новости бизнеса
работа для химиков
химические выставки
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
контакты
|
новости науки новости бизнеса работа для химиков химические выставки |
каталог ресурсов электронный справочник авторефераты форум химиков |
о нас контакты |
|
|
| поиск |
Новости химической науки > Химия-2025: триумф каркасных структур, нанотехнологий и искусственного интеллекта31.12.2025 
 Год 2025-й войдёт в историю химии как год, когда фундаментальные исследования получили высшее признание, а десять прорывных направлений были официально названы главными emerging-технологиями десятилетия. От молекулярных конструкций, способных улавливать воду из пустынного воздуха, до катализаторов из отдельных атомов и синтетических клеток — химики продемонстрировали, что их наука остаётся главным драйвером решения глобальных проблем человечества.
Нобелевский триумф: архитекторы пустоты
В октябре 2025 года Нобелевский комитет по химии назвал имена лауреатов, и это решение стало знаковым для целой области науки. Премию присудили Сусуму Китагаве (Япония), Ричарду Робсону (Австралия) и Омару М. Яги (США) «за разработку металл-органических каркасных структур» (MOFs).
История этого открытия началась в 1974 году с простого вопроса, который задал себе школьный учитель химии Ричард Робсон: а можно ли спроектировать молекулярные структуры принципиально нового типа? Спустя десятилетие он создал первый «воздушный» кристалл на основе ионов меди. Однако эта конструкция оказалась нестабильной и легко разрушалась, хотя сам Робсон предсказал, что у материала большое будущее.
Ключевой прорыв совершили Китагава и Яги. Китагава доказал, что можно создавать стабильные полые структуры, способные удерживать газы и выпускать их по требованию — своего рода молекулярные резервуары. Яги пошёл дальше: он научился строить каркасы с контролируемой архитектурой. Один кубик сахара такого материала имеет внутреннюю поверхность площадью с футбольное поле — словно сумка Гермионы из «Гарри Поттера», которая вмещает почти всё что угодно.
Что такое MOFs с точки зрения химии?Это полимеры, содержащие ионы металлов, связанные органическими молекулами-лигандами. Важнейшая особенность — это не просто полимеры, а трёхмерные структуры с полостями, размер и функциональность которых можно точно настраивать . Председатель Нобелевского комитета Хайнер Линке подчеркнул: «Металл-органические каркасные структуры обладают огромным потенциалом, открывая ранее немыслимые возможности для изготовления на заказ материалов с новыми функциями».
Практическое применение MOFs впечатляет:
Извлечение воды из воздуха в пустыне — установки на основе MOFs уже работают в Долине Смерти.
Улавливание углекислого газа из промышленных выбросов.
Хранение токсичных газов и их безопасная нейтрализация.
Катализ химических реакций с беспрецедентной эффективностью.
Разделение близких по свойствам жидкостей, например бензола и циклогексана.
Российские учёные также активно работают в этой области. Как рассказал «Научной России» старший научный сотрудник ИОНХ РАН Дмитрий Ямбулатов, в России синтезом MOFs и исследованием их свойств занимается множество научных групп. Академик Владимир Федин и его группа (Институт неорганической химии СО РАН) исследуют разделение жидкостей с помощью каркасов, а академик Игорь Федюшкин (Институт металлоорганической химии РАН) работает над материалами с переключаемыми свойствами — например, способными менять структуру под действием внешних стимулов. Источник.
IUPAC-2025: десять прорывных технологий
В октябре 2025 года на Всемирном форуме по науке и технологиям Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) представил свой ежегодный список десяти Emerging Technologies. Седьмой год подряд эксперты отбирают технологии, которые находятся между «эврикой» и коммерческим продуктом, но способны радикально изменить мир .
В 2025 году в список вошли :
Xolography— объёмная печать с беспрецедентным разрешением на уровне отдельных клеток.
Carbon dots (углеродные точки)— флуоресцентные наночастицы для биовизуализации, сенсорики и оптоэлектроники.
Nanochain biosensors (биосенсоры на основе наноцепей)— сверхчувствительные детекторы для медицины.
Synthetic cells (синтетические клетки)— создание искусственных клеточных систем, имитирующих живые организмы.
Single-Atom Catalysis (одноатомный катализ)— катализ отдельными атомами металлов на твёрдых носителях.
Thermogelling polymers (термогелирующие полимеры)— гидрогели, меняющие свойства при нагревании.
Additive manufacturing (аддитивные технологии)— 3D-печать сложных химических структур.
Multimodal foundation models for structure elucidation— мультимодальные ИИ-модели для расшифровки структур молекул.
Direct air capture (прямой захват CO₂ из воздуха)— технологии улавливания углекислого газа.
Electrochemical carbon capture and conversion— электрохимический захват и превращение CO₂ в полезные продукты.
В этом году в списке особенно заметен вклад китайских и российских учёных: работы по одноатомному катализу, наноцепным биосенсорам, синтетическим клеткам и термогелирующим полимерам выполнены при участии исследователей из КНР и РФ. Источник.
Одноатомный катализ, например, был разработан в Институте химической физики Китайской академии наук и признан одним из важнейших прорывов года . Технология позволяет использовать каждый атом металла как активный центр, что резко повышает эффективность катализа и снижает расход дорогих металлов.
Китай в роли лидера
Согласно отчёту «2025 Research Frontiers», опубликованному в декабре 2025 года Академией наук Китая совместно с Clarivate, КНР занимает первое место в мире по химии и материаловедению.
Из 128 наиболее активных исследовательских фронтов в химии и материаловедении Китай лидирует в 9 из 10. Среди ключевых направлений:
Синтетическая химия:
Биоэлектронные изостеры бензольного кольца — замена бензольных фрагментов в лекарствах на новые структуры.
Фотокаталитический синтез пероксида водорода с использованием ковалентных органических каркасов (COFs).
Электрохимическое восстановление CO₂ до многоуглеродных продуктов (этанол, этилен, пропанол).
Направленная эволюция и дизайн гидролаз (ферментов для деградации пластика).
Циркулярная экономика:
Переработка катодных материалов литий-ионных аккумуляторов.
Химическая переработка отходов полиолефинов (полиэтилен, полипропилен).
Энергетика будущего:
Одно-кристаллические катодные материалы с высоким содержанием никеля.
Галогенидные твёрдые электролиты для полностью твёрдотельных батарей.
Термоэлектрические материалы и полимерные диэлектрики для высокотемпературного накопления энергии.
Особо выделены два горячих фронта: «химическая переработка отходов полиолефинов» и «галогенидные твёрдые электролиты для полностью твёрдотельных аккумуляторов».
Нейросети расшифровывают структуры
В списке IUPAC впервые появились мультимодальные фундаментальные модели для расшифровки химических структур . Это означает, что искусственный интеллект теперь способен обрабатывать данные с разных приборов (спектры ЯМР, масс-спектрометрию, рентгеноструктурный анализ) и предлагать структуру неизвестного соединения. По сути, ИИ становится напарником химика-синтетика, сокращая время рутинного анализа с недель до часов.
Резюме: год новых парадигм
2025 год в химии был отмечен фундаментальной сменой парадигмы: от синтеза молекул к конструированию функциональных материалов с заданной архитектурой. MOFs — ярчайший пример: из идеи, которую коллеги считали «ерундой», выросло целое направление, удостоенное Нобелевской премии. Одновременно IUPAC выделил технологии, которые изменят промышленность и медицину в ближайшие 5–10 лет.
В центре внимания оказались задачи устойчивого развития: улавливание углекислого газа, переработка пластика и аккумуляторов, извлечение воды из воздуха. Китай и США остаются лидерами по числу публикаций, но Россия также вносит вклад, особенно в фундаментальные исследования MOFs и координационных полимеров.
Химия 2025 года — это не просто реактивы и колбы. Это дизайн материи на молекулярном уровне и решение самых амбициозных задач XXI века. метки статьи: Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Химия-2025: триумф каркасных структур, нанотехнологий и искусственного интеллекта" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
|