научная статья по теме СЕМИНАР ПО ПРОБЛЕМЕ “НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, ПРОЦЕССОВ И РЕАКТОРОВ” (РУКОВОДИТЕЛИ СЕМИНАРА: Ю.Д. ТРЕТЬКОВ, М.Г. СЛИНЬКО, И.В. МЕЛИХОВ) Химическая технология. Химическая промышленность

Текст научной статьи на тему «СЕМИНАР ПО ПРОБЛЕМЕ “НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, ПРОЦЕССОВ И РЕАКТОРОВ” (РУКОВОДИТЕЛИ СЕМИНАРА: Ю.Д. ТРЕТЬКОВ, М.Г. СЛИНЬКО, И.В. МЕЛИХОВ)»

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, 2007, том 41, № 2, с. 237-238

ХРОНИКА

СЕМИНАР ПО ПРОБЛЕМЕ "НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, ПРОЦЕССОВ И РЕАКТОРОВ" (РУКОВОДИТЕЛИ СЕМИНАРА: Ю.Д. ТРЕТЬКОВ, М.Г. СЛИНЬКО,

И.В. МЕЛИХОВ)

На заседании семинара, которое состоялось 9 февраля 2006 г., обсуждали проблему образования иерархических структур при химических реакциях в лабораторных и промышленных условиях. Открывая заседание, ведущий И.В. Мелихов отметил, что многие твердые продукты химических производств и лабораторных синтезов состоят из частиц с иерархической структурой. Большому количеству продуктов стремятся придать заданную иерархическую структуру путем гранулирования. В связи с этим, а также широкой распространенностью иерархических структур в природе, проблема их образования представляется принципиально важной.

С докладом "Иерархические структурированные системы" выступил доктор хим.наук Е.А. Гу-дилин (МГУ). Докладчик подчеркнул, что в последнее время интерес к материалам с иерархической структурой частиц возрос в связи с задачами нано-технологии и переходом к наукоемким технологиям с повышенным энергосбережением и безопасностью. В России проводятся работы по поиску путей получения функциональных наноматериалов с многоуровневой иерархической структурой, в которой каждый уровень выполняет свою функцию. Концепция создания таких материалов, сформулированная в работах В.А. Легасова, Ю.Д. Третьякова и Н.Н. Олейникова, в последнее время получила экспериментальное обоснование в результате серии работ, проведенных в лаборатории неорганического материаловедения МГУ под руководством Ю.Д.Третьякова.

В докладе был дан обзор видов иерархических структур неорганических веществ и подходов к их получению, а также приведены примеры получения иерархическиструктурированных веществ с перспективными свойствами. В частности описан способ получения керамического материала с "ажурной структурой" путем пиролиза аэрозоля в режиме, при котором образуются оксидные полые сферы, составленные из нанокристаллов, с последующим спеканием продукта пиролиза без компак-тирования. Такой материал состава СаСиМПбО12 имеет повышенное туннельное магнитосопротив-ление в сравнении с аналогами. Удалось получить

нанокомпозит состава Ва6Мп24О48 + МпО2, состоящий из вискеров, декорированных гидратирован-ными нанокристаллами МпО2. Обмен ионов Ва2+ вискеров на Li+ или H+ придает им способность смешанной электронно-ионной проводимости, а декорирование существенно увеличивает удельную площадь поверхности композита. Путем гидротермального синтеза получен ксерогель на основе пентоксида ванадия, армированный волокнами Ва6Мп24О48, а также нанотубулярный пентаксид ванадия, содержащий молекулы ряда поверхностно-активных веществ. Нанотубулярный пентаксид состоит из многослойных нанотрубок, собранных в "жгуты" большого диаметра.

Приведены также данные о механизмах формирования иерархических структур, используемых при поиске материалов для магнитной левитации, получении фотонных кристаллов и материалов на основе опаловых матриц.

При обсуждении доклада дискутировался вопрос об уточнении понятия "иерархическая структура" и необходимости стандартизации терминологии, связанной с физико-химическими иерархическими структурами, с учетом терминов, установившихся при исследовании понятий "фрактал" и "самоорганизация" (А.Р. Кауль, А.Н. Баранов).

Обсуждался вопрос о причинах иерархичности структур, возникающих при синтезе неорганических веществ. В качестве одной из причин предлагалось рассматривать небольшую скорость роста кристаллов в сравнении со скоростью зарождения, увеличенной за счет вторичной нуклеации (И.В. Мелихов).

Были затронуты причины высокой упорядоченности многих иерархических структур и механизмы "сужения" функции распределения кристаллов и агломератов по размерам в процессе синтеза (А.А. Гудилин). Отмечена необходимость изучения механизмов самосборки кристаллов в агрегаты и упрочнения агрегатов в условиях самосборки (А.В. Северин, В.Н. Рудин).

238

БОЖЕВОЛЬНОВ и др.

* * *

На семинаре 13 апреля 2006 г. с докладом "Возможности линейного перехода от простого к сложному в кристаллохимическом прогнозировании" выступил проф. Е.В. Антипов (МГУ). Докладчик отметил, что у неорганических веществ переход к сложным составам является неаддитивным, но его описание можно приблизить к линейному, если в качестве структурообразующей единицы рассматривать неподдельный атом, а группировку атомов. При этом часто простой учет диполь-дипольного взаимодействия таких группировок дает возможность достоверного прогноза на полуколичественном уровне. Это подтверждают данные о структурах многих веществ, в частности, обладающих высокотемпературной сверхпроводимостью. Из доклада следовало, что квазилинейный подход дает возможность осмысленного подбора составов многих важных неорганических материалов.

При обсуждении доклада было отмечено, что вариант линейного перехода от простых структур к сложным, представленный докладчиком, может быть эффективно использован для широкого круга веществ с учетом того, что по мере увеличения требований к точности прогноза принципиальная нелинейность перехода будет проявляться все более отчетливо (Ю.Д. Третьяков, М.Г. Слинько). Был поднят вопрос о важности выявления кри-сталлохимических условий образования структурных модификаций кристаллов, в частности, оптически активных форм типа лево- и правовращающего кварца (Е.А. Гудилин). При этом отмечалось, что вероятность образования таких форм резко возрастает, если они образуются на ориентирующей подложке (Н.П. Тарасова, И.В. Мелихов). Однако это не снимает интереса к синтезу оптически активных форм неорганических веществ вне подложек, например, в связи с с проблемой возникновения жизни (Н.П. Тарасова). Обсуждался также вопрос об искажениях в квазилинейных рядах структур, вызванных замещением атомов одного вида на другой (П.Е. Казин).

На семинаре выступил проф. A.B. Шевельков (МГУ) с докладом "Оптимизация термоэлектрических свойств полупроводниковых клатратов: нелинейный подход к многофакторной задаче". B докладе был представлен перспективный подход к синтезу материалов с улучшенными термоэлектрическими свойствами. Данный подход предполагает использование веществ, кристаллы которых имеют "каркасную" структуру с достаточно крупными полостями между атомами каркаса. Если в эти полости ввести атомы, способные к термоактивированной передаче электронов от атома к атому, то кристалл приобретает нужные термоэлектрические свойства: его каркас обеспечит высокую теплопроводность, а заполненные полости - высокую электропроводность кристаллов. При этом по мере увеличения степени заполнения полостей проводящими атомами и усложнения их состава свойства кристаллов будут изменяться нелинейно, что определяет выбор состава кристаллов и условий их синтеза. Эффективность данного подхода доказана на примере материала для термоэлектрического охлаждения, полученного с использованием катионпроводящих клатратов. После доклада дискутировали о природе клатратов, которые реально могут быть использованы при получении указанных материалов (П.Е. Казин, Е.А. Гудилин, Б.Р. Чурагулов), возможности термоэлектрических проявлений у природных клатратов (Н.П. Тарасова), путях учета фотонной теплопроводности наряду с фонон-ной (И.В. Мелихов).

Завершая семинар, ведущий (И.В. Мелихов) отметил, что докладчик на примере термоэлектрического эффекта продемонстрировал достоинства "нелинейного подхода" к решению проблемы усиления перекрестных эффектов. Доклад можно рассматривать как обсуждение способа пространственного разграничения факторов, определяющих перекрестные эффекты.

В.Е. Божеволънов, Д.Г. Бердоносова, Э.Д. Козловская

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ том 41 < 2 2007

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Химическая технология. Химическая промышленность»