СТАРТ - в XVIII в., ФИНИШ - НЕ ПРЕДВИДИТСЯ

Статьи, публикации, книги, учебники по вопросам современной химии.

NEW ХИМИЯ


Все свежие публикации



Меню для авторов

ХИМИЯ: экспорт произведений
Скачать бесплатно! Научная работа на тему СТАРТ - в XVIII в., ФИНИШ - НЕ ПРЕДВИДИТСЯ. Аудитория: ученые, педагоги, деятели науки, работники образования, студенты (18-50). Minsk, Belarus. Research paper. Agreement.

Полезные кнопки

BIBLIOTEKA.BY Крутые видео из Беларуси HIT.BY - сенсации KAHANNE.COM Футбольная биржа FUT.BY Инстаграм Беларуси

Система Orphus

88 за 24 часа
Автор(ы): • Публикатор:



Химия - наука о превращении веществ и способах управления этим процессом. Ее развитие началось в XVIII в. с неорганической химии, а расцвет пришелся на XIX в., когда были созданы органическая химия и классическая термодинамика (первый раздел физической химии). В XX в. господствовали уже физическая (в полном объеме), техническая (ее еще называют химической технологией) и биохимия. Своими взглядами на достижения этой почти всеобъемлющей науки и перспективы ее развития делится академик В. Н. Пармон, председатель Объединенного ученого совета по химическим наукам СО РАН.

С первой химической реакцией - огнем - человек познакомился в доисторические времена. С тех пор химия, развиваясь, щедро "делилась" накопленными знаниями с другими направлениями человеческой деятельности. Она с успехом используется в энергетике (организация горения в тепловых машинах и т.п.), механике (в части создания конструкционных материалов, а также служит основой для тепловых двигателей и топлива к ним), в атомной энергетике (ядерные реакции и расщепляющиеся химические элементы). Геохимия целиком перешла в епархию геологии, "подарок" получила и биология в виде бурно развивающейся в последнее время биохимии.

Основное достижение фундаментальной химии начала XX в. - познание природы радиоактивности, что позволило "обуздать" ядерную энергию. Вместе с тем было определено строение вещества, что такое молекула и химическая связь в ней. Изучение молекул привело к появлению квантовой химии, а химическая кинетика (наука о скорости химических реакций), зародившаяся в конце XIX в., способствовала развитию теории разветвленных цепных процессов, открытых академиком Н. Н. Семеновым в начале 30-х годов. За выяснение природы этого явления он и англичанин С. Н. Хиншелвуд в 1956 г. были удостоены Нобелевской премии. Наиболее значительным результатом исследований в этом направлении стало создание атомной бомбы и овладение искусством управлять ядерным, а затем и термоядерным взрывом. Более того. Развитие химической кинетики стимулировало рождение теории активированного комплекса, позволяющей прогнозировать поведение конкретного вещества в различных реакциях.

Другое направление - физическая химия - оказало существенное влияние на создание новой науки - термодинамики неравновесных процессов. Существенную роль в ее становлении сыграли отечественные исследователи. Так, в начале 50-х годов В. П. Белоусов открыл первые осциллирующие (меняющие цвет раствора) во времени химические реакции, которые ранее считались принципиально невозможными.

Для XX в. характерен мощнейший прогресс и в аналитической химии: были разработаны основные типы наиболее массовых современных устройств для определения состава сложных смесей - хроматографы. Интересно отметить, что в основе принципа их действия лежат идеи российского физиолога и биохимика М. С. Цвета (1872 - 1919). Прочно вошла в арсенал инструментария ученых, исследующих поверхности материалов, туннельная микроскопия*. С ее помощью можно не только "увидеть" атомы, но и манипулировать ими. И наконец, одно из последних достижений физической химии - фемтосекундная спектроскопия. Она позволяет достичь временных разрешений вплоть до 10 -15 с. За это время свет успевает пройти расстояние лишь в доли микрона. С помощью такого метода удается исследовать движение отдельных атомов внутри реагирующих молекул.

Значительные успехи фундаментальной химии отмечены и в области направленного тонкого органического синтеза. Благодаря ему специалисты теперь могут создавать практически любые наперед заданные вещества (в том числе, и биологически активные). Этому способствует и то обстоятельство, что в настоящее время окончательно оформилась и химическая теория анализа.

Большим достижением химиков XX в. стало рождение биохимии как самостоятельной науки. В ее рамках

* См.: В. А. Быков. Микроскоп... рассматривающий атомы. - Наука в России, 2000, N 4 (прим. ред.).

стр. 16

удалось решить ряд фундаментальных проблем. В частности, была разработана теория наследственности, ставшая, в свою очередь, трамплином для биологии генов и генной инженерии. Значительный успех биохимии и в выявлении природы и деталей функционирования аппарата природного фотосинтеза, обеспечивающего существование жизни на нашей планете.

Из последних фундаментальных работ химиков (середина 80-х годов) следует отметить высокотемпературную сверхпроводимость.

Значительны успехи ученых и в развитии прикладной химии. Они предложили метод глубинной переработки нефти, и пионерская роль в этом принадлежит российскому академику В. Н. Ипатьеву (1867 - 1952). Он первым предложил промышленные процессы переработки нефти на большой глубине, применив для этого каталитические технологии. В 40-х годах Ипатьев разработал способ получения высокооктановых бензинов.

В XX в. родились и развивались новые направления науки - химия трансурановых элементов и радиохимия. Физики и химики освоили технологии разделения изотопов самых разнообразных химических элементов, что позволило получить плутоний, выделить уран-235 и, в конечном счете, создать устойчивую сырьевую базу для управляемых ядерных реакций, открывших эпоху атомной энергетики.

К достижениям химиков уходящего века, безусловно, относятся полимерные конструктивные материалы. Это практически все ныне распространенные пластмассы - полиэтилен, полипропилен, полиуретан, нейлон, полиэфиры и пр.

Огромная заслуга химиков в разработке новых высокоэффективных лекарств, создании неизвестных ранее средств защиты окружающей среды от неимоверно возросших техногенных воздействий и получении сверхчистых веществ (германия, кремния, галлия) - основы микро- и наноэлектроники.

Далее В. Н. Пармон делится прогнозами на развитие этой поистине всеобъемлющей науки в XXI столетии.

Самая большая проблема современной химии, считает он, - невероятно возросший объем конкретных знаний, которые накапливаются быстрее, чем в других науках, намного опережая возможности их "усвоения" специалистами. Поэтому в ближайшее время должна быть предпринята попытка систематизации основ получаемой информации. Кроме того, значительно усиливается роль так называемой компьютерной химии, прогнозирующей возможный результат вновь создаваемого процесса. Сейчас ученые владеют достаточной информацией для того, чтобы вместо многочисленных предварительных опытов в пробирках "осуществить" их на компьютере и лишь затем решать, нужен ли дорогостоящий эксперимент.

Бурное развитие получит вскоре химия наноматериалов, где размеры изучаемых частиц достигают всего нескольких десятков ангстрем. К ним относится большинство гетерогенных (состоящих из микроскопически неоднородных по свойствам частей) катализаторов, имеющих большое значение при управлении химическими реакциями. В рассматриваемое направление входит и супромолекулярная (надмолекулярная) химия, изучающая организацию крупных молекулярных структур (нередко полимерных) в упорядоченные "третичные". Специалистам предстоит создавать такие системы искусственно. Сверхзадача при этом заключается в создании молекулярной электроники, которая может развиваться только на базе нано- и супромолекулярной химии.

И сейчас ученые продолжают спорить о зарождении жизни из неживой материи. Решать столь важную проблему нельзя без четкого физико- химического определения самого явления. В. Н. Пармон считает: в будущей формулировке обязательно должно появиться словосочетание "жизнь - это форма существования катализатора, который...", поскольку уверен - она действительно представляет собой функционирование особого типа биокатализаторов. В связи с этим для фундаментальной химии принципиальным становится создание искусственных систем, воспроизводящих функции природного фотосинтеза.

Большие задачи стоят и перед прикладной наукой. Прежде всего, это освоение хорошо управляемых методов синтеза биологически и физиологически активных веществ. Специалистам хорошо известно, что так называемые оптические изомеры (вещества, абсолютно идентичные по составу и даже первичной структуре) могут оказывать различные биологические воздействия, а вот получать их в чистом виде очень сложно.

Вместе с тем, наверное, произойдет смена сырьевой базы не только в современной энергетике, но и во всей химической промышленности. Если до сего дня это была нефть и продукты ее переработки, то в скором времени им на смену должны прийти природный газ и метан. Получит развитие и крупномасштабная химия возобновляемого сырья, прежде всего биологического (древесина, отходы сельского хозяйства и т.д.).

Далее, считает ученый, грядет революционное для земной цивилизации событие - переход на нетрадиционные виды энергетики и энергоносителей. В связи с этим ожидается, что в скором времени водород утвердится как универсальный и экологически чистый энергоноситель.

В наступающем столетии предстоит решать и более узкие задачи прикладной химии. Так, в химических технологиях до сих пор не нашло широкого применения когерентное лазерное излучение. Зреет большой прорыв в химии кремния и иных полупроводниковых материалов.

XXI в. предъявляет очень высокие требования к химическим наукам, являющимся одними из основных в познании мира и обеспечении достойной жизни человечества.

"Наука в Сибири", 2000 г.



Опубликовано 24 июля 2018 года

Нашли ошибку? Выделите её и нажмите CTRL+ENTER!

© Материал подготовил А. К. МАЛЬЦЕВ • Публикатор (): БЦБ LIBRARY.BY

Искать похожие?

LIBRARY.BY+ЛибмонстрЯндексGoogle

Скачать мультимедию?

подняться наверх ↑

ДАЛЕЕ выбор читателей

Загрузка...
подняться наверх ↑

ОБРАТНО В РУБРИКУ

Уважаемый читатель! Подписывайтесь на LIBRARY.BY на Ютубе, в вКонтакте, Одноклассниках и Инстаграме чтобы быстро узнавать о лучших публикациях и важнейших событиях дня.