РОЗВИТОК ХІМІЧНИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНИ ТА ПРОЦЕСИ

Вперше синтезовано нанокристалічні (3÷14 нм) неагломеровані частинки СеО₂ методом осадження у водно-спиртових розчинах; показано, що збільшення вмісту спирту призводить до формування дрібніших часток, при цьому концентрація іонів Се³⁺ на їх поверхні збільшується. Наноструктури СеО₂ характеризуються високими позитивними значеннями електрокінетичного потенціалу, це свідчить про їх стабільність у водних суспензіях і дозволяє проводити медико-біологічні випробування. Наявність іонів Red/Ox пари Се³⁺/Се⁴⁺ вказує на їх прогнозно високу антиоксидантну і антиамілоїдну активність, що актуально для розробок засобів боротьби з наслідками оксидативного стресу (акад. НАН України А.Г. Білоус, Ю.Ю. Шлапа, І.П. Тімашков, Б.С. Хоменко).

Вперше одержано квантові точки графену при ультразвуковій обробці водних розчинів електрохімічно синтезованих частково розкритих багатошарових вуглецевих нанотрубок. Встановлено, що графенові матеріали мають інтенсивну фотолюмінесценцію у видимій частині спектру, яка залежить від довжини хвилі збудження і режиму ультразвукової обробки. Квантові точки графену є перспективними до застосування як люмінесцентні середовища і електродні матеріали для хімічних джерел струму (чл.-кор. НАН України Г.Я. Колбасов, М.О. Данилов, І.А. Русецький).

Виявлено, що введення у розплавлену електролітну суміш хлоридів лужних металів катіонів з більшою поляризуючою здатністю, наприклад, катіонів магнію, зумовлює перерозподіл зарядів у вольфраматному аніоні, збільшує швидкість відновлення аніонів, зміщує потенціал відновлення в область більш позитивних значень. Виявлений ефект використано для синтезу нанорозмірних порошків карбідів вольфраму різного складу і морфології та сумішей на їх основі, які застосовують для виготовлення зносостійких сплавів, каталізаторів тощо (чл.-кор. НАН України А.О. Омельчук, І.А. Новоселова).

РОЗВИТОК ХІМІЧНИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНИ ТА ПРОЦЕСИ

Розроблено новий метод синтезу наноматеріалів з використанням електричного вибуху провідників, а саме: порошки, які протягом десятків секунд після дії імпульсного електричного розряду є хімічно надактивними, розпилюються в інертному газі й аерозоль подається в область інших технологічних процесів. Вперше безпосередньо з нанодисперсій, без використання інших речовин синтезовано каталітичні плазмові нанопокриття WO_3-x/нержавіюча сталь і мезопоруваті фотокаталітичні нанодисперсні плівки TiO_2-x, TiO_2-x/Ag. Цей метод дозволяє отримувати нові типи наноматеріалів і є ефективним інструментом вирішення задач в області нанотехнологій (чл.-кор. НАН України В.М. Огенко, О.М. Кордубан, Т.В. Крищук).

Синтезовано фоточутливі нанокомпозити графітоподібного g-C₃N₄ з наночастками CdSe. Нітрид вуглецю одержано термохімічним синтезом із сечовини і меламіну. Встановлено, що міжплощинні відстані у g-C₃N₄ суттєво відрізняються при різному співвідношенні компонентів синтезу і становлять 0.69÷0.32 нм, що впливає на їх спектри поглинання. Композити демонструють червоне зміщення краю смуги поглинання порівняно з g-C₃N₄, що дозволяє використовувати велику частину сонячної енергії, завдяки чому вони є перспективними матеріалами для фотоелектродів сонячних комірок (чл.-кор. НАН України Г.Я. Колбасов, М.О. Данилов, І.А. Русецький).

Синтезовано рідкокристалічні нанокомпозити CdC₈ з Ag/Au типу ядро/оболонка, в яких спостерігається швидкий нелінійно-оптичний відклик і високі значення оптичної нелінійності. Показано, що індекс нелінійної рефракції зростає симбатно вмісту Au, при цьому відбувається зміна його знаку з (-) на (+) (Т.А. Мирна, Г.Г. Яремчук).

ХІМІЧНА ЕКОЛОГІЯ

Розроблено метод синтезу літійселективного сорбенту, який полягає в армуванні анатазом шпінелі LiMn2O4; встановлено оптимальний склад Ti : Mn = 1 : 0.3, за якого зберігається дисперсність сорбенту і досягається висока селективність до іонів Li⁺ протягом не менш, ніж 10 циклів. Показано, що при сорбції з розчину, в якому концентрація Li⁺ : Na⁺ ≈ 1 : 20000, співвідношення Li / Na у сорбенті становить 1 : 4. Сорбент придатний для вилучення літію з морської води і підземних вод, що є альтернативою видобування літію із саларів, яке потребує великих витрат прісної води, та із мінералів, розробка покладів яких пов'язана із відчуженням родючих земель, а переробка  із застосуванням агресивних реагентів. Синтез сорбентів не передбачає використання реагентів високого класу небезпеки і не зумовлює утворення небезпечних відходів (чл.-кор. НАН України В.М. Огенко, Ю.С. Дзязько, Л.М. Рождественська, М.О. Чабан).

Розроблено процес електрохімічної конверсії СО₂ у вуглецеві фази різної морфології: полікристалічний графіт, графенові фрагменти, нанотрубки, волокна, аморфний вуглець. Процес реалізують в температурному інтервалі 700÷800 °С у розплавах хлоридів лужних металів в атмосфері СО₂. Ступінь конверсії 93÷95% незалежно від наявності у газовій фазі оксидів азоту й сірки. Даний процес може бути одним із варіантів вирішення важливої для суспільства екологічної проблеми утилізації викидних газів промислових підприємств і теплових електростанцій, перетворення їх у цінні комерційні продукти. Вуглецеві матеріали різної структури мають широке практичне використання для виготовлення сорбентів, електродів. суперконденсаторів, наповнювачів полімерів і гум, лікарських засобів тощо (чл.-кор. НАН України А.О. Омельчук, І.А. Новоселова, С.В. Кулешов).

БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ РЕЧОВИНИ І МАТЕРІАЛИ

Вперше сконструйовано, одержано і всебічно охарактеризовано нові моно-, біядерні та полімерні комплекси Pd(ІІ), Pt(ІІ), Ag(І) з алкіл-, арил, і (O,N,S)-вмісними карботіамідами. Встановлено їх ефективну протипухлинну дію стосовно чотирьох пухлинних ліній – молочної залози, шийки матки, печінки, легень; відзначено відсутність резистентності до цих препаратів. З’ясовано, що отримані пористі 3D-полімерні органо-металічні комплекси Ag(I) є активними антибактеріальними агентами. Синтезовано нові комплекси Pd(ІІ) з пентадіамінтетраметилфосфоновою кислотою, показано перспектив-ність їх використання, як протипухлинних і протирезистентних компонентів у складі хіміотерапевтичних засобів (акад. НАН України В.І. Пехньо, С.І. Орисик, О.М. Козачкова).

Синтезовано низку вихідних функціоналізованих лігандних систем, що містять хромофорні та фармакофорні групи, на їх основі одержано планарні фталоціанінові й тривимірні каркасні клатрохелатні комплекси. Встановлено закономірності взаємодії одержаних комплексів з нативними і фібрилярними білками. Визначено оптичну активність комплексів і здатність клатрохелатів Fe(II) до утворення зв’язку з біомакромолекулами. Розраховано окислювально-відновні потенціали клатрохелатів Fe(II), показано можливість їх використання як електрохімічних біозондів (акад. НАН України В.І. Пехньо, В.Я. Черній, І.М. Третякова, С.В. Вакаров, Н.В. Чорненька, Р.О. Селін).

НОВІ ВИСОКОЕФЕКТИВНІ ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ ТА МАТЕРІАЛИ

Розроблено нові блокові композиційні платинові каталізатори і спосіб їх виготовлення для гідролізу борогідриду натрію, одержання водню з високою контрольованою швидкістю. На відміну від відомих створений каталізатор містить майже у 200 разів менше платини (≤ 20 мг Pt/г носія) і забезпечує стабільну швидкість генерування водню, яка зростає пропорційно швидкості циркуляції лужного розчину NaBH₄ через проточний реактор. Каталізатори перспективні для використання у портативних генераторах водню, придатних для живлення батарей воднево-кисневих паливних комірок потужністю до 100 Вт. Розроблено портативний генератор водню проточного типу, що працює на створеному каталізатор (Ю.К. Пірський, Ф.Д. Манілевич).

Синтезовано нові ненасичені β-дикетони з ароматичними й алкільними замісниками. На їх основі отримано гетерометалічні комплекси ZnNd, ZnYb, ZnEu, ZnTb, EuTb, NdYb, ErYb, та гомо- і кополімери координаційних сполук лантанідів. Встановлено, що інтенсивність люмінесценції металополімерів в 5-7 разів вища, ніж мономерних комплексів. Кополімери металокомплексів зі стиролом, вінілкарбазолом, метилметакрилатом проявляють нижчу люмінес¬ценцію, ніж гомополімери. При цьому Ілюм кополімерів зменшується пропорційно зростанню розгалуженості промислового мономеру за рахунок екранування випромінюючих центрів громіздкими молекулами (О.К. Трунова, О.С. Бережницька).

Синтезовано ряд наноструктурованих біфункціональних суперсплавів Mo, W, Re з Co, Ni, Fe; встановлено їх електрохімічні, корозійні, електро-каталітичні характеристики в реакціях відновлення водню в лужних і кислих електролітах. Показано, що проведення електролізу у магнітному полі для сплавів СоRe, СоW, СоМо забезпечує зменшення напруженості й покращення якості покриття. Розроблено оптимальний склад цитратно-хлоридного електроліту і режиму електролізу для синтезу функціональних плівок сплаву Sn-Co як анодних матеріалів літій-іонних акумуляторів (В.С. Кублановський, О.Л. Берсірова, Ю.С. Японцева, В.М. Нікітенко, С.В. Дев’яткін).

Сформовано органо-мінеральні структури на залізовмісному бентоніті з використанням ферментного препарату редьки чорної. Доведено, що збільшення концентрації протонів у розчині ферментів внаслідок реакції гліколізу оксидоредуктаз і гідролізу сполук Fe²⁺ є фактором зниження зв’язувальної активності ферменту у міжшаровому просторі (К.Д. Першина).