f-news-detail-page-1
f-news-detail-page-2
f-news-detail-page-3
Новый метод проведения реакций в высокотемпературном органическом синтезе; первая в стране система мониторинга климатически активных веществ в Арктике; инновационный сорбент, очищающий почву от тяжелых металлов; магнитоэлектрические наночастицы для онкотераностики — об этих и других прорывных разработках российских ученых по версии Минобрнауки РФ, Российского научного фонда и РАН читайте в материале.



Химики разработали новый метод проведения реакций в высокотемпературном органическом синтезе

Сотрудники Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН (ИОХ РАН) создали новый метод проведения органических реакций в растворе при экстремально высоких температурах. Он позволяет быстро и экономически эффективно увеличить количество получаемых соединений с возможностью создания потенциальных лекарственных препаратов за счет преодоления высоких энергетических барьеров.

В классическом органическом синтезе реакции редко проводят при температурах выше 250 °C. Это ограничение десятилетиями сдерживало развитие новых методов синтеза. Можно ли заставить молекулы целенаправленно изменяться, когда температура реакции настолько высокая, что вещество может находиться на грани разрушения? Раньше это казалось невозможным, но в новом исследовании ученые доказали, что такие реакции действительно могут протекать.

«Удачная разработка капиллярного метода проведения реакций и сочетание высокотемпературных условий со сверхкритическим состоянием жидкости открывает окно в новый мир возможностей в органической химии. Химическое пространство реакций получает дополнительное измерение, и количество новых химических реакций может увеличиться на порядок. Ключевым вопросом является — окажутся ли многие органические молекулы управляемо модифицируемыми в активированном состоянии на грани разрушения, как это было продемонстрировано в случае пиразолов? Ответ на этот вопрос дадут ближайшие исследования», — отметил руководитель проекта академик РАН Валентин Анаников.

Океанологи создали уникальную систему мониторинга климатически активных веществ в Арктике


Сотрудники Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН разработали первую в России систему океанской компоненты мониторинга климатически активных веществ. Она включает как судовые, так и автономные системы наблюдений за состоянием природной среды. Система должна обеспечить эффективный контроль важнейших параметров атмосферы и поверхностного слоя воды для оценки потоков газов и энергии в океане.

Ключевым элементом системы стала гидрометеорологическая станция Sea-Air-Wave Station (SAWS), апробированная в ходе 96 рейса научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш». По словам ученых, Арктика быстрее других регионов реагирует на происходящие в глобальном масштабе климатические изменения.

Уникальные данные, полученные со станции SAWS, позволили впервые получить количественные характеристики мезомасштабной и синоптической изменчивости потоков энергии и парниковых газов между океаном и атмосферой в режиме реального времени. Испытания первой морской автономной гидрометеорологической станции в условиях Арктики прошли успешно, а созданная конфигурация станции станет основой для разработки системы буёв в субполярной Атлантике и Арктике.

Биологи описали новый патогенный вариант гена MACF1 при пороке развития головного мозга


Найденный учеными Томского национального исследовательского медицинского центра РАН патогенный вариант гена MACF1 связан с лиссэнцефалией — редким генетическим пороком развития коры головного мозга, приводящим к задержке умственного развития и эпилепсии. Информация о новой мутации полезна семьям, планирующим новую беременность, и врачам-генетикам при подборе терапии для своих пациентов.

«Обнаруженный нами патогенный вариант в гене MACF1 приводит к доминантному заболеванию, для проявления которого достаточно повреждения всего одной копии гена. Более того, этот вариант возник de novo. Для семьи это значит, что причина заболевания возникла случайно и не унаследована от одного из родителей. Обладая этой информацией, у родителей появляется высокий шанс рождения последующих детей без выявленного генетического нарушения», — рассказала научный сотрудник лаборатории геномики орфанных болезней НИИ медицинской генетики ТНИМЦ РАН кандидат медицинских наук Елизавета Фонова.

Химики создали сорбент, очищающий почву от тяжелых металлов


Ученые Южного федерального университета представили инновационный сорбент на основе нанокомпозита, объединяющего биоуголь и металл-органические молекулы. Материал впитывает токсичные соединения, очищая почву от тяжелых металлов на 99%. Он не только восстанавливает почвы, улучшая их свойства, но и предотвращает дальнейшее загрязнение.

Нанокомпозит исследователи синтезировали в лаборатории из железного порошка и органической кислоты. Биоуголь они получили из пшеничной соломы, которая осталась после сбора урожая. Оба компонента смешали и выдержали 20 минут при 120 °С. В результате металл-органический каркас в шесть раз увеличил площадь поверхности биоугля благодаря дополнительным порам. 


Как объяснили исследователи, новый материал можно использовать при восстановлении сильно загрязненных тяжелыми металлами почв возле крупных металлургических заводов, автодорог и химических предприятий. Применение разработки поможет исправить экологическую ситуацию в регионах с тяжелой промышленностью, а также повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Ученые разработали магнитоэлектрические наночастицы для онкотераностики

Сотрудники Томского политехнического университета (ТПУ) в составе научной группы разработали коллоидные дисперсные магнитоэлектрические наночастицы ультрамалого размера на основе биосовместимых материалов. Они в десять раз меньше аналогов и обладают улучшенными магнитоэлектрическими свойствами. Это делает полученные наночастицы перспективными в широком спектре биомедицинских приложений — от онкотераностики до лечения нейродегенеративных заболеваний.


Синтезированные наночастицы состоят из магнетита и сегнетоэлектрического перовскита модифицированного титаната бария и имеют структуру «ядро-оболочка». Ученые впервые применили микроволновый гидротермальный метод синтеза перовскитной оболочки на поверхности наночастиц магнетита, который позволяет сразу формировать кристаллические структуры. Средний размер частиц составил 14-15 нм.

«Эксперименты показали, что полученные наночастицы обладают магнитоэлектрическим откликом на порядок выше, чем у ранее опубликованных результатов с магнетитом. Усиление электрофизических свойств было достигнуто за счет модифицирования структуры титаната бария», — отметил один из участников исследования директор Международного исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы», профессор ТПУ Роман Сурменев.

Исследователи предложили новый метод образования химической связи между бором и азотом

Ученые ИНЭОС РАН и МГУ им. М.В. Ломоносова разработали новый метод образования химической связи между бором и азотом. Они использовали катализаторы, которые позволяют контролировать быстрые и хаотичные реакции активных азотсодержащих частиц. Авторы применили нитрены — активные азотсодержащие частицы — и органические соединения с атомами бора. Благодаря своей высокой реакционной способности нитрен легко «встраивается» в связь между бором и водородом и меняет химические свойства всей молекулы. Это можно сравнить с тем, как вставка нового слова в середину предложения меняет его смысл. 

Открытие дает полезный инструмент для создания светящихся молекул, которые применяются в биохимических сенсорах и полимерной электронике.


«Мы надеемся, что новая реакция станет полезным инструментом для химиков-синтетиков. Она позволяет соединять органические соединения с атомами бора с разнообразными азотсодержащими молекулами, включая природные и биологически активные соединения. Этот подход можно использовать для создания ярких флуоресцентных меток для биохимических исследований или материалов для гибкой органической электроники.В дальнейшем мы планируем улучшить термическую и химическую стабильность амидоборанов. Однако полученные нами продукты уже достаточно стабильны для исследования их практического применения», — рассказал руководитель проекта,  Дмитрий Перекалин, заведующий лабораторией металлоорганических соединений ИНЭОС РАН.
f-news-detail-page-lines