О деятельности

Катализ

На основе новых замещенных производных бис(арилимино)пиридинов и бис(арилимино)аценафтильных комплексов в сочетании с метилалюмоксаном синтезированы новые высокоэффективные катализаторы полимеризации этилена, сохраняющие активность при повышенных температурах. Новые каталитические системы, нанесенные на аэросил, обладают высокой производительностью и термостойкостью, что позволяет получать полиэтилен в условиях газофазной полимеризации. (Санкт-Петербургский филиал ИК СО РАН, НИОХ СО РАН)

Проведена модификация (TiCl₄-Al(i-Bu)₃ каталитической системы n- и π-электронодонарами для получения изопренового каучука. Показано, что добавки пиперилена (π-электронодонора) способствуют росту в 1,5-2 раза концентрации активных центров без изменения их реакционной способности (константы скорости реакции роста). Введение дифенилоксида (n-электронодонора) приводит к увеличению в 1,5-2 раза константы скорости реакции роста, не меняя концентрации активных центров. Одновременное присутствие в каталитической системе обоих электронодоноров повышает ее эффективность как за счет роста концентрации активных центров, так и их реакционной способности. (ИОХ УНЦ РАН)

Разработаны принципиально новые способы синтеза цеолитов типа А в виде поликристаллических сростков-гранул, не содержащих связующих веществ и обладающих более высокой адсорбционной емкостью и механической прочностью, чем цеолиты со связующим. Новый способ позволяет синтезировать цеолит типа А со 100-процентной степенью кристалличности. (ИНК АН РБ)

Найдены эффективные катализаторы синтеза циклокарбонатов из углекислого газа и эпоксидов на основе аминных комплексов цинка, активных уже при 60⁰С, в то время как катализаторы этого процесса, оксихиноляты металлов (Al, Cr, Fe), работают при 140-160⁰С, а применяемые для этой цели аммонийные соли активны при 190-220⁰С. Выходы близки к количественным. (ИФАВ РАН)

С целью создания новых нестандартных металлокомплексных катализаторов синтезированы фосфорилированные каликсарены, в том числе фосфокавитанды. Изучены химические трансформации синтезированных фосфокавитандов. На их основе созданы металлокомплексные системы (Ag, Mo, Pt и др.), которые представляют интерес для стереонаправленных процессов. (МПГУ)

Методами ¹Н ЯМР-микротомографии на модельной реакции гидрирования α-метилстирола впервые экспериментально исследовано протекание химической реакции в условиях фазовых превращений in situ. Прямой визуализацией пространственного распределения жидкой фазы в грануле катализатора продемонстрировано, что характер заполнения гранулы жидкостью существенно изменяется за счет протекания экзотермической реакции, сопровождающейся фазовым переходом жидкость-газ. Результаты важны для моделирования каталитических процессов. ( МТЦ СО РАН, ОИК СО РАН)

Фото- и электрохимия

Разработаны полифункциональные нанокристаллические полимерные материалы на основе J-агрегатов карбоцианиновых и скварилиевых красителей, введенных в различные полимерные матрицы, которые позволили создать высокочувствительные фоторефрактивные композиты с высокой скоростью записи-стирания динамических голограмм и высоким коэффициентом усиления информационных лазерных лучей, а также получить новый тип электролюминесцентных диодов, имеющих спектр излучения в ближней ИК-области с максимумом при 1100 нм. (ИЭЛ РАН)

Метод компьютерного моделирования использован для поиска соединений, обеспечивающих полную изоляцию молекул, инкапсулированных в полость циклодекстрина (ЦД) от влияния среды. На примере тройного комплекса арен-ЦД-адамантан впервые удалось наблюдать долгоживущую фосфоресценцию аренов при комнатной температуре без удаления из раствора кислорода, являющего эффективным естественным тушителем фосфоресценции в обычных условиях. Использование подхода в медицине позволит обеспечить полную сохранность лекарственных соединений в процессе доставки их в виде тройных комплексов в заданную точку организма. (ЦФ РАН)

В рамках стратегии супрамолекулярного дизайна информационных планарных систем развиты подходы, основанные на выявлении и использовании размерных особенностей ультратонких систем, собираемых методами монослоев и Ленгмюра - Блоджетт. Впервые предсказан и реализован «эффект размерной селективности», состоящий в изменении последовательности связывания ионов при переходе гибкого макроциклического лиганда из объема в пленку. На основании этих представлений созданы высокочувствительные селективные сенсоры на катионы металлов. (ИФХ РАН)

Изучено влияние физико-химических свойств апротонных диполярных растворителей и литиевых солей на основные закономерности электрохимического восстановления серы в неводных средах. Полученные результаты позволили разработать новые электролитные системы, обеспечивающие высокую удельную энергию и длительную циклируемость новому

типу химических источников тока - литий-серным аккумуляторам. (ИОХ УНЦ РАН)

Высокомолекулярные соединения

Проведено компьютерное моделирование влияния спектральной диффузии на химическую реакцию в твердом полимере. Проанализированы две модели: стохастическая с постоянной средней частотой спектральных переходов и диффузионная с переменной частотой перехода, зависящей от размера неоднородности полимера и локальных коффициентов физической диффузии частиц. Впервые получены точные решения задачи о спектральной диффузии. Полученные результаты важны для развития теоретических представлений о связи между кинетикой химических реакций и молекулярной динамикой полимеров. (ИБХФ РАН)

Новое развитие получили исследования в области электропроводящих органических полимеров. Разработан метод матричного синтеза полианилина на водорастворимых полиамидосульфокислотах различного строения. Образующиеся интерполимерные комплексы обладают высокой растворимостью в водных растворах и хорошими пленкообразующими, механическими и оптическими свойствами. Совокупность свойств открывает широкие возможности для применения их в пленочных электрохромных и электролюминесцентных устройствах отображения информации, для модуляции излучения как в оптическом, так и в других диапазонах электромагнитного спектра, в различного рода сенсорах, а также в качестве проводящих слоев. (ИЭЛ РАН) Наряду с этим осуществлена матричная полимеризация анилина в химически сшитом гидрогеле полиамидокислоты. В результате получены электропроводящие пластинки интерполимерного комплекса с сопротивлением, не превышающим 10³ Омּсм. Полимеризацией анилина в матрице найлона-6 получены композитные пленки с высокой поверхностной электропроводностью (10²Sּсм^-1), которая изменяется при адсорбции молекул ДНК и других полиэлектролитов. Этот результат открывает путь к созданию быстродействующих биосенсоров. (МГУ совместно с Нью-Йоркским политехническим университетом)

Сформулирована гипотеза, согласно которой гомосопряжение с участием атомов элементов (Si, Ge, S и др.) является одним из основных механизмов «неклассической» делокализации электронной плотности в элементоорганических соединениях. На основе гипотезы предсказано существование нового класса полисопряженных (электропроводящих) элементоорганических материалов, молекулы которых, не обладая классической системой полисопряжения, охвачены единой системой полигомосопряжения. (ИВС РАН)

На примере 3D-мезофаз циклоорганосилоксанов установлены общие закономерности пластического течения пластических кристаллов. Впервые показана возможность получения монокристаллов диаметром 1-2 мм и длиной до нескольких сантиметров при течении пластических кристаллов через капилляр с последующим фазовым переходом 3D-мезофаза – кристалл при охлаждении. Метод позволяет формировать монокристаллы любой формы в зависимости от геометрии капилляра и целенаправленно получать новые материалы, обладающие оптической и диэлектрической анизотропией. (ИНЭОС РАН)

Сравнительные ЭПР-спектроскопические исследования катион-радикалов олигомеров и полимеров замещенных пара-виниленфениленов, генерированных облучением стеклообразных растворов в толуоле в присутствии акцепторов электронов, продемонстрировали, что делокализация спиновой плотности увеличивается с ростом длины цепи, что может иметь значение для молекулярной электроники и дизайна новых полимерных материалов для электронной техники. (ИСПМ РАН)

Разработан новый подход к получению полиэлектролитов на основе ароматических конденсационных полимеров, в основе которого лежит реакция полимераналогичного превращения простых ароматических полиэфиров, содержащих -дикетонные группы, под действием 3,4-диаминобензойной кислоты. Полимеры могут представлять интерес в качестве протонопроводящих мембран для топливных элементов, твердых кислотных катализаторов. (ИНЭОС РАН, МГУ )

Разработан метод получения полиимидов одностадийной высокотемпературной полициклоконденсацией в расплаве карбоновых кислот. Синтезирована серия новых высокотермостойких функциональных полиимидов, в том числе: двух- и трехкомпонентные сополимеры со строгим чередованием компонентов вдоль цепи, являющиеся моделью молекулярных композитов; недоступные ранее термопластичные частично кристаллические полиимиды на основе пиромеллитового диангидрида, способные к переработке через расплав; новые сверхразветвленные полиэфиримиды с функциональными группами, перспективные для разработки каталитических мембран. (ИСПМ РАН)

Разработан метод синтеза водорастворимых разветвленных двойных и тройных сополимеров, содержащих в узлах ветвления лабильные уретановые, азометиновые и сложноэфирные связи. Проведена модификация антибиотиков гентамицина, спиромицина и оксациллина новыми полимерами-носителями, продемонстрирована их биодеградация в условиях, близких к физиологическим, и показана перспективность их практического применения при создании систем пролонгированного действия. (ИВС РАН)