Научные школы неорганического материаловедения в Санкт-Петербурге сегодня

Аннотация

Рассмотрены актуальные проблемы современного материаловедения в неорганической химии, которые в настоящее время решаются в рамках научных школ Санкт-Петербурга.

Полный текст

Развитие отечественной науки о неорганических материалах как в нашей стране, так и в мире неразрывно связано с историей Санкт-Петербурга. Именно по этой причине в юбилейный год 300-летия Российской академии наук, 300-летия Санкт-Петербургского государственного университета и в год 190-летия со дня рождения Д.И. Менделеева весьма целесообразно обратить внимание на рассмотрение результатов, полученных в последние годы учеными-материаловедами наиболее значимых научных школ нашего города.

Фундаментальные основы наук о материалах в России были заложены М.В. Ломоносовым, одним из первых предложившим физико-химический подход для разработки стекол, стеклокерамики и керамики, который в 1752–1753 гг. нашел отражение в работах “Введение в истинную физическую химию” и “Начало физической химии потребное молодым, желающим в ней совершенствоваться”.

Открытый в 1869 г. членом-корреспондентом Российской академии наук, профессором Санкт-Петербургского университета Д.И. Менделеевым Периодический закон явился величайшим событием, определившим в мире в целом на многие годы развитие не только химии и смежных с нею наук, но и, бесспорно, материаловедения. Следует отметить, что даже по прошествии почти полутора столетий после открытия закона в 2013 г. Американское химическое общество (ASC) вручило Санкт-Петербургскому государственному университету награду “Прорыв в химической науке”, отметив Периодический закон Д.И. Менделеева как “самое яркое событие в истории химии”.

Определяющая и основополагающая роль Д.И. Менделеева в развитии научных школ физической химии и материаловедения, в особенности в Санкт-Петербурге и Ленинграде, неоднократно отмечалась в обзорах академика РАН А.И. Русанова [1–4]. Так, согласно [1], “…Петербургская термодинамическая школа одна из виднейших в России и в мире, отмечена признанием Российской академии наук и научной общественности. Достойно упоминания, что столетие правила фаз отмечалось в Ленинграде (1976 г.), а в юбилей гиббсовской теории капиллярности в Ленинграде была организована всесоюзная конференция (1978 г.), труды которой вошли в международное издание, посвященное этому событию [5].”

Начиная с 1941 г. ежегодно Санкт-Петербургское отделение Российского химического общества им. Д.И. Менделеева и ученый совет Института химии СПбГУ имеют привилегию проведения в Санкт-Петербургском государственном университете Менделеевских чтений и выбора Менделеевского чтеца — отечественного ученого, обогатившего химию и смежные с ней науки трудами фундаментального значения. Первым Менделеевским чтецом был избран академик В.Г. Хлопин, директор Радиевого института АН СССР, а семьдесят восьмым в 2023 г. — академик РАН В.Ю. Кукушкин, почетный профессор Санкт-Петербургского государственного университета.

В предлагаемом вниманию читателя тематическом выпуске “Журнала неорганической химии” “Актуальные проблемы современного материаловедения в неорганической химии” представлены результаты исследований, выполненных ведущими научными школами в течение последних десятилетий в следующих высших учебных заведениях и научно-исследовательских институтах Санкт-Петербурга:

• Санкт-Петербургском государственном университете (СПбГУ),
• Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете) (СПбГТИ(ТУ)),
• Институте химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН (ИХС РАН),
• Институте аналитического приборостроения РАН (ИАП РАН),
• Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина),
• Институте проблем машиноведения РАН (ИПМаш РАН),
• Научно-исследовательском институте синтетического каучука им. С.В. Лебедева,
• Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН (ФТИ РАН),
• Петербургском институте ядерной физики им. Б.П. Константинова НИЦ “Курчатовский институт”,
• Университете ИТМО,
• Государственном оптическом институте им. С.И. Вавилова,
• Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича,
• Научно-исследовательском технологическом институте им. А.П. Александрова.

В данном выпуске журнала рассмотрены наиболее яркие подходы синтеза перспективных материалов в современном материаловедении, принятые в настоящее время в химии твердого тела в рамках научной школы СПбГУ “Ионика твердого тела”, возглавляемой почетным профессором СПбГУ И.В. Муриным [6, 7]. Необходимо подчеркнуть, что данное направление исследований явилось логическим продолжением научной школы профессора А.Н. Мурина при изучении химии несовершенных ионных кристаллов [8]. Обзор профессора СПбГТИ(ТУ) А.А. Малыгина с сотрудниками позволяет детально рассмотреть современное состояние исследований по синтезу твердофазных материалов методом молекулярного наслаивания, которые проводятся в настоящее время научной школой, созданной членом-корреспондентом РАН В.Б. Алесковским “Химия высокоорганизованных веществ”.

Перспективнейшее направление синтеза новых углеродных материалов представлено теоретическими результатами, имеющими и важнейшее практическое значение, в статье профессора ИПМаш РАН С.А. Кукушкина, лауреата премии Президиума РАН им. П.А. Ребиндера, лауреата премии Правительства Санкт-Петербурга и Санкт-Петербургского научного центра РАН по физике им. А.Ф. Иоффе, заслуженного деятеля науки Российской Федерации. Профессор С.А. Кукушкин успешно возглавляет научную школу “Термодинамика и кинетика образования новой фазы в многокомпонентных системах с химическими реакциями на поверхности твердых тел, управляемый синтез новых материалов и полупроводниковых гетероструктур”, некоторые основные положения которой представлены в монографии [9].

Цикл статей данного выпуска в разделе “Структура, магнитные и оптические свойства материалов” открывает обзор почетного профессора СПбГУ С.К. Филатова с соавт., заслуженного деятеля науки РФ, награжденного бронзовой медалью Георга Агриколы Немецкого минералогического общества, возглавляющего признанную в мире научную школу “Высокотемпературная кристаллохимия” [10, 11]. Следует отметить, что статьи данного раздела иллюстрируют широкий спектр потенциальных возможностей синтеза и разработки новых материалов с заданной структурой и комплексом физико-химических свойств таких, как магнитные и оптические.

Перспективные направления создания и применения неорганических сорбирующих материалов для защиты человека, техники и окружающей среды детально рассмотрены в обзоре профессора СПбГТИ(ТУ), лауреата премии правительства Санкт-Петербурга В.В. Самонина, который в настоящее время является представителем Санкт-Петербургской научной школы адсорбции [12, 13].

Завершает выпуск журнала раздел “Фазовые равновесия в неорганических системах: термодинамика и моделирование”, в котором объединены исследования термодинамической школы СПбГУ, получившей успешное развитие в прошедшие десятилетия в трудах академика М.М. Шульца и академика РАН А.И. Русанова [2, 4]. Отличительной особенностью этого раздела является иллюстрация потенциальных возможностей подхода CALPHAD для моделирования фазовых равновесий в многокомпонентных системах с привлечением термодинамического описания, а также тестирование полученных результатов методами высокотемпературного политермического анализа и высокотемпературной масс-спектрометрии. Работы, представленные в заключительном разделе, выполнены в рамках научных школ члена-корреспондента РАН В.В. Гусарова “Физикохимия неавтономного состояния вещества”, ФТИ РАН, и академика РАН В.Л. Столяровой “Высокотемпературная химия оксидных систем и материалов”, СПбГУ [15, 16].

В заключение считаю своим приятным долгом выразить глубокую признательность главному редактору “Журнала неорганической химии” академику РАН Н.Т. Кузнецову за предоставленную возможность познакомить читателей журнала с успехами ученых Санкт-Петербургского региона, представленными в этом номере, а также академику-секретарю Секции науки о материалах, Председателю Научного совета по физической химии РАН, Президенту Российского химического общества им. Д.И. Менделеева академику РАН А.Ю. Цивадзе и Председателю Научного совета по неорганической химии РАН, члену-корреспонденту РАН В.К. Иванову за внимание и поддержку научных исследований, выполняемых учеными Санкт-Петербурга.

Авторы обзоров и статей и выпускающий редактор искренне благодарны профессору РАН О.В. Альмяшевой как ученому секретарю данного тематического выпуска журнала за активную помощь и участие в его подготовке.

Авторы статей, опубликованных в данном номере, и выпускающий редактор, выражают надежду, что рассмотренные актуальные проблемы современного материаловедения в неорганической химии, которые в настоящее время решаются в рамках научных школ Санкт-Петербурга, заинтересуют широкий круг специалистов.

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Работа выполнена в рамках государственного задания Санкт-Петербургского государственного университета в области фундаментальных научных исследований.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Автор заявляет, что у него нет конфликта интересов.