I Всероссийская молодежная школа по химической термодинамике проходит в Химическом институте им. А.М. Бутлерова Казанского федерального университета с 21 по 25 августа.

В эти дни Химинститут сосредоточил в себе представителей науки из Москвы, Санкт-Петербурга, Иваново, Новосибирска, Твери и Ростока (Германия). С программой конференции можно ознакомиться здесь.

В 2019 году в Санкт-Петербурге состоялась конференция International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia. Ее участники и члены оргкомитета поддержали презентацию города Казани и Казанского федерального университета в качестве площадки для проведения этой конференции в 2022 году. В рамках нее коллеги из других научных центров России, дальнего и ближнего зарубежья оценили высокий уровень исследований, проводимых в области химической термодинамики в Химическом институте, увидели возможности приборной базы и приняли предложение организовать и провести в Казанском федеральном университете I Всероссийскую молодежную школу по химической термодинамике.

Основное и ключевое направление химической термодинамики, реализующиеся в Химическом институте, – это термодинамика растворов. Ученые занимаются изучением межмолекулярных взаимодействий, реализующихся между молекулами разных типов, а также поиском связи между строением молекулы и ее свойствами. Это старейшее направление в области термодинамики в КФУ. За достижения в этой области сотрудники Казанского университета были удостоены Государственной премии СССР в области науки и техники (1987) – цикл работ «Разработка теоретических основ химии неводных растворов и их практическое использование».

С развитием приборной базы в Химическом институте КФУ появляются новые направления в области химической термодинамики, в частности, исследования взаимодействий «газ–твердое», исследования в области термохимии фазовых переходов и теплофизических свойств веществ.

«Казанский университет – ведущий центр в области химической термодинамики», – подчеркнул директор Химического института им. Бутлерова Марат Зиганшин.

В 2017 году в институте была создана Лаборатория сверхбыстрой калориметрии. С помощью этого новейшего метода впервые удалось установить температуру плавления циклодекстрина – компонента многих лекарственных и косметических средств. Были разработаны методы определения термодинамических параметров переохлажденных жидкостей, экстремально низких давлений пара и энтальпий парообразования малолетучих соединений. Совместно с коллегами из университетов Ростока и Халле-Виттенберга (Германия) ведутся исследования зародышеобразования кристаллов в полимерах. Понимание механизма этого процесса и контроль скорости кристаллизации полимеров позволит улучшить их эксплуатационные свойства, такие как прочность и прозрачность.

Химики КФУ активно включились в исследование кинетики кристаллизации фармацевтических препаратов. С использованием методов классической и сверхбыстрой калориметрии была разработана методика получения аморфных форм активных фармацевтических ингредиентов, а также новых кристаллических форм лекарственных веществ. Полученные на сегодняшний день результаты позволяют предложить производителям оптимальные условия получения и хранения лекарственных форм с повышенной растворимостью и биодоступностью.

Важно отметить, что все достижения и новые знания сразу же включались в курс химической термодинамики, читаемый студентам Химического института. Благодаря этому курс лекций был включен в Энциклопедию по физической химии (Международное издательство John Wiley & Sons).

В рамках молодежной школы в КФУ с докладом на тему «Применение сверхбыстрой калориметрии для исследования веществ и материалов» выступит доцент кафедры физической химии Тимур Мухаметзянов.

«Во многих современных промышленных технологиях материалы подвергаются охлаждению и нагреву с высокими скоростями, которые невозможно воспроизвести на обычном лабораторном оборудовании. Сверхбыстрая калориметрия позволила детально изучить поведение материалов в таких процессах. В частности, с помощью этого метода удалось показать, что механизм кристаллизации полимеров меняется, когда расплав полимера охлаждают с высокой скоростью, – ввел в курс дела ученый. – Другой проблемой, которую способен решить метод сверхбыстрой калориметрии, является измерение свойств термически нестойких и метастабильных веществ. Например, многие биомолекулы и лекарственные вещества разлагаются при нагреве. Это ведет к тому, что для них невозможно обычными методами измерить температуру и тепловой эффект плавления. Метод сверхбыстрой калориметрии может "обогнать" процессы разложения вещества и получить эти свойства».

Он подчеркнул, что область применения сверхбыстрой калориметрии этими примерами не исчерпывается. Это молодой и интенсивно развивающийся метод, и большой вклад в его развитие вносит Лаборатория сверхбыстрой калориметрии КФУ.

Старший научный сотрудник НИЛ «Физико-химические основы создания тонких пленок на основе органических материалов» Михаил Ягофаров представит доклад, посвященный новой идеологии в исследовании температурных зависимостей термодинамических функций фазовых переходов органических неэлектролитов. В нем предлагаются новые подходы, оптимизирующие затраты на определение тепловых эффектов фазовых переходов и давлений пара органических соединений при различных температурах.

«Это направление исследований, которое интенсивно развивается в Казанском университете с 2014 года, а первые работы вышли еще в конце 70-х годов. В докладе будут обсуждаться результаты, изложенные в 40 статьях, опубликованных в журналах по физической химии 1 и 2 квартиля», – сказал он.