«Зеленая» химия. За нее сейчас можно получить президентскую премию

Представьте себе ситуацию. Вселился человек в бетонную монолитную новостройку, а спустя некоторое время от стен потянуло кошачьим туалетом. Аммиак. С такой проблемой лет 10 – 15 назад столкнулась строительная индустрия (не говоря уже о жильцах) — и не только в России. Почему не сталкивались раньше? Потому что «запашок» оказался побочным эффектом новых добавок в бетон. Они вообще‑то должны придавать бетону лучшие качества, в том числе морозостойкость. Такого рода добавки содержат карбамид, мочевину. Но при определенных обстоятельствах (например, теплым влажным петербургским летом) в щелочной среде происходит гидролиз карбамида, образуется летучий аммиак. И это не только «волшебный» аромат. Аммиак относится к группе веществ удушающего и нейротропного воздействия. #INJECT_1# Ирина Тимофеева в 2014 году посвятила этой проблеме кандидатскую. Вместе с коллегами разрабатывала методики, которые позволяют определять ионы аммония в бетонных смесях еще на стадии строительства. А если помещения уже построены — находить источники выделения аммиака. В результате сейчас некоторые строительные организации используют эту разработку: с ее помощью можно, например, за 15 минут провести экспресс-­анализ, не отправляя пробы в лабораторию. У Андрея Шишова кандидатская была посвящена анализу биодизельных видов топлива — тех, что создаются из природных материалов, без нефтепродуктов. Шишов нашел способ сделать анализ таких видов топлива менее трудозатратным. Андрей Шишов, Ирина Тимофеева и их коллеги по кафедре занимаются фундаментальной наукой. Ищут новые методы химического анализа. Шишов популярно объясняет: — Открываете дома кран с водой и задаетесь вопросом: а можно ли ее пить? Относите воду в лабораторию, там химик-аналитик проводит анализ и сообщает, безопасна ли вода. То же самое с продуктами, со стройматериалами, с нефтехимией и так далее. Ни одно производство невозможно без аналитической химии. Например, в пандемийные годы очень вырос интерес к клиническому, фармацевтическому анализу. Но у химанализа есть «темная» сторона. Это не очень экологичный процесс. Парадокс: чтобы понять, насколько безопасен материал или продукт, приходится использовать экологически небезопасные вещества — реактивы, реагенты. Конечно, химики и сами применяют средства спецзащиты, и вещества утилизируют особым образом. Но методики анализа в целом не менялись. — Мы пытаемся решать те же задачи химического анализа без использования токсичных, дорогостоящих, сложных в синтезе веществ, — говорит Андрей Шишов. — Стараемся, чтобы химанализ был простой, доступный, безопасный, но не терялись его качество и точность. И чтобы не увеличивалась стоимость. Ученые разрабатывают так называемые глубокие эвтектические растворители. Например, вместо химикатов можно использовать и экстракты из растений. Сейчас, говорит Ирина Тимофеева, в лаборатории проводят исследования пищевой продукции (например, пищевых масел на содержание в них тяжелых металлов. Прогорклый вкус — он в том числе и от меди), оценивают содержание разных компонентов в водоемах (это для рыбоводства). С помощью глубоких эвтектических растворителей можно определять, конечно, не только вредности вроде пестицидов или токсинов, но и полезные компоненты. К примеру, сколько в продукте витаминов и минералов — заявленное ли производителем количество. — Сейчас очень важно, чтобы химическое производство базировалось на наших собственных разработках, исследованиях, материалах, — считает директор Института химии СПбГУ Ирина Балова. С чем сложно, так это с внедрением разработок, говорит Андрей Шишов. Есть сильные университеты, фундаментальная наука, интересные идеи, есть и потребности бизнеса. Но связующего звена между ними либо нет, либо оно работает слабо. Ученый-«фундаментальщик» изначально не ориентируется на прикладное применение, но совсем уж «от земли» не оторван. И с охотой подумает над тем, как разработку применить — был бы спрос. Но потенциальный заказчик не всегда может сформулировать задачу. И не потому, что не понимает, что ему нужно. А потому, что по «четкому запросу» и конкуренты могут догадаться об идее. Но примечательно: молодежная президентская премия в области химии не вручалась семь лет, и вот теперь отмечены были сразу две химические работы. Вторая — молодому казанскому ученому Иреку Мухаматдинову за разработку, которая повышает нефтеотдачу пластов.