03.10.2003 10:52
Новые вещества станут основой компьютеров будущего
Ольга МАКСИМЕНКО
Удивительные вещества удалось синтезировать российским химикам при финансовой поддержке РРФИ. Уже сейчас ясно, что на основе этих соединений можно сделать исключительно селективные и чувствительные сенсоры для анализа газов и биологических жидкостей. Но главное, по мнению авторов, впереди. Они уверены, что новые вещества - это основа компьютеров будущего.
Новую для себя специальность осваивают российские химики - архитектуру. Правда, конструкции, которые они разрабатывают, будут не из стекла и бетона, а из отдельных молекул. Ученые из Института общей и неорганической химии имени Курнакова придумали и синтезировали совершенно новые вещества с удивительными свойствами. Их молекулы способны образовывать ансамбли - так называемые супрамолекулярные системы - со строгой и четкой архитектурой и чрезвычайно интересными свойствами.
Элементы своих конструкций ученые даже называют скорее строительным, чем химическим, термином - "билдинг-блоки". Внешне они напоминают цветок или, может быть, хоровод: в центре-сердцевине атом металла, и окружен он сложным кольцом, образованным атомами неметаллов - углерода и азота. И к этому кольцу приделано еще четыре своеобразных "лепестка" - похожих на короны соединений, которые так и называются - краун-эфиры. В общем, очень сложная и очень красивая, элегантная структура. Синтезировать такие молекулы, да еще и с разными металлами в центре было весьма непросто. Пришлось разрабатывать специальные методики, чтобы процесс получения был эффективен и не слишком сложен (простых в этой области химии вообще не бывает - вся металлоорганика славится своей "взрывучестью") и чтобы вещества получались чистыми, без примесей. Эту задачу химикам решить удалось.
Оказалось, что можно сделать билдинг-блок из одной молекулы, а можно - из нескольких. Тогда получится двух- или трехпалубный комплекс, что-то вроде бутерброда, сандвича с разным количеством слоев. Свойствами таких соединений можно управлять - они меняются в зависимости от структуры и от природы центрального атома.
И свойства эти поистине уникальны. Во-первых, в присутствии некоторых веществ билдинг-блоки способны выстраиваться в архитектурные ансамбли, состоящие порой более чем из 200 отдельных блоков. При этом общее свойство материала - в частности, электропроводность - резко меняется. Разумеется, процесс этот селективен - блоки определенной структуры "выстраивают в ряд" только молекулы или ионы с конкретными параметрами, в первую очередь - размерами. Легко представить себе сенсор на основе таких "билдинг-блоков" - ведь тонкая их пленка мгновенно отреагирует резким увеличением электропроводности на появление даже нескольких молекул определяемого вещества.
Первые подобные сенсоры, по мнению ученых, будут не только разработаны, но и испытаны менее чем через год. Авторы ожидают, что на каждое измерение таким сенсорам понадобится всего несколько секунд, причем по селективности, чувствительности и надежности это будут настоящие чемпионы среди подобных приборов. Определять с их помощью можно будет и концентрацию различных (в первую очередь ядовитых) газов, и содержание в крови ионов натрия и калия.
А во-вторых, способность к проводимости электрического тока у новых соединений может быть исключительно высока. По мнению руководителя проекта академика Аслана Цивадзе, возможно даже создание новых высокотемпературных сверхпроводников: ведь в уникальных архитектурных ансамблях, вероятно, будут реализованы сразу два типа проводимости - полупроводниковая и ионная. В этой области ученые тоже ведут интенсивные исследования, и первые результаты внушают им уверенность в успехе.
19:48 01.10.03
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.