Новости
Библиотека
Таблица эл-тов
Биографии
Карта сайтов
Ссылки
О сайте


Пользовательского поиска




16.10.2014

Полезная химия: хорошая новость XXI века

Понятие «полезная химия» (впрочем, как и «хорошие новости») стало своеобразным атавизмом в нынешний век высоких технологий и скоростей. Если уж новости, то ужасные, ну а если химия, то ужасно вредная, иначе не зацепишь читателя и не заставишь смотреть зрителя. Ну кому интересны добрые новости? Кто их будет смотреть? Тем более примечательно, что именно на страницах известного новостного издания сформировался запрос на «полезную химию», о которой сегодня пойдет речь.

Полезная химия: хорошая новость XXI века. Фото: Bayer
Полезная химия: хорошая новость XXI века. Фото: Bayer

Удобрения с секретом

На химию навесили столько ярлыков, что она сделалась практически именем нарицательным, синонимом зла. Пришло время сказать: хватит. Хватит ужасаться самим и пугать окружающих. Лучше ответьте на вопрос: что есть человек без химии? Не знаете? Ну так представьте себе. Получится вполне в стиле фильмов ужасов и плохих новостей: голод, холод, чума и разруха. Поэтому переключайтесь на добрую волну и слушайте хорошие новости про полезную химию XXI века: кормилицу, поилицу, домоустроительницу и врачевательницу рода человеческого.

«Химия – кормилица» – это такая же непреложная аксиома, как и «хлеб – всему голова». Миллионы тонн минеральных удобрений, выпускаемых химическими комбинатами, – это основа интенсивного земледелия, которое единственное способно прокормить современное народонаселение планеты. Без внесения удобрений нет ни сбалансированного питания растений, ни сверхурожаев.

Вот-вот, скажете вы, кто не слышал про нитраты? Про нитраты мы не просто слышали: мы знаем, что причиной их накопления в растениях является резкое повышение их концентрации в почве в результате внесения хорошо растворимых азотных удобрений. Решением проблемы является создание азотных удобрений замедленного высвобождения – направление интенсивных изысканий современных химиков. Одним из вариантов является использование изобутилиденмочевины, которая высвобождает органический азот при контакте с водой, позволяя поддерживать невысокие концентрации азота в течение длительного времени. Другой подход – использование пленок, в которые «закатывают» гранулы азотных удобрений. Для изготовления таких пленок используют элементарную серу, а в последнее время ведутся работы по применению природных полимеров – гуминовых веществ – для создания гуматизированных удобрений.

Указанные пленки регулируют скорость высвобождения азота из гранул, предотвращая его залповое высвобождение и чрезмерное поступление в растения. Помимо минеральных удобрений, в производстве которых заняты преимущественно химики-неорганики и химики-технологи, не менее важную роль в получении богатых урожаев играет применение химических средств защиты растений (гербицидов, фунгицидов, инсектицидов, объединяемых под общим названием «пестициды») и регуляторов роста растений (фитогормонов, элиситоров, стимуляторов роста и т. д.). Здесь на первый план выходят химики-органики, биоорганики, биохимики и агрохимики.

Лекарства для растений

Сверхзадачей химии XXI века в этом направлении является создание «органических» (то есть безопасных для окружающей среды и человека) лекарств для растений на основе молекулярного понимания механизмов устойчивости растений к различным стрессам и роли факторов окружающей среды. Здесь химики ведут ювелирную работу в контакте с «химическими» генетиками и молекулярными биологами, которая обещает невероятные прорывы в области создания биоадаптогенов нового поколения, способных осуществлять тонкую настройку механизмов резистентности растений к различным видам стрессов.

Салициловая кислота, жасмоновая кислота, брассиностероиды – это все только вершина айсберга иммунной системы растений – одни из многих ее сигнальных молекул, но уже их применение для коррекции стрессов позволяет получать удивительные результаты. При этом самые фундаментальные подвижки в области земледелия могут произойти в ближайшее время от совместных усилий химиков и почвоведов, направленных на понимание молекулярных и наноуровневых механизмов самоорганизации, ведущих к формированию почвы.

Учеными МГУ уже сформулирована новая концепция почвы как «сухой воды», согласно которой почвенные органоминеральные частицы выступают в качестве стабилизаторов эмульсии воды в воздухе. Это создает ту самую «воздушную» структуру почв, где в каждой крупинке – капля воды, что наиболее способствует росту растений. Научиться управлять структурой почв и в пределе синтезировать почву в пробирке – это одна из основополагающих задач экоадаптивной химии, направленной на изучение природных молекул, структур и процессов самоорганизации с целью воспроизведения их в природоподобных устройствах, процессах и технологиях. Думаете, это недостижимая мечта? Но мы уже работаем над ее осуществлением. И не где-нибудь, а у нас в МГУ, на кафедре органической химии.

Живая вода

Раз уж мы заговорили о почве, то теперь самое время перейти к воде. Согласно прогнозам Дениса Медоуза, одного из отцов-создателей Римского клуба, именно недостаток воды может уже в этом столетии стать причиной передела территорий и, следовательно, войн. То есть в условиях изменения климата, роста народонаселения и сокращения природных ресурсов чистая вода наряду с нефтью и газом становится стратегическим сырьем. И несмотря на то что Россия находится в очень выгодном положении, обладая самым большим ресурсом пресной воды на Земле, выжить нам на необитаемом острове не удастся. Поэтому лучшие химические умы, в том числе и нашей страны, работают над оптимизацией существующих и созданием принципиально новых технологий получения чистой воды.

Одна из главных проблем, которую предстоит решить химикам, – это исключить хлор из технологии водоподготовки, не повысив при этом кардинально стоимость питьевой воды. Это связано с тем, что великое благо хлора – его удивительные бактерицидные свойства, которые обеспечивают доставку обеззараженной питьевой воды по самым длинным распределительным сетям, имеет обратную сторону: появление хлорорганических углеводородов в питьевой воде. Эти опасные токсиканты – тригалометаны – способны накапливаться в человеческом организме, а причина их появления – присутствие в воде невинных природных соединений – гуминовых веществ, которые вступают в реакцию хлорирования. Поэтому решений два: либо сохранить хлор, но убрать полностью гуминовые вещества, что весьма затратно, либо заменить хлор на другой реагент.

И здесь на помощь химикам пришел озон, работы по применению которого активно ведутся в лаборатории катализа и газовой электрохимии МГУ, которой руководит академик РАН Валерий Лунин. В настоящее время учеными лаборатории показана не только перспективность применения озона в качестве альтернативы хлору для получения безопасной питьевой воды, но и возможность использования озона для оздоровления организма человека. Это новое направление было с энтузиазмом воспринято современной медициной и получило даже отдельное название – озонотерапия.

Применение озона в медицине – далеко не единичный случай прямого вмешательства химии в дело врачевания. Достаточно вспомнить об антибиотиках – панацее XX века, вставшей на пути грозных инфекций, традиционно уносивших миллионы человеческих жизней. Поэтому количество жизней, спасенных химией, не счесть. Но в XXI веке появился новый грозный враг рода человеческого – суперинфекции, вызываемые панрезистентными бактериями, устойчивыми ко всем известным антибиотикам. И опять все взгляды обращены к химикам: кто, если не вы. И мы принимаем этот вызов. Это очень тяжелая задача, но мы над ней работаем, и для победы нам нужны совсем новые идеи, новое понимание механизмов передачи информации в бактериальных сообществах, новое понимание сложных супрамолекулярных систем, новые инструменты познания, но больше всего нам нужна моральная поддержка всего общества. Имейте мужество признать, что без химии нет жизни. И что в развитии химического просвещения и химической науки – залог благоденствия современного общества. Без химии не было бы супермодных гаджетов и не ломились бы столы от яств. Поэтому смело смейтесь в лицо шарлатанам, в лекарствах которых «нет никакой химии», а в витаминах «нет ни микро-, ни макроэлементов». Гоните их. Потому что хорошая новость XXI века заключается в том, что химия была, есть и будет полезной, все остальное – от лукавого, но это уже другой мировоззренческий вопрос.

Ирина Перминова, Валерий Лунин


Источники:

  1. rbcdaily.ru



ИНТЕРЕСНО:

Новый метод анализа белков работает в 50 раз быстрее

Создана первая «химическая память» объемом в 1 бит

193 года назад впервые получено органическое соединение из неорганических

Ученые разработали программу, которая высчитывает свойства молекул сложных химических соединений

Самосборкой получены структуры из 144 молекулярных компонентов

Учёные создали нанореактор для производства водорода

Ученые из Швеции создали «деревянное стекло»

Разработан новый метод создания молекул

Японские ученые создали жидкий квазиметалл, застывающий на свету

Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Новая компьютерная программа предсказывает химические связи

Получены цветные изображения на электронном микроскопе

В упавшем в России метеорите обнаружен уникальный квазикристалл

10 невероятно опасных химических веществ

Создатель «суперклея» Гарри Кувер – химик и изобретатель, автор 460 патентов, самый известный из которых так и не помог ему разбогатеть




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'ChemLib.ru: Библиотека по химии'