WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |

«ОТ ФОТОНИКИ РАСТВОРОВ МОЛЕКУЛ – К ФОТОНИКЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ АНСАМБЛЕЙ ВВЕДЕНИЕ. Эту часть книги я написал для того, чтобы все (и в первую очередь нынешние сотрудники Центра) ...»

-- [ Страница 1 ] --

От фотоники растворов молекул – к фотонике молекулярных ансамблей

ОТ ФОТОНИКИ РАСТВОРОВ МОЛЕКУЛ –

К ФОТОНИКЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ АНСАМБЛЕЙ

ВВЕДЕНИЕ.

Эту часть книги я написал для того, чтобы все (и в первую очередь

нынешние сотрудники Центра) понимали, на каких исследованиях и разработках

вырос Центр Фотохимии РАН.

Исследования, которым посвящена первая часть книги, начались в Институте химической физики АН СССР в начале 60-х годов прошлого века. Они развивались более двадцати лет благодаря творчеству большого числа ученых, думаю, нескольких сотен сотрудников Института Химической Физики АН СССР и филиала ИХФ в Черноголовке, аспирантов и студентов ряда вузов, в первую очередь, Московского Физико-Технического Института.

Как участник этих исследований и разработок я хотел бы показать траекторию развития научного направления, которое мы сегодня называем фотоникой супрамолекулярных систем, в стенах Института Химической Физики АН СССР в Москве и Черноголовке. Вначале исследования выполнялись в группе триплетных состояний (1963-1973гг.), затем в лаборатории фотохимии твердых веществ (1973-1978гг.), отделе фотохимических процессов регистрации информации (1978-1985гг.) и отделе фотохимии (1985-1996гг.) вплоть до образования самостоятельного института – Центра Фотохимии РАН (образован в 1996г.).

Темой первого исследования был радиолиз стеклообразных растворов ароматических молекул. Первые результаты этого исследования опубликованы в 1963г.

Можно сказать, что именно это явилось началом исследований, в результате которых со временем сформировалась крупная научная область и коллектив ученых, который сегодня работает в Центре фотохимии РАН.

Однако следует помнить, что эти исследования проводились не на пустом месте, а на большом поле, которое было возделано «отцами-основателями новой химии», и поле это называлось «ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА».

В 1961 году Институту химической физики исполнилось 30 лет, и в нем уже сформировалась большая научная школа – школа Химической физики.

*Научная школа – это особое образование ученых, объединенных общими научными идеями, задачами и методами их решения - это люди, идеи и методы. Лидером школы химической физики был Н.Н.Семенов.* От фотоники растворов молекул – к фотонике молекулярных ансамблей Свою дипломную работу я выполнял в Институте химической физики в отделе кинетики и горения (заведующий - акад. В.Н. Кондратьев – ближайший соратник Н.Н.Семенова), в лаборатории радиоспектроскопии свободных радикалов под руководством профессора Н.Я. Бубена (в прошлом аспиранта Н.Н.Семенова).

Меня окружали создатели и носители основных идей химической физики. Но когда я впервые спросил, что такое «Химическая физика», то получил шуточный ответ, что это наука, в которой ученые изучают «грязные» вещества современными физическими методами.

Я задавал и задавал этот вопрос, пока мне не посоветовали почитать книгу Виктора Николаевича Кондратьева «Электронная химия» (1).

*Термин «химическая физика» впервые был введен в науку А.Эйгеном, который опубликовал книгу «Курс химической физики» в 1930 г., а в 1931 г. Н.Н. Семенов создал институт АН СССР с таким же названием.

Начав писать эту статью, я попробовал найти в Интернете определение химической физики. Но, увы, ничего более внятного, чем я узнал из предисловия к книге «Электронная химия», написанного А.Ф.Иоффе, и самой книги, я не нашел.

Общая научная основа новой химии, по мнению авторов, – рассмотрение реакций веществ и законов превращения веществ с точки зрения электронного строения атомов и молекул, с точки зрения квантовой теории вещества. Это и есть электронная химия, и название книги вполне отражает суть новой науки. А вот принятый А. Эйгеном для обозначения научной области термин «химическая физика», на мой взгляд, не отражает сути этой науки.

Но, как часто бывает, прижился именно термин «Химическая физика».* Химическая физика сегодня – это область исследования электронного строения вещества, химических и физических свойств веществ (хемолюминесценции, ионизации атомов и молекул при химических реакциях, фотохимические и электрохимические процессы, процессы катализа и химическая кинетика химических реакций и т.д.), и в этих исследованиях совместно работают физики и химики.

В отделе В.Н.Кондратьева было несколько лабораторий, и на семинарах я слушал, какие проводятся исследования. Тематика отдела была, на первый взгляд, очень разнообразная: процессы испарения металлов и формирования кластеров и малых частиц из атомов металлов, ионно-молекулярные реакции в газовой фазе, проводимость органических твердых веществ, реакции в органических твердых веществах при облучении веществ ионизирующим излучением (электронами и гамма-излучением), процессы радиационной полимеризации.

В других отделах института занимались процессами горения и взрыва веществ, катализом и даже хемолюминесценцией.

От фотоники растворов молекул – к фотонике молекулярных ансамблей Методы, которые применяли при исследованиях в нашем отделе, тоже были разные: электронный парамагнитный резонанс, масс-спектральный анализ, измерение проводимости, микрокалориметрия.

Большим разнообразием отличались и объекты исследования – металлы, органические вещества, твердые, жидкие и газообразные объекты.

Но все это разнообразие объектов и методов объединяло стремление исследователей рассматривать все процессы с точки зрения электронного строения атомов и молекул. Обсуждения опирались на представления о квантовой природе вещества.



Хочу отметить, что в Институте химической физики в 60-е годы прошлого века исследований процессов с участием электронновозбужденных состояний молекул практически не велось. В то же время фотохимия как научное направление активно развивалось в мире и Советском Союзе.

Крупные школы по фотохимии молекул в нашей стране сформировались под руководством академика А.Н. Теренина и академика Х.С.Багдасарьяна. Результаты исследований этих школ представлены в монографиях (4-6).

Литература.

1. В.Н.Кондратьев, Н.Н.Семенов, Ю.Б.Харитон «Электронная химия», 1927г.

2. А.Эйген, Курс Химической физики. 1930г.

3. В.Н.Кондратьев, Структура атомов и молекул. 1959г.

4. А.Н. Теренин, Фотохимия красителей и родственных органических соединений.

1947г.

5. А.Н. Теренин, Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений. 1967г.

6. Х.С. Багдасарьян, Двухквантовая фотохимия, 1977.

От фотоники растворов молекул – к фотонике молекулярных ансамблей Глава 1. Первые шаги в науке.

Для меня все началось с того, что в сентябре 1958 года я, студент 4 курса кафедры кинетики и горения МФТИ, которой тогда руководил академик Н.Н.Семенов, пришел в Институт химической физики АН СССР, в лабораторию радиоспектроскопии свободных радикалов, для выполнения дипломной работы.

Заведующим лабораторией был профессор Николай Яковлевич Бубен.

Знакомство с лабораторией было стремительным, в течение нескольких часов я погрузился в новый, незнакомый мне мир. «Мы исследуем то, что происходит в веществах при их облучении быстрыми (1.6МэВ) электронами.

Начнем со знакомства с ускорителем, где мы получаем эти быстрые электроны, и основным методом наблюдения продуктов радиолиза – методом электронного парамагнитного резонанса», – сказал Николай Яковлевич и попросил старшего инженера В.Н.Шамшева показать мне установку. Мы спустились на цокольный этаж здания, пересекли заставленную приборами большую комнату и оказались в высоком темном цилиндрическом зале. В центре его уходил во мрак колодец с парящей над бездной площадкой и двумя мостиками из зала на эту площадку.

Василий Николаевич прошел на площадку и пригласил меня подойти. На площадке стоял освещенный лампой стол. Из темного пространства сверху выступал конец трубы с заглушенным отверстием диаметром около 10 см. «Это нижняя часть ускорителя. Отсюда выходит пучок электронов. Но сейчас ускоритель выключен», – успокоил он меня. «Ускоритель – это что-то вроде большой электронно-лучевой трубки осциллографа, начало – там, вверху, метрах в десяти отсюда», – и он указал рукой в темноту. «В канале, в трубе, естественно, высокий вакуум. А это – главная часть ЭПР спектрометра – резонатор (он показал на какое-то сооружение, показавшееся мне грудой коробочек). Исследуемый образец вставляем в резонатор (и он указал на эту груду), а аппаратура обработки сигнала расположена в комнате, которую мы прошли» – сказал ВН. – «Все понятно?» Я мотнул головой. «Ничего, со временем поймешь», – успокоил меня ВН. После этого он вывел меня из подземелья, и мы отправились к руководителю моей дипломной работы – Вадиму Геннадьевичу Никольскому.

Руководитель предложил сесть и поговорить.

Мы сидели в в большой высокой комнате, где было несколько человек, занимающихся своими делами. ВГ рассказывал и иногда спрашивал.

Я узнал много нового. Пробег быстрых электронов нашего ускорителя в органических веществах составляет около одного сантиметра. В веществе быстрый электрон взаимодействует с электронами молекул, при этом сам он теряет энергию и выбивает из молекулы вторичный электрон. В органических веществах вторичные электроны имеют энергию 100 эВ. Мы посчитали, что быстрый электрон в веществе рождал около 105 штук вторичных электронов. Затем мы вместе посчитали, что при токе в пучке ускорителя 10мкА в образце в секунду возникает около 1018 вторичных электронов. Далее ВГ сообщил мне, что для ионизации молекулы нужно около 10 эВ и, следовательно, в веществе один быстрый электрон в От фотоники растворов молекул – к фотонике молекулярных ансамблей секунду производит 1019 ионизованных молекул, называемых катион-радикалами, и вторичных электронов. Далее он попросил меня прикинуть, какую долю молекул в 1 см3 бензола «наш» быстрый электрон сможет превратить в катион-радикалы. Я справился с задачей – около 1/1000. И получил первую хорошую оценку у моего первого научного руководителя. Кроме ионизации вторичные электроны могут возбуждать молекулы в электронно-возбужденные состояния. После прекращения облучения при размораживании все катион-радикалы рекомбинируют с электронами. А если при облучении образец заморожен до температуры жидкого азота (77К), то некоторые из катион-радикалов и электронов не рекомбинируют и могут сохраняться в образце достаточно долго. Так я узнал, что при облучении катион-радикалы рождаются и гибнут. «И.И.Чхеидзе доказала, – и ВГ указал на сидящую за соседним столом сотрудницу, – что при радиолизе в образце рождаются и накапливаются радикалы и молекулярный водород.» При длительном облучении происходит превращение молекул исходного вещества в новые молекулы. Всю совокупность превращений и называется радиолизом вещества. «В этой лаборатории мы все занимаемся радиолизом органических веществ», – заключил он. – «На сегодня все. Приходи завтра, поговорим конкретно о твоей работе.»

Я отправился в Долгопрудный, на Физтех, путь был долгий, и я думал о том, что узнал нового, и пытался представить это новое явление – РАДИОЛИЗ.

Я представлял все, что узнал, в картинках. Кубик вещества с ребром в один сантиметр (длина пробега «быстрого» электрона), заполненный молекулами. Я уже знал, что граница молекулы – это электронные облака вокруг ядер атомов, из которых составлена молекула. Размер молекул – 1-5, для расчетных манипуляций в уме я принял значение размера молекулы 1. И межмолекулярное расстояние между молекулами тоже 1. Да, на полной длине пробега в 108 электрон встречает огромное число молекул.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |
 



Похожие работы:

«ВВЕДЕНИЕ Цитология – это биологическая наука, которая изучает строение, функции, индивидуальное развитие и эволюцию клеток. Термин “цитология” образован из двух греческих слов: китос – сосуд и логос – наука. Как самостоятельная наука цитология сформировалась к концу XIX в. В 1884 г. вышла книга французского ученого Жана Батиста Карнуа “Биология клетки”, в которой был обобщен накопленный к этому времени материал и дано обоснование трех основных задач микроскопического исследования живых...»

«Э К С П Е Р И М Е Н ТА Л Ь Н Ы Е ЗАДАЧИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ И ФИЗИЧЕСКИХ ОЛИМПИАДАХ Москва Издательство МЦНМО 2009 УДК 53 (023) ББК 22.3я721 + 74.262.22 В18 Поддержано Департаментом образования г. Москвы в рамках программы Одарённые дети Варламов С. Д., Зильберман А. Р., Зинковский В. И. В18 Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах.— М.: МЦНМО, 2009. — 184 с. ISBN 978-5-94057-467-5 Открытая вами книга адресована школьным учителям физики и тем ученикам старших классов,...»

«Владимир 2014 Логика: Сб. упражнений и тестов с краткими объяснениями материала / автор и составитель: А.С. Тимощук. Владимир, 2014. 49 с. Содержит обязательный минимум профессиональной образовательной программы по специальности 02.11.00 – Юриспруденция: ГСЭ.03 Логика: Логика и язык права. Суждение и норма. Вопросно-ответные ситуации. Понятие. Определение и классификация. Дедукция, индукция и аналогия. Логические основы аргументации. Формы развития знания: проблема, гипотеза,...»

«Предисловие Почти всерьез Физика как наука и искусство Прошлое и будущее теории поля Как мы измеряли реактивность Частицы и физики К квантовой теории абсолютного нуля температуры Движение нижней челюсти у крупного рогатого скота в процессе пережевывания пищи Физическая нумерология Земля как управляемый космический корабль Послеобеденные замечания о природе нейтрона Анализ современной музыки с использованием волновых функций гармонического осциллятора Полезные советы Как писать научные статьи...»

«ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЦЕНТРА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ МОСКВА • МАШИНОСТРОЕНИЕ • 2009 Научное издание ЧИЧЁВ Сергей Иванович КАЛИНИН Вячеслав Федорович ГЛИНКИН Евгений Иванович ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЦЕНТРА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ Редактор Т.М. Г л и н к и н а Инженер по компьютерному макетированию М.А. Ф и л а т о в а Сдано в набор 01.10.2009. Подписано в печать 30.11.2009 Формат 60 84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman Печать офсетная. Усл....»

«МАТЕРИАЛЫ КОМПЛЕКСНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ участков территорий, перспективных для создания памятника природы Ландшафт в окрестностях д. Ивня, обосновывающие придание им правового статуса особо охраняемой природной территории регионального значения Великий Новгород 2013 2 АННОТАЦИЯ Материалы комплексного экологического обследования участков территорий, перспективных для создания памятника природы регионального значения Ландшафт в окрестностях д. Ивня, обосновывающие придание им правового...»

«Ключевые слова: путеводка, генетика, генотип, клетка, ядро, X, Y, ДНК, РНК, хромосома, аллель, фермент, белок, локус, маркер, родословная, генеалогия, дерево, гаплотип, гаплогруппа. При копировании и цитировании ссылка на автора обязательна. Несославшиеся рискуют необратимыми генетическим мутациями и половым бессилием. 2 Я споров не веду с создателем. Забавна мне его позиция. Формально числюсь обитателем. Фактически же - в оппозиции. *** Дождь овацией прошел. Воздух пахнет червяками. Влага...»

«• ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ • Министерство образования Российской Федерации ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Ю.Ю. Громов, Н.А. Земской, А.В. Лагутин, О.Г. Иванова, В.М. Тютюнник СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ В ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ Допущено УМО вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 071900 – Информационные системы и технологии. Тамбов • Издательство ТГТУ • 2004 УДК 004(075) ББК...»

«1. Введение. 1.1. Об этой книге. Прежде чем приступить к написанию книги, автор попытался представить своего будущего читателя. А так как круг пользователей, хоть раз в жизни запускавших программу с названием Adobe Photoshop, достаточно широк (с уверенностью можно заключить, что о подобной программе слышали абсолютно все), в результате пришлось вообразить человека, который для работы с цифровыми изображениями выбирает самое лучшее средство. Существует достаточное количество очных, заочных и...»

«Утверждаю: Декан ф-та географии и геоэкологии _ 2013 г. Рабочая программа дисциплины Общая экология, 2 курс _ (наименование дисциплины, курс) 022000.62 Экология и природопользование Направление подготовки Геоэкология _ Профиль подготовки Квалификация (степень выпускника) Бакалавр Форма обучения Очная_ Обсуждено на заседании кафедры Составитель: к.г.н., доцент Л.К. Тихомирова к.б.н., доцент Е.С. Пушай 23 октября 2013г. Протокол № 3 Зав. кафедрой Л.П....»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.