в обычных условиях. Евгений Борисович был не только экспериментатором, но и учителем. Он много лет преподавал в МФТИ, руководил лабораторией квантовых систем, подготовил около двух десятков учеников, защитивших диссертации, сотрудничал с исследовательскими центрами разных стран. В 1998 году он был избран почетным профессором японского инстит

Бодрого начала недели, коллеги☕️😉