Научный архив: статьи

Отметили особую роль академика Дмитрия Николаевича Прянишникова в истории развития отечественного сельского хозяйства. С именем этого ученого связано введение в 1924 году в научный оборот понятия химизации сельского хозяйства. Как последователь Ж. Б. Буссенго, Д. И. Менделеева, К. А. Тимирязева и других великих ученых, Дмитрий Николаевич Прянишников не только выдвинул принцип, но и сформировал научно-исследовательскую программу химизации, создал необходимые кадровые условия и мужественно отстаивал ее перед оппонентами в 1930-1940-е годы. (Цель исследования) Проанализировать научное наследие и биографию академика Д. Н. Прянишникова в контексте развития химизации в отечественном сельском хозяйстве. (Материалы и методы) Изучили монографии, нормативно-правовые акты, публикации ученых с использованием биографического, хронологического, генетического и типологического методов историко-научного исследования (Результаты и обсуждение) Показали, что феномен личности Д. Н. Прянишникова в истории науки состоит как в собственных исследовательских успехах, так и формировании традиции в отечественной агрохимии. Это проявилось в организаторской и педагогической деятельности ученого. Выделили два поколения непосредственных учеников и последователей выдающегося агрохимика. (Выводы) Академик Д. Н. Прянишников придал агрохимии в нашей стране системный подход и по праву признан основателем национальной научной школы. Современные исследователи, сохраняя преемственность, продолжают работы по научному обеспечению химизации сельского хозяйства и вносят свой вклад в продовольственную безопасность страны и фундаментальные знания о живом.

19 августа 2025 года российское научное сообщество торжественно отметило вековой юбилей Кирилла Николаевича Шамшева, выдающегося советского и российского ученого-механика, талантливого конструктора, мудрого педагога и наставника, успешного руководителя, чья жизнь и деятельность были неразрывно связаны с историей отрасли боеприпасов и специальной химии.

Исследовано электрохимическое поведение ионов лантана на никелевом электроде с использованием различных электрохимических методов, таких как циклическая вольтамперометрия, хронопотенциометрия, хронопотенциометрия разомкнутой цепи (кривые включения и выключения), квадратно-волновая вольтамперометрия в эквимольном расплаве хлоридов калия и натрия при температуре 973 K. На циклической вольтамперограмме имеется несколько волн восстановления на катодной ветви и соответствующие им волны окисления на анодной ветви. Первая волна А находится в области потенциалов –(0.0–0.1) В, на ней происходит восстановление ионов Ni2+. Вторая волна В находится в области потенциалов –(1.72–1.77) В, на ней происходит электровосстановление ионов на никелевом электроде с определенной деполяризацией с образованием интерметаллида лантана с никелем LaxNiy. А появление третей волны С в области потенциалов –(2.09–2.13) В, связываем с электровосстановлением хлоридных комплексов на интерметаллиде LaxNiy с образованием металлического лантана. На основании полученных данных показано, что при электровосстановлении хлоридного комплекса лантана в расплаве KCl– NaCl при Т = 973 K никелевый электрод взаимодействует с выделяющимся лантаном, вызывая существенную деполяризацию процесса электровосстановления хлоридного комплекса, также происходит образование интерметаллида с материалом Ni электрода.

Исследовано влияние галлия на алюминий при их сплавлении в пределах растворимости галлия, для выявления влияния на свойства. Экспериментально определена скорость коррозии сплавов алюминия с 1, 2 и 5 ат. % содержанием галлия, которая составила 0.001, 0.00101 и 0.00062 г/м2 · ч соответственно, что меньше, чем у чистого алюминия марки А99 – 0.0016 г/м2 · ч. Определена скорость растворения этих сплавов в кислой и щелочной среде. Рентгенофазовый анализ показал однородность полученных сплавов. Изучена морфология сплавов алюминия с галлием, после воздействия агрессивной среды – раствор соляной кислоты. Показана возможность получения водорода и наноразмерного глинозема путем разложения воды активированным галлиевым сплавом алюминия. Активации галлиевым сплавом поверхности алюминия исходит согласно эффекту Ребиндера, в статье представлена морфология поверхности алюминия, обработанного сплавом Ga–Sn, наглядно демонстрирующая данный эффект. При использовании металлического галлия в контакте с алюминием для начала взаимодействия требуется нагрев до температуры выше 30°С (температура плавления галлия 29.7°С), температура плавления эвтектического состава 92Ga–8Sn – 20.0°С, что позволяет взаимодействию начинаться при комнатной температуре. При температурах около 4°С активированный алюминий может храниться длительное время. Качество водорода, полученного разложением воды должно быть выше, чем полученного за счет крекинга, а по стоимости близок к хорошо отработанной технологии электролиза воды и не более чем в 2 раза превышает стоимость его синтеза в результате крекинга углеводородов. Галлий и его жидкие сплавы нетоксичны, почти не взаимодействуют с водой, активируют алюминий, не позволяя образоваться защитной оксидной пленке, проникают в межзеренное пространство и алюминий легко вступает во взаимодействие с водой, образуя водород и гидроксид алюминия.

Успешное использование расплавленных фторидов щелочных металлов как электролита для высокотемпературных устройств требует создания таких реакторных материалов, которые обладают высокой коррозионной стойкостью в расплавах с характерными для жидко-солевых реакторов смешения (ЖСР-С) составами. Это является одной из важнейших нерешенных проблем. Один из эффективных способов снижения коррозионных потерь – создание на поверхности материала слоя, защищающего металл от коррозионного воздействия окружающей среды. В данной работе в качестве защитных слоев рассматриваются молибденовые изолирующие покрытия на стали 12Х18Н10Т, полученные в расплавленных солях различного состава и различными способами. Были проведены эксперименты по электроосаждению молибденовых покрытий на конструкционные материалы на основе железа (сталь 12Х18Н10Т). Полученные электрохимическим методом покрытия являются неоднородными и легко отслаивающимися. Толщина молибденовых покрытий, полученных из расплавленных солей, составляет 8.15 и 20.34 мкм на стали в расплаве FLiNaK и LiCl–KCl соответственно. Коррозионные испытания показали неэффективность молибденового покрытия, полученного как из хлоридных, так и из фторидных расплавов. Скорость коррозии стали 12Х18Н10Т в расплавах FLiNaK/FLiNaK + 5% CeF3 при 650°С и временем выдержки 100 ч убывает в следующем ряду: 12Х18Н10Т + Mo (0.75/ 0.77 мм/год) > 12Х18Н10Т (0.45/0.50 мм/год).

Электрохимическое поведение неупорядоченных систем, таких как высокоэнтропийные сплавы, представляет собой стохастический случайный процесс. Для точного прогнозирования и анализа поведения таких систем в эксплуатационных условиях, наряду с классическими электрохимическими методами, необходимо применение новых вычислительных и экспериментальных методов. В данной работе на примере редкоземельных сплавов эквимолярного состава GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY показана эффективность использования быстрого преобразования Фурье и вейвлет-анализа для оценки электрохимического поведения стохастических систем. Были измерены временные ряды колебания величин потенциала исследуемых образцов в 0.01 М растворе NaCl в течение 12 ч при плотностях тока от 0.2 до 0.5 мА/см2. Анализ полученных временных рядов методом быстрого преобразования Фурье показал, что угловой коэффициент наклона логарифма спектральной плотности мощности к логарифму частоты увеличивается с ростом плотности тока. В частности, для образца GdTbDyHoY коэффициент β изменяется от –1.93 до –1.77. Для образца GdTbDyHoSc β находится в диапазоне от –1.46 до –1.35. Кроме того, использовался вейвлет-анализ для обработки временных рядов, полученных для обоих сплавов при плотностях тока от 0.2 до 0.5 мА/см2. Для иллюстрации интенсивности процесса электрохимического растворения поверхности исследуемых сплавов были построены скалограммы полученных временных рядов. На основе скалограмм были рассчитаны значения глобальных спектров энергии, распределенных по частотным диапазонам, а также значения общей энергии исследуемых систем. Сплав GdTbDyHoY продемонстрировал более высокие значения общей энергии по сравнению со сплавом GdTbDyHoSc. Значение общей энергии для сплава GdTbDyHoY при увеличении плотности тока с 0.2 до 0.5 мА/см2 увеличивается от 0.97 до 2.03 кВ2 соответственно. Для сплава GdTbDyHoSc значение общей энергии увеличивается с 0.50 до 0.84 кВ2. Установлено, что методы быстрого преобразования Фурье и вейвлет-анализа являются эффективными инструментами для понимании электрохимического поведения локально неупорядоченных химических систем, таких как высокоэнтропийные сплавы, состава GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY, в дополнение к классическим электрохимическим методам.

Проблема негативного воздействия полихлорированных бифенилов (ПХБ) на организм человека и животных является актуальной в настоящее время. Однако основное внимание уделяется рискам, обусловленным загрязнением окружающей среды высокохлорированными бифенилами. В настоящем исследовании изучено воздействие дихлорированного бифенила (ПХБ 8) и продуктов его бактериальной трансформации на иммунитет. Установлено, что ПХБ 8 снижает показатели антителообразования, но не влияет на клеточноопосредованный иммунитет. Деградация ПХБ 8 штаммом Rhodococcus opacus FG1 приводит к нивелированию негативного влияния соединения на гуморальный иммунитет. В результате бактериальной трансформации под действием ферментов штамма Rhodococcus opacus FG1 (ВКМ Ас-3030) концентрация ПХБ 8 за 14 сут снизилась в 16.9 раза. При этом в среде зафиксировано накопление 2-хлорбензойной (2-ХБК) и 4-хлорбензойной (4-ХБК) кислот. Анализ влияния 2-ХБК и 4-ХБК на показатели иммунитета не выявил негативных эффектов. Расчет рисков показал, что, несмотря на снижение концентрации ПХБ 8 в процессе биотрансформации, уровень неканцерогенного риска остается высоким как для детей, так и для взрослых, а показатель канцерогенного риска снижается к 14 сут до допустимого и безопасного значений для детей и взрослых соответственно. Расчетные значения неканцерогенного риска от образующихся ХБК не представляют опасность для здоровья.

Супрамолекулярные комплексы на основе 5,10,15,20-тетрафенилпорфирина (ТФП), β-циклодекстрина (β-ЦД) и его димерного производного – ди-6,6’-дидезокси-6,6’-(гексан-1,3-диил диамин)-β-циклодекстрин йодида (ГДβ-ЦД) были получены методом капельного титрования в водно-органической среде. В качестве органического растворителя был использован N, N-диметилформамид. Образование комплексов было подтверждено и сравнительно изучено методами абсорбционной спектроскопии и флуоресценции. Были оценены стабильность полученных супрамолекулярных комплексов и связывающая способность компонентов системы. Исследована роль структурных особенностей β-ЦД и ГДβ-ЦД в процессе их взаимодействия с ТФП.

В данной работе представлен конформационный анализ пиразин-аннелированных аза-дипиррометенов (азаDIPY) с использованием квантово-химических расчетов. Систематически исследовано влияние различных заместителей (–H, –Et, –Ph, –O-Ph, –O-tBu, –O-2,6-iPr₂Ph) на предпочтительные конфигурации аза-DIPY остова. Конформационный поиск выполнен с помощью программы CREST с последующей DFT-оптимизацией. Результаты показывают, что заместители, создающие стерические затруднения вблизи атомов азота пиразинового кольца (например, –O-Ph, –O-tBu, –O-2,6-iPr₂Ph), однозначно стабилизируют Z, Z-конформацию. Напротив, незамещенные и фенилзамещенные производные демонстрируют значительную долю Z, E-конформера. Полученные данные раскрывают структурные предпочтения пиразин-аннелированных аза-дипиррометенов и могут быть использованы для направленного дизайна соответствующих аза-BODIPY красителей с заданной конформационной стабильностью.

Ряд производных хлорина е6, содержащих фрагменты галактозы на периферии макроцикла, был изучен на токсичность in vivo. Предварительные результаты, полученные на самцах белых беспородных мышей, позволяют сделать вывод о значительно меньшей токсичности конъюгатов хлорина е6 с галактозой по сравнению с собственно хлорином е6. Самое токсичное из изученных соединений имеет ЛД50 равную 772 ± 11 мг/кг, что как минимум в 3 раза превышает ЛД50 хлорина е6. Следует отметить, что все изученные соединения значительно лучше растворимы в воде (а значит и более биодоступны), чем хлорин е6. Основным структурным фактором, влияющим на токсичность соединений, является количество фрагментов галактозы на периферии макроцикла: чем больше фрагментов галактозы содержится в молекуле, тем токсичнее соединение. Можно ожидать, что подобные производные с большой вероятностью будут иметь относительно низкую токсичность, поэтому они могут послужить основой для дальнейших синтетических превращений при синтезе новых фотосенсибилизаторов.

Изучено взаимодействие феофитина а с этаноламином в различных условиях. Показано, что при действии этаноламина на феофитин а в среде хлороформа происходит размыкание экзоцикла с образованием соответствующего 13-амидного производного хлорина е6. Последующее удаление хлороформа и продолжение реакции с этаноламином без растворителя приводит к хемоселективному амидированию фитилпропионатного заместителя с образованием соответствующего 13,17-диамидного производного хлорина е6. На основании полученных результатов предложена методика получения гидрофилизированных производных хлорина е6 с двумя и тремя фрагментами этаноламина на периферии макроцикла непосредственно из феофитина а «в одной колбе».

Проведено исследование металлокомплексов порфиринов, содержащихся в нефти (петропорфиринов), с использованием компьютерного моделирования и экспериментальных методов. Методом TDDFT рассчитаны электронные спектры поглощения для комплексов петропорфиринов с ванадилом и никелем. Установлена корреляция между строением лиганда и характеристиками B- и Q-полос поглощения. Обнаружено, что постоянные электрические дипольные моменты комплексов могут различаться в 6 раз. Смоделированный спектр смеси ванадил-порфиринов хорошо согласуется с экспериментальным спектром раствора образца, выделенного из асфальтеновой фракции нефти, что позволяет прогнозировать электронные спектры поглощения смесей при известном лигандном составе. Экспериментально изучен процесс сублимации смеси петропорфиринов в условиях высокого вакуума. Использовались два метода: испарение из ячейки Кнудсена с in-situ масс-спектрометрией и из трубчатого тигля с ex-situ регистрацией спектров поглощения сублимата. В обоих случаях состав пара над смесью петропорфиринов зависел от времени и температуры, что открывает возможности для разделения сложных смесей на индивидуальные компоненты и получения тонких плё- нок с заданными свойствами.