Message

• «Қисық» (ағылшынша «curved») хош иісті қосылыстардың химиясы

  «Қисық» (ағылшынша «curved») хош иісті қосылыстардың химиясы

  read more

  Бензол тәрізді хош иісті қосылыстар ерекше реактивті және физикалық қасиеттерін өздерінің «ароматикалық» қабілеті арқылы көрсетеді. Осында – электрондар планарлы молекулярлық қаңқаларда кеңінен таратылады. Сондықтан молекуланың планарлығы осы хош иісті молекулалардың қасиеттерін қамтамасыз ететін маңызды аспектілердің бірі болып табылады. Хош иісті молекулалардың дөңес, қисық немесе кейбір планарлы емес пішіндері бар болса не болады? Реактивтілік және физикалық қасиеттерімен не өзгереді? Осындай қарапайым қызығушылыққа сүйене отырып, біз «фуллерен» (ағылшынша «fullerene») сияқты сфералық хош иісті қосылыстар мен «бакибол» (ағылшынша «buckybowl») кесе тәрізді қосылыстарды зерттейміз. Атап айтқанда, бакибол өзінің бірегей кесе формасы арқасында әртүрлі ерекше қасиеттерін ғана көрсетіп қоймай; сондай-ақ жазық хош иісті қосылыстардың көмегімен іске асырылмайтын жаңа ерекшеліктерге ие және бірегей материалдарды жүзеге асыруы күтіледі. «Суманен» (ағылшынша «sumanene») бакиболды құрайтын іргелі қосылыстардың бірі болып саналады. Біз суманен синтезіне бірінші болып қол жеткіздік. Қазіргі уақытта біз әр түрлі бакиболдардың жаңа синтетикалық әдістерін және қасиеттерін зерттеп, сонымен қатар, бакиболдарды қолданатын функционалдық материалдарды әзірлеп жатырмыз.

  • Соңғы зерттеулердің мысалдары
  • · Суманен негізінде дайындалған жаңа құрылымдар мен супрамолекулалық құрылымдарды және олардың физикалық қасиеттерін құрастыру
  • · Бакиболдар, әсіресе гетеробакиболдарды, құрудың жаңа синтетикалық әдістері
  • · Жаңа материалдардың екі жақтылығы («Янус» табиғаты) бакиболдардың ішкі және дөңес бетіне байланысты болады
  • · Суда еритін фуллерен туындыларымен қорғалған металлдық коллоидтарды өндіру және оларды катализаторлар мен материалдарда қолдану

  

  

• Металлдық нанобөлшектердің химиясы

  Металлдық нанобөлшектердің химиясы

  read more

  Металлдың көлемдік мөлшері нанометрге (кластерлерге) дейін азайған кезде металдардың табиғаты толығымен ерекшеленеді. Мысалы, алтын - бұл әрқашан біртұтас материал ретінде жарқырайтын ең коррозиялық (ауа тотығуына төзімді) металдардың бірі. Нанометр өлшемінде алтын аэробты тотығуға қарсы өте жоғары каталитикалық белсенділікке ие болады. Осылайша, металл нанокластерлерде барлық каталитикалық белсенділік және барлық материалда жасырылған физикалық қасиеттер болады. Сонымен қатар, нанокластер ретінде бірнеше металдарды әртүрлі пішінде және арақатынаста араластыру арқылы қорытпаның металл кластерлерін жасауға болады. Бұл қорытпалардың кластерлері бастапқы металдан мүлдем өзгеше қызмет көрсете алады. Біз заманауи «алхимия» тәрізді нәрсе жасап жатырмыз. Бұл металл нанокластерлер агломерацияға бейім болғандықтан және оны болдырмау үшін металдарды қорғаныш материалмен тұрақтандыру қажет. Біз қорғаныш материалдың (матрицаның) түрі тіпті кластердің табиғатын айтарлықтай өзгерте алатындығын таптық. Қазіргі уақытта біз әр түрлі синтетикалық және табиғи полимерлерді қорғайтын заттар ретінде металл нанокластерлерге (жасыл химияға байланысты) негізделген жаңа катализаторлардың дамуын зерттеп жатырмыз.

  Соңғы зерттеулердің мысалдары.

  • · - Қорытпадан нанокластер катализаторын қолдану арқылы жаңа каталитикалық реакцияны әзірлеу, атап айтқанда, күрделі реакцияларды жүргізу үшін, мысалы, көміртегі-фтор байланысын белсендіру
  • · - Қорғайтын матрица ретінде хитозан (ағылшынша «chitosan»)және целлюлоза сияқты әртүрлі синтетикалық және / немесе табиғи полимерлерді қолданатын практикалық жасыл нанокатализаторды жасау.
  • · - Металл нанокластердің беті мен қорғаныш матрица (материал) арасындағы каталитикалық реакциядағы құбылыстарды және өзара әрекеттесуді іздеу

  

  

• Органикалық кристалдық материалдардың динамикасы

  Органикалық кристалдық материалдардың динамикасы

  read more

  Кристалл – бұл атомдар, молекулалар және иондардан тұратын, қатты күйде тұрақты түрде реттелетін зат. Таудың тұзы, кварц, қымбат тастар және сапфир сияқты кристалдардың түрлері де бар. Тіпті кристалдық жағдайда орналасқан органикалық қосылыстарда кристалдар белгілі бір қайталанатын құрылымдардан салынған. Бұл органикалық кристалдар өте қатты және иілуге икемсіз болғандықтан, олар физикалық қасиеттерінің тұрғысынан үлкен қызығушылық тудырады, сонымен бірге, бұл заттар икемсіз болғандықтан «нәзік» кристалдар болып саналады. Дегенмен жақында сыртқы факторлардың бар болуынан құрылымды икемді түрде өзгерте алатын «динамикалық» органикалық кристалдарға үлкен көңіл бөлінеді. Мысалы, сәуле түсінің өзгеруімен қысымға жауап қайтаратын жүйе бар.
  Жақында, біз еріткіштер сияқты «қонақ» (ағылшынша «host-guest») молекулаларын ұстау/босату арқылы кристалдық жағдайды сақтай отырып, динамикалық құрылымдық өзгерістерді кері көрсететін динамикалық органикалық кристалдар сериясын таптық. Сонымен қатар, осы кристалдардың кейбіреулері қыздырылған немесе жарыққа ұшыраған кезде түсі мен құрылымына кері әсерін тигізетін қосылыстар көрсетті.
  Бұл кристалдар әлсіз молекулярлық өзара әрекеттесу арқылы өзара байланысқан қарапайым органикалық қосылыстардан тұрады. Сонымен қатар, химиялық модификацияны қолдану арқылы негізгі динамикалық қасиеттерін өзгертпей, қосымша бақылауды қосуға болады деп болжанудамыз. Соңғы зерттеулердің мысалдары төменде келтірілген.

  • · Еріткіш сіңіру / шығарумен бірге жүретін динамикалық органикалық кристалдардағы кеуекті / кеуекті емес құрылымдық өзгерістерді зерттеу/түсіну
  • · Динамикалық органикалық кристалды қыздыру және / немесе жарық сәулеленуден туындаған құрылымдық ауысу феноменін зерттеу және оларды одан әрі функционалдық материалдарда қолдану
  • · Химиялық модификациялау арқылы органикалық молекулалардағы молекулалық сіңіру сипаттамаларын бақылау

  

  

• Лазерлі абляция химиясы

  Лазерлі абляция химиясы

  read more

  Қатты және сұйық арасындағы шекарада лазерлік жарықпен сәулелендіру кезінде, қатты бетіндегі құрамдас заттар жарылғыш түрде шығарылады (абляция әдісі). Бұл сұйықтықта өте белсенді химиялық заттардың пайда болуына мүмкіндік береді. Біз бұл әдісті органикалық және химиялық материалдарға негізделген түрлі зерттеулерге қолдануға тырысамыз.
  Мысалы, 4.3 миллиард жыл бұрын («Хади Жер» деп аталатын) жердегі эволюцияның кілті болып табылатын алғашқы қарабайыр (ағылшынша «enzyme») фермент тәрізді заттың құрылу механизмін біле аламыз. Мұнда лазерлі абляция әдісі иондаушы сәулеленудің сол кездегі табиғи ядролық реактордың әсеріне алмастыру ретінде пайдаланылады. Зерттелетін зат ретінде біз Хадей Жеріндегі молшылықта болатын таза пиритті (FeS₂) қолданамыз және қарапайым органикалық қосылысында пирит лазерлі абляция әдісін орындаймыз. Осы әдісті пайдалана отырып, қарабайыр ферменттердің күрделі үлгілері пайда болады және олардың реактивтілігі талданады.

  • · Бұдан басқа, біз белсенді нанобөлшектерді металдар мен қатты қосылыстар бетімен лазерлі абляция әдісі арқылы дайындаймыз және олардың каталитикалық реакцияларын зерттеп жатырмыз. Соңғы зерттеулердің нақты мысалы келесідей.
  • · Хади Жерінде қоршаған ортада фермент тәрізді заттың генерациялау механизмін анықтау.
  • · Лазерлік қосылыс технологиясын қолданатын жаңа қорытпаларды генерациялау және олардың реактивтілігін талдау.