Эти вещества могут найти широкое применение во многих областях, например, при производстве солнечных батарей, лазеров нового поколения или медицинского оборудования. Недавно удалось синтезировать необычное соединение сурьмы с йодом. Результаты исследования опубликованы в научном журнале New Journal of Chemistry, входящем во второй квартиль.
Новый материал из сурьмы
Научные сотрудники Лаборатории кристаллохимического дизайна и Института естественных и точных наук ЮУрГУ вместе с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета и Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН (Новосибирск) синтезировали и изучили новое, с необычным строением, соединение сурьмы, которое может оказаться перспективным катализатором.
Элементоорганические производные сурьмы – это широкий класс соединений, интересный некоторыми типами своей биологической активности. В ЮУрГУ это направление исследований развивается благодаря работе, которую возглавляет доктор химических наук, профессор Владимир Шарутин.
– При изучении взаимодействия веществ класса трис(арил)сурьмы с йодом обнаружено, что реакции протекают по-разному в зависимости от природы органического заместителя. Один из выделенных продуктов отличается необычным строением: в его структуре присутствуют неизвестные ранее катионы [R3SbI]+. С помощью квантово-химических расчетов было показано, что они могут образовывать сильные нековалентные взаимодействия – так называемую галогенную и пниктогенную связи. Это свойство может обусловить каталитическую активность соединений данного класса, – пояснил доктор химических наук Сергей Адонин.
Исследование галогенных связей – одно из самых актуальных направлений в химии на сегодняшний день, и Россия находится на седьмом месте в мире по количеству научных публикаций по этой теме. В частности, за 2020 год учеными ЮУрГУ опубликовано 16 научных статей в изданиях, индексируемых в наукометрической базе Scopus: например, в топовых научных журналах Inorganica Chimica Acta, Chemical Communications, Journal of Molecular Structure.
Галогенные связи могут присутствовать в кристаллах, обладающих нелинейными оптическими свойствами (например, в некоторых типах лазеров). Галогенные связи можно использовать при производстве солнечных батарей, а это, в свою очередь, большой шаг к «зеленой» энергетике, которая является очень актуальным направлением для научных исследований. Они применяются и в производстве сенсоров нового поколения, то есть для телефонов и высокотехнологических приборов, в том числе медицинских. Таким образом, все исследования, проводимые лабораторией, с каждым днем помогают внедрять в жизнь высокие технологии.
Сотрудничество с Российской академией наук
В этом году в НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ создана Лаборатория кристаллохимического дизайна функциональных материалов. В совместных исследованиях участвует академик Российской академии наук, доктор химических наук, профессор Санкт-Петербургского государственного университета Вадим Кукушкин. В работу вовлечена кафедра материаловедения и физикохимии материалов под руководством доктора химических наук, профессора Дениса Винника. В составе международной команды ученых – высококвалифицированный специалист из Индии, PhD в области химии Раджакумар Кантхапажам. Руководит работой лаборатории доктор химических наук Сергей Адонин.
– Лаборатория занимается кристаллохимическим дизайном новых материалов на основе невалентных взаимодействий, таких как галогенная, халькогенная связь. Создание новых материалов – вот задача, которую пытаются решить ученые, и им это удается. Так, в условиях лаборатории стало возможным создание люминесцентных сенсоров, магнитных материалов, элементов солнечных батарей. Разработка востребованных на практике материалов – чрезвычайно важная задача для лаборатории, – рассказывает кандидат химических наук Дмитрий Жеребцов.
В лаборатории проводятся фундаментальные исследования органических соединений, содержащих галогенные связи, которые возникают между атомами кислорода и атомами элементов-галогенов – хлора, брома и йода. Галогенные связи с участием атомов йода относятся к многообещающей, но малоизученной области химии.
Исследования в области новых материалов – в числе приоритетов Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы», который в настоящее время создается объединенными усилиями УрФУ, ЮУрГУ, КГУ и других региональных высших учебных заведений, Уральского отделения РАН, промышленных предприятий, а также правительств Челябинской, Свердловской и Курганской областей.
ЮУрГУ – участник Проекта 5-100, призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.
