Фонд развития Химической Физики

Сегодня 130 лет со дня рождения Николая Николаевича Семёнова! Имя Семёнова — это фундамент, на котором до сих пор стоит современная химическая физика. Его работы по цепным реакциям, горению и тепловому взрыву изменили само понимание того, как протекают химические процессы. Семёнов показал, что за, казалось бы, хаотичными явлениями скрываются строгие закономерности. Именно такой взгляд на науку, глубокий и смелый, двигает исследования вперёд. Для нас это не просто юбилей выдающегося учёного, но и повод вспомнить, что большие открытия рождаются там, где есть любопытство, научная честность и готовность думать на шаг дальше. С благодарностью — к наследию Николая Николаевича Семёнова. И с уважением — к учёным, которые продолжают эту традицию сегодня.

#азбука_химфизики — С = Столкновение 💥 Кажется, что столкновение — это что-то про удар, резкое соприкосновение и хаос. Но в химической физике столкновения — это основа почти всего, что происходит с молекулами и атомами. 🔭 Именно при столкновениях частицы обмениваются энергией, меняют направление движения, возбуждаются, «успокаиваются» или вступают в реакцию. Проще говоря, без столкновений не было бы ни горения, ни образования новых веществ, ни многих процессов в атмосфере, плазме и живых системах. 📈 Но важно не только само столкновение, а то, каким оно было. Одни столкновения проходят почти незаметно: частицы просто разлетаются, слегка изменив траекторию. Другие приводят к передаче энергии. А некоторые запускают химическую реакцию — если энергии и взаимной ориентации молекул оказалось достаточно. 👨‍🔬 Поэтому для химфизика столкновение — это не случайный «контакт», а целое событие с множеством параметров: скорость, энергия, угол, ориентация, внутреннее состояние частиц. 🔍 Изучая столкновения, ученые понимают, как именно на микроскопическом уровне устроены процессы, которые мы потом видим как пламя, взрыв, свечение, реакцию или даже стабильность вещества. ✍️ Столкновение — это момент, когда в мире молекул что-то может измениться.

💡 Светоотражатель из ПТФЭ: как гамма-облучение улучшает отражение света 👨‍🔬 Ученые ФИЦ ХФ РАН совместно с коллегами из ОИЯИ, ФИЦ ПХФ и МХ РАН и НИЯУ МИФИ запатентовали способ изготовления светоотражателя на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) — материала, более известного многим как тефлон. 🔍 Разработка относится к области оптического приборостроения и может применяться в самых разных направлениях: от фотометрии и экспериментальной ядерной физики до систем очистки воздуха от биоаэрозолей. ⚙️ В чем суть технологии? Сначала из пластины блочного ПТФЭ формируют заготовку методом микрофрезерования, а затем подвергают ее гамма-облучению изотопом кобальта-60 на воздухе при температуре 55–65 °C. Ключевой параметр процесса — поглощенная доза излучения от 0,1 до 15 кГр. Почему это работает? Облучение вызывает на поверхности полимера радиационно-индуцированную кристаллизацию. В результате формируются новые структурные элементы — сферолиты, грани которых эффективнее рассеивают и отражают свет. Дополнительную роль играет и развитие микрошероховатости поверхности за счет радиационного окисления, что также повышает отражательные характеристики материала. ✔️ Итог — получение светоотражателя с высокой отражающей способностью в широком спектральном диапазоне: от 250 до 850 нм. ❕ Это важно, поскольку такой диапазон охватывает и ультрафиолетову, и видимую, и часть ближней инфракрасной области. При этом технология не только эффективна, но и сравнительно проста по реализации. ➡️ Исследователи показали, что именно диапазон доз 0,1–15 кГр является оптимальным: при больших дозах начинают накапливаться продукты радиолиза и деструкции ПТФЭ, что, наоборот, ухудшает оптические свойства материала. 👍 Такие разработки показывают, как тонкая настройка структуры полимера на микроуровне позволяет получать материалы с заданными функциональными свойствами — в данном случае с улучшенной способностью отражать свет для научных и прикладных задач. 📋 Подробности

🫡 Открываем новую рубрику #азбука_химфизики Это короткий и понятный гид по ключевым терминам, идеям и явлениям химической физики. Здесь будем шаг за шагом разбирать базовые понятия без лишней сложности, чтобы за формулами и научными терминами было видно, как устроены процессы в веществе и почему химическая физика помогает понимать мир глубже. 🧪 ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ — это минимальный энергетический порог, который системе нужно преодолеть, чтобы реакция вообще пошла. Проще говоря: мало того, что реагентам «выгодно» превратиться в продукты, им еще нужно добраться до состояния, в котором старые связи уже начинают разрушаться, а новые — формироваться. ☝️ Именно поэтому далеко не каждая химическая реакция идет сама собой быстро. С точки зрения термодинамики продукт может быть выгоднее исходных веществ, но если между ними стоит высокий энергетический барьер, система может очень долго оставаться в исходном состоянии. Классический бытовой пример — горючие вещества. Бумага или бензин вполне способны окислиться кислородом воздуха, но без искры, нагрева или пламени процесс часто не стартует. Не потому, что реакция невозможна, а потому что ей нужно помочь преодолеть барьер. В химической физике энергия активации — это один из ключей к пониманию скорости процессов. 📈 Чем выше этот барьер, тем меньше частиц при данной температуре смогут его преодолеть, а значит, тем медленнее будет идти реакция. И наоборот: если барьер низкий, реакция может идти заметно быстрее. Именно поэтому нагрев так сильно влияет на кинетику — он увеличивает долю молекул, у которых хватает энергии на «удачную попытку». Но здесь особенно важно вот что: энергия активации — это не просто число из уравнения. За ней стоит вполне физический смысл. Когда молекулы сталкиваются, они не превращаются в продукты мгновенно. Сначала система должна пройти через очень неустойчивую конфигурацию, в которой прежнее состояние уже теряет устойчивость, а новое еще не оформилось до конца. Этот участок реакционного пути и связан с тем самым энергетическим подъемом. Именно поэтому катализаторы так важны: они не «добавляют энергии» реакции, а предлагают ей другой маршрут — с более низким барьером. В результате одна и та же химическая задача решается легче. Для химической физики это принципиальный сюжет: мы постоянно пытаемся понять, как устроен этот барьер, от чего он зависит, как меняется в поле, на поверхности, в растворе, в плазме, в наноструктуре или в биомолекулярной системе. ✍️ Если совсем коротко, энергия активации — это цена входа в химическое превращение. И очень многое в поведении вещества определяется именно тем, насколько эта цена высока. В следующий раз, когда будете смотреть, как одна реакция идет бурно, а другая как будто «не хочет начинаться», можно мысленно представить не каприз вещества, а вполне конкретный энергетический барьер, который частицы пытаются взять.