5/11/2026 - Ионная жидкость, которая притворяется твёрдым телом, и CO₂, который работает вместо пара: необычные среды перестают быть экзотикой
Ионогель на глине, сверхкритический CO₂ на промышленном объекте и наноструктура ионных жидкостей — среда становится инструментом.Необычные среды — ионные жидкости и сверхкритические флюиды — долго оставались объектом изучения, а не инструментом. Работы 2026 года показывают, что ситуация изменилась. Российские исследователи из Института химии растворов имени Г. А. Крестова РАН создали ионогели, в которых природная глина покрыта тонким слоем ионной жидкости, и обнаружили, что ацетат-ионогель проводит ток лучше, чем чистая ионная жидкость. В Дрездене начала работу группа Helmholtz под руководством Райли Барты с бюджетом 1,75 млн евро, исследующая циклы на сверхкритическом CO₂ для преобразования промышленного тепла в электричество с КПД до 10% выше паровых циклов. В Китае строится «Жуйтань» — первый в мире коммерческий демонстрационный проект мощностью 50 МВт с расплавленной солью и sCO₂, с вводом в 2027 году. Общий знаменатель: ценность не в экзотичности среды, а в том, что её удалось встроить в работающее устройство.Дилемма ионных жидкостей: текучесть против проводимостиИонные жидкости привлекательны для электрохимии: они негорючи, термически стабильны, обладают широким электрохимическим окном. Но их текучесть требует герметичных корпусов, а вязкость ограничивает скорость переноса ионов. Твёрдые электролиты решают проблему текучести, но обычно проигрывают в проводимости. Ионогели пытаются совместить оба преимущества, но до сих пор было неясно, какая граница раздела — глина–жидкость — не подавляет транспорт.Работа нижегородской группы, опубликованная в Journal of Molecular Liquids, отвечает на этот вопрос неожиданным образом. Исследователи покрыли частицы монтмориллонита, бентонита и галлуазита тонким слоем ионной жидкости и измерили проводимость методом диэлектрической спектроскопии. Оказалось, что проводимость зависит не от типа глины, а от подвижности ионов в адсорбционных слоях на её поверхности. Гидрофильные анионы, такие как ацетат, обеспечивают более высокую проводимость, чем гидрофобные. Ацетат-ионогель превзошёл по проводимости чистую ионную жидкость, использованную в эксперименте.Что это значит для аккумуляторов и гибкой электроникиПрактический вывод прост: ионогель можно сделать негорючим, герметичным и устойчивым к нагреву, сохранив проводимость на уровне жидкости. Использование дешёвых природных глин делает материал ещё и «зелёным» композитом. Для литиевых и пост-литиевых батарей это означает путь к твёрдотельным электролитам без потери скорости зарядки. Для гибких датчиков и носимой электроники — эластичный проводящий материал, который не вытечет при повреждении.Понимание роли аниона меняет и логику дизайна. Раньше ионогель подбирали эмпирически: какая глина лучше держит жидкость. Теперь ясно, что ключевой параметр — гидрофильность аниона и подвижность ионов в адсорбционном слое. Это позволяет целенаправленно проектировать материалы с заданной проводимостью, от изоляторов до высокопроводящих сред.Сверхкритический CO₂: от лаборатории к промышленному объектуСверхкритический CO₂ находится между жидкостью и газом: плотность как у жидкости, вязкость как у газа. Это позволяет использовать компактные турбины и компрессоры, а КПД цикла при подходящих условиях достигает на 10% больше, чем у парового, из того же количества тепла. До недавнего времени это оставалось лабораторной демонстрацией.Дрезденская группа Барты начинает пятилетний проект в октябре 2026 года. Бюджет — 1,75 млн евро, из которых миллион от Helmholtz Association и 750 тысяч от HZDR. Задача не в том, чтобы показать принципиальную возможность, а в том, чтобы понять, как цикл работает при колеблющейся температуре промышленных выбросов и переменном спросе на электроэнергию. Испытательная установка CARBOSOLA(2) позволяет тестировать циклы при 500 °C и 300 бар, моделируя реальные условия с примесями в CO₂.Китайский проект «Жуйтань» идёт дальше: 50 МВт, расплавленная соль как накопитель тепла, ввод в 2027 году. Логика проста: избыток электроэнергии ночью нагревает соль, днём соль отдаёт тепло CO₂, который вращает турбину. Скорость регулирования — в четыре раза выше, чем у паровых блоков, а расход воды близок к нулю. Это уже не пилот, а коммерческий демонстратор, который должен показать, работает ли технология в масштабе энергосистемы.Ионная жидкость не гомогенна: наноструктура управляет транспортомТретья линия меняет представление о том, что такое ионная жидкость вообще. Работа LLB (Франция) с коллегами, опубликованная в Physical Chemistry Chemical Physics, показала, что ионные жидкости не однородны: они образуют динамическую мозаику из богатых ионами доменов и более подвижных областей. Подвижность иона зависит от локального окружения: одни ионы жёстко связаны в координационных оболочках или агрегатах, другие движутся свободно. Это объясняет широкое распределение скоростей диффузии, которое раньше не находило объяснения.Практический вывод для дизайна электролитов: нужно проектировать не «жидкость в целом», а наноструктуру. Если ион застрял в агрегате, он не участвует в проводимости, сколько бы ионов ни было в растворе. Если удалось разбить агрегаты и высвободить ионы, проводимость растёт без изменения состава. Это меняет критерии скрининга: смотреть не на средние характеристики, а на распределение локальных окружений.Разбавитель как главный рычагЧетвёртая линия — понимание того, что в ионно-жидкостных электролитах разбавитель не является инертной добавкой. Группа Шанхайского университета сравнила два структурно похожих гидрофторэфира: TFE и его димер TFEE. Оказалось, что TFEE сильнее взаимодействует с анионом FSI⁻, оттягивая на себя электронную плотность и мешая аниону координировать Li⁺. Система вынуждена компенсировать это, формируя крупные агрегаты. TFE взаимодействует слабее, анионы остаются свободными для образования компактных контактных ионных пар.Результат на уровне устройства: TFE-LHCE сохраняет кулоновскую эффективность 98,84% более 600 циклов и даёт плотное литиевое покрытие толщиной 14 мкм вместо пористых дендритов 30 мкм. Это не «ещё один электролит», а доказательство того, что выбор разбавителя определяет, какие ионные пары сформируются, и, следовательно, всю интерфазную химию.Общий знаменатель: среда как инструментВсе четыре работы объединяет один сдвиг. Ионные жидкости и сверхкритические флюиды перестают быть объектом изучения и становятся инструментом. Ионогель на глине делает ионную жидкость твёрдой, не убивая проводимость. Сверхкритический CO₂
2/11/2026 - Катализатор, который меняется сам: как отказ от «идеальной» структуры открывает новые реакции
Воздушно-стабильный электрен, кобальт с обратимой селективностью и дуальные атомы — катализ учится проектировать динамику, а не статику.Катализ долго искал идеальную статичную структуру: максимальную активность, максимальную селективность, максимальную стабильность. Работы 2026 года показывают, что критерий сменился. Группа Института науки Токио создала первый воздушно-стабильный поверхностный электрен BaSiN₂:O, в котором защита от воздуха встроена в каталитический цикл: азот пассивирует поверхность, водород снимает пассивацию, и цикл повторяется без деградации. В сочетании с наночастицами рутения катализатор Ru/BaSiN₂:O достигает скорости синтеза аммиака 43 ммоль·г⁻¹·ч⁻¹ при 300 °C и 0,9 МПа, превосходя ранее описанные электренидные и гидридные системы в близких условиях. Параллельно химики из Даляньского института химической физики КАН обнаружили, что нанокалстеры кобальта на оксиде марганца в ходе CO₂-гидрирования перестраиваются углеродом, меняя селективность с 45,7% до 94,0% по CO, и этот процесс обратим обработкой водородом. А две работы КАН показывают, что пары атомов решают то, что одиночные атомы решить не могут. Общий знаменатель: ценность не в том, что структура стабильна, а в том, что она управляемо меняется.Почему «плавающие электроны» так привлекательны и так хрупкиЭлектроны — это материалы, на поверхности которых существует слой свободно перемещающихся электронов. Работа выхода у них чрезвычайно низкая, около 1,5 эВ, ниже, чем у цезия, что делает их идеальными донорами электронов для активации инертных молекул вроде N₂. Проблема в том, что этот слой мгновенно разрушается при контакте с воздухом или влагой. Большинство известных электронов и гидридных катализаторов теряют активность после кратковременного контакта с атмосферой, что делало их практическое применение невозможным.Работа, опубликованная в Nature Communications, решает эту проблему не добавкой стабилизатора, а встраиванием защиты в сам материал. Исследователи легировали нитрид бария-кремния небольшим количеством кислорода (около 12% на поверхности, 4% в объёме), что привело к появлению поверхностных орбиталей, удерживающих плавающие электроны. Ключевое наблюдение: при контакте с азотом поверхностные электроны спонтанно переносятся на молекулы N₂, образуя хемосорбированный слой. Этот слой пассивирует поверхность и повышает работу выхода с 1,5 до 3,5 эВ, защищая материал от дальнейшего окисления. Обработка водородом удаляет пассивационный слой, превращая активированный азот в аммиак и восстанавливая электроны. Цикл замыкается.Синтез аммиака без высоких давленийСам по себе BaSiN₂:O активирует азот, но плохо активирует водород. Добавление наночастиц рутения восполняет этот пробел: Ru ускоряет гидрирование активированного азота, и суммарная скорость достигает 43 ммоль·г⁻¹·ч⁻¹ при 300 °C и 0,9 МПа. Для сравнения, промышленный процесс Габера–Боша работает при 400–500 °C и 150–300 бар. Материал сохраняет кристаллическую структуру после недели на воздухе и каталитическую активность после повторных циклов экспозиции. Это не рекорд по абсолютной скорости, но рекорд по сочетанию активности и устойчивости, которого раньше не было ни у электронов, ни у гидридов.Кобальт, который перестраивается углеродомВторая линия — отказ от представления о том, что изменение структуры катализатора под действием реакционной среды является только деградацией. Группа Лю Юэфэна из Даляньского института химической физики КАН изучала нанокалстеры кобальта (2 мас.%) на оксиде марганца в реакции CO₂-гидрирования. В первые часы реакции селективность по CO составляла 45,7%, а по метану — остальное. Через пять часов соотношение CO/CH₄ выросло с 0,89 до 13,4, а селективность по CO достигла 94,0%.Механизм, установленный с помощью in situ спектроскопии и расчётов, оказался неожиданным. На границе Co–MnO образуются мостиковые сайты Co–C–O–Mn, которые диссоциируют CO с образованием полимерных углеродных частиц. Эти частицы мигрируют по поверхности кобальта и модифицируют его, подавляя вторичную адсорбцию и гидрирование CO. Углерод здесь не отравляет катализатор, а работает как селективный модификатор. Обработка водородом при 500 °C удаляет углеродные частицы и возвращает исходную селективность по метану, то есть структура обратима. Это переворачивает традиционное представление о коксовании как о причине дезактивации: в данном случае углеродные отложения становятся инструментом управления.Выращивание активных центров из решёткиТретья линия — exsolution, «выход» металлических наночастиц из оксидной решётки в восстановительной среде. Работа, опубликованная в ScienceDirect, применяет эту стратегию к шпинельным ферритам для CO₂-гидрирования. В отличие от традиционного нанесения, где активные частицы прикреплены к подложке сверху и склонны к спеканию, exsolution выращивает их из самого носителя, что обеспечивает прочное закрепление и устойчивость к агрегации. Хром стабилизирует шпинельную решётку, а никель и медь управляют кинетикой exsolution и селективностью по короткоцепочечным углеводородам. Реакционная среда здесь не просто среда, а инструмент формирования активной фазы.Два атома вместо одногоЧетвёртая линия — понимание того, что одиночный атом не может быть одновременно хорош для двух реагентов. Команда из Института металловедения КАН создала дуальные центры Pt–Ru на дефектном графене. CO адсорбируется на атоме Pt, а O₂ активируется на мостиковом сайте между Pt и Ru. Одиночный атом Pt вынужден конкурировать за одну и ту же площадку, что ограничивает скорость. Дуальный центр снимает это ограничение: при 30 °C частота оборотов достигает 17,6×10⁻² с⁻¹, что в десять раз выше, чем у Pt-одиночного атома, и превышает большинство описанных платиновых катализаторов. Катализатор стабилен в течение 40 часов при 80 °C.Та же логика работает в селективном гидрировании ацетилена. Дуальные центры Pd₂ на графене с наноалмазом обеспечивают 93,2% селективности по этилену при полной конверсии ацетилена, с частотой оборотов 1,953 с⁻¹ против 0,151 с⁻¹ у одиночного палладия — в тринадцать раз выше. Ключ в том, что два атома могут одновременно активировать ацетилен и водород, сохраняя слабую адсорбцию этилена, что разрывает trade-off между активностью и селективностью, характерный для наночастиц и одиночных атомов.Общий знаменатель: динамика как инструментВсе четыре работы объединяет один методологический сдвиг. Катализ перестаёт искать статичную структуру, которая «правильна» сама по себе, и начинает проектировать структуру, которая меняется в нужном направлении. Электрен BaSiN₂:O защищает себя через пассивацию азотом и регенерируется водородом. Кобальт
1/9/2026 - Конструируя сверхпроводимость: как современная химия переписывает таблицу Менделеева в поисках абсолютного нуля
В 1911 году, наблюдая за падением сопротивления ртути до нуля при температуре жидкого гелия, Хейке Камерлинг-Оннес даже не предполагал, что спустя столетие химики будут не просто находить новые сверхпроводники, а конструировать их, словно архитекторы, на атомарном уровне. Фундаментальная химия высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) переживает сегодня не просто ренессанс. Она меняет саму парадигму: от эпохи случайных открытий мы перешли к эпохе рационального дизайна материалов с заданными свойствами (Nature, 2020).
17/8/2026 - Квантовый туннель и новые ферменты
В этой статье мы рассмотрим два недавних прорыва, которые, на первый взгляд, относятся к разным областям — фундаментальной энзимологии и прикладной биотехнологии. Однако вместе они рисуют захватывающую картину того, как понимание квантовых эффектов в биологии открывает путь к созданию искусственных ферментов с беспрецедентными свойствами. Мы обсудим, как открытие низкобарьерных водородных связей в металл-свободных рибонуклеотидредуктазах коррелирует с успешным дизайном de novo-ферментов, таких как KempTIM1, и какие перспективы это открывает для «зеленой» химии и медицины.
13/7/2026 - Квантовая запутанность в химии
А что, если запутанность — это не только удел лабораторных экспериментов с фотонами и ионами, но и основа самой химии — науки о том, как атомы соединяются в молекулы? Последние исследования показывают, что квантовая запутанность играет ключевую роль в химической связи, а её изучение открывает новые горизонты в понимании реакционной способности и проектировании квантовых материалов.
20/7/2026 - Трубки из ничего: как радиохимия помогла разгадать тайну роста оксидных нанотрубок
Представьте себе: вы нагреваете в кварцевой трубчатой печи обычный хлорид алюминия — вещество, которое используют в химических синтезах и которое известно своей способностью дымить на воздухе. Вы добавляете немного водяного пара. Вроде бы ничего необычного — должна пройти простая реакция гидролиза, и образоваться белый порошок оксида алюминия. Но вместо этого через несколько минут в реакторе вырастают... тонкие белые трубки длиной в несколько сантиметров и диаметром от толщины волоса до нескольких миллиметров. Они полые внутри, прочные, как соломинки, и при этом состоят из аморфного, то есть неупорядоченного на атомном уровне, оксида алюминия. Так в 2004 году в лаборатории кафедры радиохимии МГУ родилась необычная морфологическая форма вещества, которую не описывали ни в одном учебнике. Как такое могло произойти? И при чём здесь радиоактивные изотопы?
10/7/2026 - Неупругое нейтронное рассеяние - на переднем крае науки
Неупругое нейтронное рассеяние — это уникальный экспериментальный метод, позволяющий одновременно исследовать как структуру, так и динамику конденсированных сред в широких диапазонах пространственных и временных масштабов: от отдельных атомов до макромолекул и от атомных колебаний до движений крупных молекулярных фрагментов. В физической химии этот метод занял особое место благодаря способности напрямую «визуализировать» движения атомных ядер и, в отличие от рентгеновской дифракции, давать информацию не только о статической структуре, но и о динамических процессах, определяющих реакционную способность, транспортные и термодинамические свойства веществ.
18/2/2016 - Для карамели предложили структуру, подобную резине
Изучив то, как состав карамели влияет на особенности её течения, исследователи из Великобритании предположили, что структура карамели подобна структуре резины.
28/12/2015 - Дайджест портала chemport.ru за 2015 год
Уходит в прошлое 2015 год, не за горами новогодние каникулы, и, как уже стало традицией, в последнем новостном выпуске уходящего года мы рассказываем о том, какие из новостей, какие достижения химической науки были интересны нашим читателям в уходящем году.
27/12/2015 - Сверхпроводимость при юпитерианском давлении
Водород является наиболее распространенным элементом во Вселенной, из него в основном состоят Солнце и газовые планеты-гиганты, такие как Юпитер и Сатурн. В последние годы свойства водорода стали интенсивным предметом изучения не только для космохимиков, но и для специалистов по материаловедению – эти исследования важны в рамках разработки концепции водородной энергетики.
13/12/2015 - Разрыв шаблонов – охарактеризовано переходное состояние
Впервые в истории исследователям из Массачусетского технологического института (MIT) удалось сделать невозможное: они измерили энергию переходного состояния химической реакции – нахождения атомов и молекул в состоянии неустойчивого равновесия, «точки невозврата» химического процесса.
21/11/2015 - Нагревание наночастицами позволит отделить спирт от воды
Новый метод нагревания жидких смесей может понизить затраты энергии, требующиеся для перегонки веществ. Было обнаружено, что облучение лазером золотых наночастиц в смеси этанол/вода позволяет селективно испарять этанол, не заставляя кипеть всю жидкую смесь.
