изменение ик-спектра пентана при изменении температуры

Рис. 3.4. Поле скоростей течения бутана в сотовом катализаторе.

В проблеме распространения пламен по поверхности сложных топлив, таких как древесина, бумага, полимеры, основные трудности состоят в тесной взаимосвязи физических и химических свойств в гетерогенных системах. В Институте химической кинетики и горения предложен новый подход к изучению поверхностных пламен, позволяющий исследовать широкий спектр проблем стационарных режимов горения сложных топлив, включающий изучение волн горения, распространяющихся по пленкам топлив, нанесенных на металлическую фольгу с двух сторон, без обмена веществом, но связанных потоком тепла (рис.P3.3). При этом оказывается возможным исследовать поверхностное горение при независимом изменении свойств газовой и конденсированной фаз, что позволяет, в частности, моделировать пламена с многостадийной кинетикой тепловыделения, фильтрационное горение, спиновое горение и другие аспекты горения гетерогенных систем в различных условиях.

другой поверхностью.

над одной поверхностью термически тонкой подложки, создает условия для горения трудно горючего н-тридекана над

3 см/с. Пламя легко горючего н-нонана, распространяясь

Пламена движутся сверху вниз со стационарной скоростью

пламени по термически тонкой слоевой системе, состоящей из медной фольги толщиной 45 мкм (1), пленки н-нонана толщиной 7 мкм (левая сторона фольги, 2), пленки н-тридекана толщиной 8 мкм (правая сторона фольги, 3).

Рис. 3.3. Негатив видеосъемки процесса распространения

В Институте химической кинетики и горения предложена и развита методика измерения коэффициентов сверхмедленной диффузии (до 10-23 см2/с, что эквивалентно подвижности один ангстрем в год) в органических стеклах и полимерах, основанная на изучении тушения люминесценции 1,2,3,4-тетраметилнафталина (или другой ароматической молекулы) геминальной молекулой кислорода, полученной при фотолизе эндопероксида соответствующего арена (рис.P3.2). Диффузионное расхождение пары приводит к возрастанию люминесценции. Наблюдение за кинетикой расхождения пар позволяет рассчитать коэффициенты диффузии кислорода. Сочетание данной методики с измерениями динамического тушения люминесценции в жидкой фазе позволяет определять коэффициенты диффузии в веществах в диапазоне 18 порядков от 10-5 до 10-23 см2/с. Полученные результаты могут быть одним из отправных пунктов при создании и проверке теоретических моделей стеклообразного состояния, теории окислительной деструкции и старения полимеров.

люминесценции органической молекулы молекулярным

для изучения сверхмедленной диффузии методом тушения

и 1,2,3,4-тетраметилнафталина фотолизом эндоперекиси

Рис. 3.2. Создание геминальной пары молекулы кислорода

В Институте катализа им. Г.К. Борескова показано, что в гомогенной системе, содержащей одновременно несколько типов не взаимодействующих между собой молекул-автокатализаторов, которые получаются в ходе химических превращений одного и того же субстрата, возможно возникновение феномена однонаправленного естественного отбора автокатализаторов, обеспечивающего при наличии мутаций молекул автокатализаторов закрепление благоприобретенных свойств. На рис.P3.1 приведены результаты расчета стационарных концентраций автокатализаторов Xi. Установленный феномен естественного отбора автокатализаторов заключается в последовательном и полном "вымирании" их "популяций". Стрелками показано уменьшение стационарной концентрации автокатализатора Xi до реального нуля при уменьшении концентрации пищевого субстрата R до уровня ниже некоторого критического значения Rкр i, которое определяется индивидуальной реакционной способностью. Поскольку при возможном последующем увеличении концентрации пищи восстановление "популяций" "вымерших" автокатализаторов типа Xi невозможно из-за отсутствия затравки для образования этого типа автокатализаторов хотя бы в количестве одной молекулы, данный отбор имеет строго однонаправленный характер, способствующий выживанию автокатализаторов с наименьшим значением Rкр i. Возможность закрепления благоприобретенных свойств в простых химических системах, не имеющих в своем составе носителей биологической информации типа ДНК, имеет принципиальное значение для создания реальных сценариев зарождения жизни.

констант автокатализатора возможна его "мутация" (сплошные стрелки). При малых концентрациях [R] процесс будет протекать на автокатализаторе с минимальным Rкр.

концентрации субстрата [R] (а) в схеме последовательных реакций с обратимой первой стадией (б). При изменении

Рис. 3.1. Зависимость концентрации автокатализатора от

Работы химических институтов Сибирского отделения РАН в отчетном году традиционно были посвящены исследованию элементарного химического акта, установлению механизмов химических реакций, разработке новых методов синтеза химических соединений и получению материалов с заданными свойствами. Приведенные в отчете результаты прикладной направленности представляют несомненный интерес для практической реализации, и можно надеяться на их скорое применение. В химических институтах Отделения также выполнен ряд работ, теоретическая и методическая ценность которых ясна уже сейчас и которые могут способствовать дальнейшей работе последователей.

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Химические науки в 2000 г.