Химическая наука во второй половине XX в.

Вторая половина XX столетия характеризуется дальнейшим развитием сотрудничества химической науки и промышленности и военно-промышленного комплекса. Ученые внесли большой вклад в создание твердого ракетного топлива. Основные направления этих изысканий были заложены ещё в С.П. Королевым в 1942–1945 гг. Центром проведения полномасштабных работ стало ОКБ-1. Руководил исследованиями Ю.А. Победоносцев, давний соратник С.П. Королева по работам в ГИРДе. Он предложил использовать отечественные наработки по баллиститным порохам, и в первую очередь результаты работы НИИ-125, полученные под руководством будущего академика Б.П. Жукова (1912–2000). К 1960 г. в НИИ-125 лаборатория Победоносцева была преобразована в отдел с головной проектно-конструкторской лабораторией И.П. Путинцева. Этот коллектив в начале 60-х годов создал различные модификации твердых ракетных топлив.

В 1958 г. директивными органами СССР было принято решение о создании многопрофильного отраслевого института в составе Государственного комитета по оборонной технике. Нынешнее наименование этого учреждения – Федеральный научно-производственный центр «НПО “Алтай”». С самого начала своей деятельности НПО «Алтай» было нацелено на создание новейшей оборонной техники. Коллектив этого института, находившегося на стадии интенсивного формирования и не имевший вначале своей лабораторной и производственной базы, опирался на возможности организаций Сибирского отделения АН СССР. Начался интенсивный поиск новых веществ, позволявших заметно увеличить энергетическую мощность ракетной техники. В частности, химики приступили к разработке так называемого неорганического вещества «ЦН». Программа была полностью выполнена к концу 70-х годов.

В конце второй мировой войны США атомными бомбардировками городов Хиросимы и Нагасаки поставили Советский Союз перед необходимостью форсированного создания атомного оружия. Большое участие в решении атомной проблемы приняла и химическая наука.

Успешные испытания РДС-1 (первой советской атомной бомбы) в 1949 г. и первой советской термоядерной бомбы в 1953 г. были осуществлены благодаря исследованиям А.А. Бочвара (1902–1984) в области создания новых высококачественных материалов на посту директора ВНИИ неорганических материалов (ВНИИНМ). Под его руководством были внедрены конструкционные и делящиеся материалы, а также впервые получены сверхпроводящие материалы для термоядерных реакторов. Следует отметить также выдающиеся работы сотрудников института В.В. Вольского (1897–1966), Ф.Г. Решетникова, А.С. Никифорова (1926–1991), В.В. Фомина (1909–1979), А.С. Займовского (1905–1990), А.Г. Самойлова (1907–2002).

Современная научная деятельность ВНИИНМ тесно связана с решением задач, стоящих перед атомной отраслью: увеличение энергетического потенциала страны, укрепление её оборонной мощи. ФГУП НИИНМ им. академика А.А. Бочвара обладает современной экспериментальной и технологической базой, позволяющей осуществлять весь комплекс НИОКР – от научных исследований до разработки технологий и выпуска опытных и опытно-промышленных партий изделий.


В связи с созданием в нашей стране атомной промышленности в 40-х годах возникли задачи промышленного производства тяжелой воды электролизом воды в сочетании с каталитическим изотопным обменом между водой и водородом. Неоценимый вклад в решение этой проблемы внесли учёные Научно-исследовательского физико-химического института им. Л.Я Карпова (НИФХИ им. Л.Я. Карпова). В период с 1950 по 1953 г. была разработана технология и построен промышленный комплекс получения дейтерия методом ректификации жидкого водорода. Для реализации этого проекта потребовалось решение многих сложнейших вопросов. В частности Л.А. Костандовым, Р.А. Буяновым, И.И. Гельпериным, М.Г. Слинько и др. был разработан метод тонкой каталитической очистки водорода от кислорода. Впоследствии этот метод использовался для обеспечения безопасной работы многих ядерных установок.

Крупные успехи, достигнутые химической наукой в области разработки атомного проекта, получили дальнейшее развитие в 60-е и 70-е гг. Так, В.А. Легасову (1936–1988) удалось получить ряд новых соединений, в т.ч. неизвестные ранее трифторфосфиновые комплексы урана, тория и циркония. Эти соединения нашли применение в качестве сильных фторокислителей в технологии ядерных материалов, компонентов рабочих смесей для химических лазеров и в других областях техники.

Учёные Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнвкова АН СССР (ИОНХ АН СССР) внесли большой вклад в химию и технологию радиоактивных элементов: урана, плутония, тория, циркония, «осколочных» элементов и др. Эти изыскания стали базой для создания технологических процессов переработки уранового сырья и отработанного топлива, а также других материалов атомной энергетики. Применение закономерностей координационной химии (И.И. Черняев, А.Д. Гельман, В.А. Головня, А.М. Рубинштейн, Г.В. Эллерт, Р.Н. Щёлоков и др.) позволило решить ряд ключевых теоретических проблем.
В послевоенные годы в дополнение к традиционным направлениям исследований в ИОНХе в соответствии с запросами интенсивно развивавшихся науки и промышленности возник целый спектр новых направлений, в частности, химия простых и комплексных гидридов как энергоёмких веществ и материалов; технология жаропрочных сплавов для реактивной авиации и ракетной техники; химия и технология редких элементов; химия и технология полупроводниковых материалов; химия и технология окислителей.
 
Академик И.В. Тананаев (1904–1993) внёс большой вклад в создание основ химии и технологии редких, особенно редкоземельных, элементов и химии фосфатов. Разработанный им метод физико-химического анализа многокомпонентных систем («метод остаточных концентраций») используется для направленного синтеза различных материалов на основе редкоземельных элементов: лазерных материалов, сегментоэлектриков, полупроводников и др.
 
Я.К. Сыркин (1894–1974) создал отечественную школу квантовой химии, расчётов геометрии и электронного строения молекул, которая внесла большой вклад в развитие теории химической связи в комплексных соединениях, в квантовую химию твёрдого тела, в кластерную и нанохимию.
 
Академик Н.М. Жаворонков (1907–1989) внёс большой вклад в создание теоретических основ химической технологии – гидродинамику, массо- и теплопередачу в насадочных и плёночных колонных аппаратах, оптимизацию процессов синтеза аммиака и азотной кислоты. Под его руководством были разработаны многоступнечатые методы разделения смесей, методы разделения стабильных изотопов кислорода, азота, углерода, бора и др. Он был инициатором ряда важных проектов химизации народного хозяйства страны и комплексного использования минерального сырья.
В последние годы в институте активно развивались работы по гомогенному катализу (И.И. Моисеев), химии кластеров и спитронике (Н.Т. Кузнецов, Р.З. Сагдеев, И.Л. Ерёменко, В.М. Новоторцев, С.П. Губин и др.), наноматериалам и нанотехнологии (Ю.Д, Третьяков, С.П. Губин), супромолекулярной химии (А.Ю. Цивадзе). Ю.А. Золотов – глава отечественной школы в области аналитической химии , разработал различные методы разделения смесей и концентрирования элементов, гибридные методы, внёс многие положения координационной химии в теорию экстракции. Им разработан ряд новых экстрагентов, новых аналитическиз тест-методов. Он является инициатором широкого применения новых аналитических методов (проточно-инжекционный и др.).

Одним из важных результатов деятельности научных школ ИОНХ стало создание в нашей стране новых и существенное расширение сферы деятельности существующих институтов, в том числн Института химии силикатов им. И.В. Гребенщикова, Института новых химических проблем, Межотраслевого научно-исследовательского центра технической керамики, Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского НЦ, Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова, а также развитие научных направлений по широкому спектру химических проблем в академиях наук союзных республик и ряде крупнейших вузов России.
 
Атомная тематика как приоритетное исследовательское направление стала доминирующей в работе ряда академических институтов. Это, в частности, было связано с возникновением новой научной дисциплины – радиационной химии.

В СССР исследования в области радиохимии и воздействия ионизирующих излучений на химические процессы и различные соединения начали проводить с 1946 г. Первоначально работы велись в ИФХ АН СССР и НИФХИ им. Л.Я. Карпова.
 
В ИФХ на базе Отдела электрохимии по инициативе А.Н. Фрумкина была организована крупная специализированная радиационно-химическая лаборатория под руководством Н.А.Бах. Проводившиеся здесь систематические исследования затем были развиты в самостоятельные разделы: радиационную химию воды и водных растворов, радиационное окисление и радиолиз органических соединений. Важное практическое значение имели фундаментальные работы по радиолизу и радиационному окислению растворителей и экстрагентов. Работы по радиационному модифицированию полимеров, проводимые с начала 60-х годов, привели к созданию материалов, обладающих ценными полупроводниковыми свойствами.

Помимо лаборатории Н.А. Бах, радиационно-химические изыскания в институте проводились в возглавляемом членом-корреспондентом АН СССР Г.В. Акимовым Отделе коррозии и в руководимом академиком П.А. Ребиндером Отделе коллоидной химии, где ставились исследования по изучению воздействия ионизирующего излучения на различные используемые в промышленности материалы, радиационную стойкость высокополимеров и механические свойства полимеров.

Большое значение имели труды академика В.И. Спицына, разработавшего метод безопасного захоронения и обезвреживания радиоактивных отходов атомной промышленности путем закачки их в пористые пласты (коллекторы).
Институт уделял большое внимание разработке основных вопросов физической химии, сопряженных с изучением поверхностных явлений и процессов, происходящих на границах раздела тел, развитию учения о строении вещества, химии изотопов, методам хроматографического анализа.
 
В НИФХИ им. Л.Я. Карпова исследовались действие ионизирующего излучения на воду, водные растворы органических и неорганических соединений, индивидуальные неорганические вещества; изучались возможности проведения реакций органического синтеза при воздействии излучения, механизм и кинетика окислительно-восстановительных реакций в этих условиях, закономерности радиационно-химического гомогенного и гетерогенного образования и распада перекиси водорода и т.д.

Задача по изысканию путей обеспечения ядерного производства литием была возложена на созданный в конце 1943 г. Институт химии твердого тела и механохимии в составе Западносибирского филиала АН СССР. Одна из предложенных институтом оригинальных технологий переработки литиевого сырья сразу же была освоена в Красноярске, и это было отмечено присуждением разработчикам Сталинской премии.
С 1975 г. институт возглавил В.В. Болдырев, и основными направлениями его исследований стали химия твёрдого тела, в том числе механохимия, а также поиск путей управления химическими реакциями в твёрдом состоянии. Результаты этих работ позволили выработать алгоритм направленного регулирования химических процессов получения новых материалов и технологий. За работы по механической активации оксидных и металлических систем группе сострудников института (Б.Г. Аввакумову, В.В. Болдыреву, Е.Ю. Иванову, Ю.Т. Павлюхину) в 1993 г. была присуждена Государственная премия РФ.

Результаты фундаментальных исследований нашли применение при решении проблем прикладного характера: использование зол уноса электростанций в качестве строительных материалов, вскрытие минерального сырья в гидрометаллургии, получение высокоактивных и селективных катализаторов, создание различного рода функциональных керамик, переработка растительного сырья и органических топлив. В настоящее время в институте, возглавляемом членом-корреспондентом РАН Н.З. Ляховым, широко ведутся работы по синтезу новых материалов.

В Институте физической химии и МГУ на стыке различных наук, активно развивая междисциплинарные исследования, работал П.А. Ребиндер (Институт электрохимии АН) – специалист в области физической и коллоидной химии и молекулярной физики. Им совместно с сотрудниками была создана новая область науки – физико-химическая механика, широко и успешно применяемая в качестве научной основы ряда важнейших производственных процессов. В 1942 г. Ребиндеру была присуждена Сталинская премия за научные работы «Значение физико-химических процессов при механическом разрушении и обработке твердых тел в технике» и «Облегчение деформаций металлических монокристаллов под влиянием адсорбции поверхностно-активных веществ». Его исследования стали научной основой совершенствования таких технологических процессов, как флотационное обогащение руд; бурение горных пород; тонкое измельчение и обработка материалов; получение строительных, конструкционных и других материалов с заданными свойствами; создание устойчивых дисперсных систем (эмульсий, пен, суспензий, растворов белков, мицеллярных растворов); а также интенсификации добычи и переработки нефти.

В ИФХ РАН велись физико-химические исследования, связанные с изучением защитных свойств различных поверхностных пленок (оксидных и гидроксидных) и лакокрасочных покрытий (Г.В. Акимов), проводилось электрохимическое и структурное исследование механизма электрокристаллизации и строения плотных металлических покрытий (К.М. Горбунова, П.Д. Данков, А.Т. Ваграмян, З.А. Соловьева, В.Н. Кудрявцев и др.), изучались защитные свойства ингибиторов для защиты от коррозии внутренней поверхности трубопроводов.

Как упоминалось ранее, широкие исследования коррозии и защиты металлов проводились в НИФХИ им. Л.Я. Карпова под руководством академика Я.М. Колотыркина. Организованная им лаборатория коррозии и электрохимии металлов стала ядром кристаллизации всемирно известной отечественной коррозионно-электрохимической школы. В 50–70-х годах Колотыркину удалось выявить роль комплексообразования в процессах коррозии, установить участие молекул воды в электрохимических стадиях растворения металлов и предложить ряд методов противокоррозионной защиты. Его научные идеи лежат в основе целого ряда технологий. К наиболее крупномасштабным из них относятся два способа повышения коррозионной стойкости – «анодная» и «кислородная» защита. Первый применяется в химической промышленности и смежных областях для предотвращения коррозии аппаратов и емкостей в агрессивных средах, второй в энергетике – для снижения коррозионных потерь и улучшения технологических характеристик оборудования.

В 1958 г. на базе отдела электрохимии Института физической химии АН СССР был организован Институт электрохимии АН СССР, который возглавил А.Н. Фрумкин – один из основоположников теоретической электрохимии и современного учения об электрохимических процессах. Еще в 20-е годы он занялся фундаментальными проблемами этой науки, создав к середине ХХ в. основы современной электрохимической кинетики. Его теоретические представления нашли применение в работах по химическим источникам тока, техническому электролизу, флотации, полярографии, гетерогенному катализу, коллоидной химии и биоэлектрохимии. Под руководством Фрумкина были решены многие прикладные задачи, связанные с химическими источниками тока, техническим электролизом, защитой от коррозии и др. В начале 60-х годов в институте возникло новое направление исследований – биоэлектрохимия. Исследования фотоэлектронной эмиссии привели в 1973 г. к открытию нового закона фотоэмиссии. В тесной связи с прогрессом теоретической электрохимии развивалась прикладная электрохимия.
Уже в годы первых пятилеток в нашей стране были созданы опытные цехи по получению магния и алюминия электролизом. Благодаря трудам П.П. Федотьева, А.И. Беляева, Ю.К. Делимарского и их учеников была создана отечественная металлургия легких металлов, играющая все возрастающую роль в получении современных конструкционных материалов.

Большие успехи были достигнуты в области электролитического получения щелочных металлов, натрия и калия электролизом расплавленных солей, разработаны методы электролитического получения лития, в крупном масштабе осуществлено электролитическое производство хлора, щелочей и ряда других химических продуктов.
 
До разработки процесса паровой конверсии природного газа необходимый аммиачной промышленности водород получали, в основном, электролизом воды. А.И. Колосковым, Л.М. Якименко, Л.Ш. Гениным, П.И. Соколовым и В.Г. Хомяковым был разработан первый отечественный электролизер для воды, состоящий из 170 последовательно включенных ячеек на нагрузку до 10 кА с мощностью до 4000 кВт. В нем были автоматизированы системы питания водой, регулирования давления и температуры. В 1940 г. этот электролизер установили на Чирчикском электрохимическом комбинате. Данная модель послужила основой для модифицированной установки по производству тяжелой воды, которая была пущена в 1945 г.

Значительное место в достижениях отечественной электрохимии занимают работы по химическим источникам тока: усовершенствование марганцевых, щелочных и свинцовых аккумуляторов, создание серебряно-цинковых и многих других элементов и аккумуляторов, топливных элементов, позволяющих осуществлять непосредственное преобразование химической энергии в электрическую. Большой вклад в фундаментальные и прикладные работы по химическим источникам тока был внесён чл.-корр. АН СССР Н.П. Лидоренко и его учениками.

Институт геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ РАН), организованный в 1947 г. по решению Президиума Академии наук СССР, носит имя своего основателя В.И. Вернадского – основоположника геохимии и биогеохимии, радиогеологии и космохимии. Научные идеи В.И. Вернадского определили основные направления научных исследований института. Первым директором и организатором института был академик А.П. Виноградов – один из ближайших учеников В.И. Вернадского. В стенах института работала и работает плеяда ученых, внесших большой вклад в развитие геохимии и аналитической химии: А.П. Виноградов (1895–1975), И.П. Алимарин (1903–1989), В.Л. Барсуков, Э.М. Галимов, Ю.А. Золотов, Л.Н. Когарко, Б.Ф. Мясоедов, А.Б. Ронов, В.С. Урусов, Н.И. Хитаров, Л.А. Грибов, А.В. Соболев, Г.Б. Удинцев, В. В. Ковальский и другие.
С момента организации в институте были выделены два основных направления: первое – разработка проблем геохимии и космохимии на физико-химической основе; второе – аналитическая химия редких элементов, разработка инструментальных методов анализа и методов получения особо чистых веществ.

В институте были представлены все основные направления современной геохимии. Исследования развивались на основе широкого привлечения физико-химических экспериментов, направленных на изучение различных природных процессов, происходящих как в глубинных зонах, так и в верхних зонах земной коры. На основе экспериментальных данных по поведению вещества метеоритов и других аналогов веществ верхней мантии была предложена теория образования земной коры путем выплавления и дегазации мантии по принципу зонного плавления. Создано учение о биогеохимических провинциях с недостаточным и избыточным содержанием различных химических элементов в почвах и растениях, на основе которого создано новое научное направление – геохимическая экология. На физико-химической основе изучены основные черты геохимии процессов, ведущих к образованию месторождений бора, молибдена, урана, вольфрама, олова. В результате исследований в области осадочной геохимии впервые выявлена эволюция химического состава осадков Русской платформы.
В области аналитической химии в соответствии с возрастающими требованиями к чистоте материалов и все более широким вовлечением в промышленность редких и рассеянных элементов работы были направлены на повышение чувствительности методов анализа. Постановка работ по активационному анализу в годы освоения атомной энергии принесла важные результаты при анализе ядерных материалов. Именно в это время особенно остро встала проблема контроля за содержанием микропримесей в различных материалах, необходимых для новой техники. Впервые были разработаны многочисленные радиоактивационные и полярографические методы определения примесей в веществах высокой чистоты, главным образом, в полупроводниковых материалах.

Работы института на атомном направлении заключались в аналитическом обеспечении технологических процессов производства на радиохимических предприятиях плутониевого комплекса. Здесь решались фундаментальные вопросы радиохимии, разделения трансурановых элементов, поиска уранового сырья. Институт в течение многих десятилетий проводил радиогеохимические исследования, начиная с изучения глобальных выпадений радионуклидов при испытании атомного оружия, затем при ликвидации последствий чернобыльской катастрофы и кончая радиоэкологическими исследованиями на Южном Урале и в других регионах – Арктике, Восточной и Западной Сибири, зонах радиоактивного загрязнения после радиационных аварий. Ведутся исследования по разработке методов долговременного безопасного захоронения радиоактивных отходов. В институте были разработаны принципы среднемасштабного ландшафтно-геохимического и радиоэкологического картографирования территорий, загрязнённых после аварии на ЧАЭС с использованием ГИС-технологий.

С наступлением космической эры институт стал головным в области исследования Луны и планет. Здесь были разработаны научные приборы, которые устанавливались на космических аппаратах, направлявшиеся к Луне и Венере и принесших первые сведения об их вещественном составе. В специальной лаборатории института хранятся образцы лунного грунта, доставленного советскими автоматическими станциями «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24». Институт располагает уникальной коллекцией метеоритов. В институте разработаны оригинальные подходы к ирешению проблемы происхождения жизни, выдвинуты новые идеи в области научных исследований Луны и спутника Марса Фобоса.

Аналитические, главным образом инструментальные, методы развиваются и в других научных учреждениях, в первую очередь на кафедре аналитической химии МГУ, в ГИРЕДМЕТе, где аналитический отдел возглавляет Ю.А. Карпов, в Институте химии высокочистых веществ РАН, в ИОНХ РАН, где аналитическое направление возглавляет Ю.А. Золотов.

Бурное развитие промышленности в первые годы советской власти, создание новых промышленных зон на Востоке страны потребовало создания в этом регионе научно-исследовательского центра. 13.01.1932 г. Секретариатом ЦИК СССР было принято решение о создании на Урале филиала Академии наук СССР. В первую очередь планировалось организовать три института, в т.ч. химический институт с отделом органической химии, включающим лаборатории пирогенных реакций, химии топлива, органического синтеза. Директором Химического института был назначен О.Е. Звягинцев (), научное руководство в области органической химии было возложено на академика Н.Д. Зелинского, заведующим лабораторией с 1934 г. стал И.Я. Постовский. Основная проблема, над которой работали химические лаборатории УФАН в первые годы своего существования – комплексное использование первичных и генераторных смол, углей и нефти уральских месторождений.

Главное направление деятельности И.Я. Постовского и его учеников – создание новых лекарственных препаратов. В 1946 г. за разработку и внедрение в производство сульфидина и других сульфамидных препаратов И.Я. Постовский был удостоен Сталинской премии.

В 30–40-х гг. И.Я. Постовский, В.Н. Плюснин, Г.И. Чуфаров и В.Н. Козлов проводили имевшие важное значение для обороны страны исследования в области органического синтеза высших углеводородов и смазочных масел, а также сернистых соединений. В 1952 г. за разработку фторорганической смазки, устойчивой к действию гексафторида урана И.Я. Постовский и Б.Н. Лундин были удостоены Сталинской премии.

В 1993 г. было принято решение о создании самостоятельного Отдела органического синтеза, а затем Института органического синтеза УрО РАН (ИОС, с 2002 г. – им. И.Я. Постовского), руководителем которого стал ученик И.Я. Постовского О.Н. Чупахин. На посту директора института им был инициирован цикл пионерских работ в области нуклеофильного замещения водорода, выполнены широкие исследования в области гетероциклической и медицинской химии, направленные на создание эффективных лекарственных препаратов, нуклеозидов пуринового ряда, молекулярных рецепторов, а также новых типов гетероциклических лигандов.


Новый этап в развитии «большой химии» наступил после майского (1958 г.) пленума ЦК КПСС.

В 1958–1965 гг. были введены в строй сотни заводов и крупных химических производств, возросло число научно-исследовательских и проектных институтов. Так, в 1958 г. был создан Научно-исследовательский институт технико-экономических исследований (НИИТЭХИМ), в 1960 г. – Научно-исследовательский институт синтетического волокна в Калинине, в 1961 г. – Всесоюзный научно-исследовательский институт монокристаллов в Харькове. Был организован ряд филиалов научно-исследовательских и проектных институтов.

В 60-х годах наметился переход к созданию систем программного управления технологическими и производственными комплексами и разработке принципов оптимального управления ими на основе электронно-вычислительной техники. У истоков нового научного направления стоял академик В.В. Кафаров. Его фундаментальные труды получили мировую известность. Исследования ученого посвящены созданию и развитию теоретических основ химической технологии, принципов системного анализа процессов и производств в химической и смежных отраслях промышленности, разработке научной методологии перевода на оптимальные режимы функционирования и эффективное автоматизированное управление как отдельных процессов, так и производств в целом.

Важнейшие теоретические и практические исследования В.В. Кафарова и его учеников связаны с вопросами математического моделирования, расчета, оптимизации и проектирования химико-технологических процессов (ХТП), созданием оптимального инженерно-аппаратурного оформления ХТП, а также с разработкой и развитием принципов и методов решения таких задач, как анализ сложных химико-технологических систем (ХТС), синтез ресурсосберегающих экологически безопасных ХТС, обеспечение и оптимизация надежности ХТС, оптимальное управление высокоэффективными ХТП, создание экспертных систем для совершенствования ХТП и различных автоматизированных систем (научных исследований – АСНИ, управления – АСУ, проектирования – САПР, гибких производственных – ГАПС) в химической и смежных отраслях промышленности.
В этот же период существенное развитие получила промышленность пластмасс. Так, только в НИИПП было разработано и внедрено более 50 новых технологических процессов получения полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилацетата и фторопласта.

В постановлении ЦК КПСС и СМ СССР «О мероприятиях по повышению эффективности работы научных организаций и ускорению использования в народном хозяйстве достижений науки и техники», принятом в сентябре 1968 г., были определены пути укрепления связи науки с производством, внедрения прогрессивных форм планирования и правильного сочетания организации научных исследований с экономическим стимулированием. На этой основе расширились связи ученых академических и отраслевых институтов. Так, Институтом физических проблем АН СССР совместно с ГИАПом впервые в мире был разработан и реализован в промышленности оригинальный метод получения дейтерия низкотемпературной ректификацией жидкого водорода. На основе разработок П.Л. Капицы и других ученых создано производство чистых водорода, кислорода, аргона и редких газов.
Ученые ГИАПа совместно с работниками других организаций разработали и внедрили в промышленность метод получения капролактама окислением циклогексана кислородом воздуха с применением новой высокоинтенсивной массообменной аппаратуры (Н.А. Симулин и др.).

В НИУИФе под руководством С.И. Вольфковича разработан и внедрен в промышленность метод получения обесфторенных фосфатов разложением фосфоритов водяным паром и продуктами сгорания природного газа при высоких температурах.

Разработан и внедрен в промышленность оригинальный метод получения синтетического этилового спирта прямой гидратацией этилена.

В ряде институтов на основе совместных разработок с институтами АН СССР был проведен комплекс исследований по химии и технологии элементоорганических соединений, в первую очередь тех, которые позволили создать крупное производство кремнийорганических соединений (М.В. Соболевский, Е.А. Чернышев).

Новые формы укрепления связи науки с производством нашли выражение в создании в конце 60-х – начале 70-х годов ряда научно-производственных объединений (НПО), например ОНПО «Пластполимер», НПО «Пластик», «Пигмент», «Лакокраспокрытие» и др.

Важнейшей характеристикой промышленного развития Советского Союза во второй половине XX в. стало широкое использование в качестве сырьевой базы экономики нефти и природного газа. Это обусловило создание новых и реорганизацию существующих научно-исследовательских институтов. Были организованы Государственный институт горно-химического сырья (ГИГХС), Государственный институт проектирования предприятий горно-химической промышленности (Госгорхимпроект), Научно-исследовательский институт основной химической промышленности (НИОХИМ), Ленинградский филиал Гипрохима, филиал НИОПиКА на Рубежанском химическом комбинате, Кемеровский, Дзержинский и Дзепродзержинский филиалы ГИАПа, Свердловский филиал Гипрохима – Уралгипрохим и др.

К концу 50-х годов как совершенно самостоятельная область знаний сложилась нефтехимия. Ее предметом являлся поиск путей превращения углеводородных и гетероатомных соединений нефти в продукты высокой химической ценности, в мономеры и в исходные вещества для промышленного органического синтеза. Актуальная задача интенсификации фундаментальных и прикладных исследований по созданию научных основ процессов получения сырья и полупродуктов для производства полимеров на основе переработки нефти, природного и попутного газов привели к необходимости создания специализированного научно-исследовательского учреждения нефтехимического профиля.

В 1958 г. на базе созданного в 30-е годы Института горючих ископаемых, основателями которого стали выдающиеся специалисты в области органической химии, химии нефти, физической химии как Н.Д. Зелинский, И.М. Губкин (директор института с 1934 по 1939 г.), А.А. Баландин, С.С. Наметкин, А.Л. Чижевский, К.П. Лавровский, М.А. Капелюшников, К.К. Дубровой, Г.Л. Стадников, А.В. Фрост, М.М. Кусаков и др., а затем выделившегося из него в 1948 г. Института нефти, был организован Институт нефтехимического синтеза АН СССР. Институт последовательно возглавляли А.В. Топчиев (1958–1963), Н.С. Наметкин (1963–1984), Н.А. Платэ (1984–2007).
Развивая и творчески продолжая сложившиеся еще в ИГИ и составившие впоследствии предмет современной нефтехимии направления научных и технологических исследований: создание научных основ термических и каталитических процессов превращения углеводородов нефти, химии моторного топлива, синтетических масел и присадок и др., институт сосредоточил свою деятельность в таких областях, как химия углеводородных и гетероатомных компонентов нефти, взаимопревращения углеводородов, в том числе олефинов и диенов, с использованием принципов гетерогенного и металлокомплексного катализа, а также физического стимулирования реакций (радиационная и плазмохимия), синтез и исследование функциональных и гетероатомных производных мономеров и полимеров, научные основы получения разнообразных полимерных материалов, органическая физическая химия и технология.

Под руководством В.М. Грязнова было создано новое направление в гетерогенном катализе – перенос реагента через массивный мембранный катализатор и явление сопряженного протекания реакций. Развитие идей мембранного катализа позволило разработать высокоэффективные системы для селективного гидрирования растительных масел и жиров, синтеза полупродуктов при получении витаминов и др.
Исследования (А.Н. Башкиров) по синтезу углеводородов и их производных на основе монооксида углерода и водорода позволили разработать доступные и активные железосодержащие катализаторы, а также условия для процесса получения изоалканов, низших олефинов, карбонильных соединений и т. п.

По инициативе А.В. Топчиева при активной поддержке В.А. Каргина широким фронтом развернулись научно-исследовательские работы в области химии высокомолекулярных соединений, к которым были привлечены крупнейшие специалисты страны в области полимеров академик Б.А. Долгоплоск и молодые ученые, впоследствии академики Н.А. Платэ и В.А. Кабанов.

Б.А. Долгоплоском и Е.И. Тиняковой был проведен обширный цикл работ по синтезу и исследованию каталитических систем, в том числе новых металлоорганических комплексов для стереоспецифической полимеризации диеновых углеводородов. Огромным вкладом в теорию и практику катализа и полимерной химии стала новая концепция о цепной природе и роли карбеновых комплексов переходных металлов в реакции метатезиса олефинов и «полиметатезиса» циклоолефинов. Под руководством Б.А. Долгоплоска в стране было организовано промышленное производство сетереорегулярных каучуков.

Новый класс гомогенных металлокомплексных катализаторов (гель-иммобилизованные каталитические системы) был предложен и изучен под руководством В.А. Кабанова. Эти катализаторы, обладающие способностью легко отделяться от продуктов реакции и использоваться повторно в сочетании с высокой стабильностью, представляют значительный интерес для процессов полимеризации этилена, а также для ди- и олигомеризации низших олефинов.

Исследования в области модификации полимеров и теории макромолекулярных реакций в сочетании с изучением механизма и особенностей превращений в полимерных цепях (Н.А. Платэ) позволили получать полифункциональные и жидкокристаллические полимеры, макромолекулярные катализаторы, полимеры медицинского назначения и т. п.

В институте сложилось оригинальное научное направление – химия кремнийорганических соединений, мономеров и полимеров на их основе. Были разработаны перспективные методы синтеза многочисленных карбосиланов и поликарбосиланов.

Крупные успехи, достигнутые в области кремнийорганических соединений и полимеров на их основе, привели к созданию нового направления работ – селективные полимерные мембраны для разделения газов, паров и жидкостей (Н.С. Наметкин, С.Г. Дургарьян). На базе таких мембран были разработаны установки для концентрирования водорода, обогащения воздуха кислородом, получения технического азота и ряд других.
В институте зародилось еще одно новое в мировой практике направление – плазмохимия (Л.С. Полак). Были разработаны новые методы генерирования различных типов плазмы и ее диагностики, а также исследования свойств низкотемпературной плазмы с протекающими в ней химическими реакциями. Для их описания были созданы основы неравновесной химической кинетики, что привело к установлению механизма многих плазмохимических процессов и к их моделированию.

В конце 50-х годов еще один крупный научный центр – Институт органической химии был образован в Уфе. У истоков его создания стоял Р.Д. Оболенцев. Организация института была сопряжена с форсированным освоением крупных нефтяных месторождений Поволжья и Южного Приуралья.
 
Оригинальные научные результаты были получены в области органического синтеза, в частности синтеза эталонных соединений высокой степени чистоты 99,5–99,8%, необходимых для углубленного изучения физических и химических свойств и определения основных физико-химических констант, а также в качестве стандартов для хроматографического анализа.
Изучение экстракции из растворов урана продуктами окисления нефтяных сульфидов – сульфоксидами послужило основой нового направления в экстракции и создания нового класса экстрагентов для радиохимии, технологии редких и цветных металлов, других научно-промышленных областей.

В рамках созданного С.Р. Рафиковым отдела химии полимеров были развернуты исследования в области радикальной полимеризации, поликонденсации, металлокомплексного катализа. К числу выдающихся научных результатов, достигнутых в 70-е годы, относятся новый тип стабилизации полимеров, синтез рекордных по параметрам высокотемпературных полимеров и принципиально новое направление получения полиолефинов на катализаторе с участием лантаноидов. В последнем случае впервые удалось получить каучуки, превосходящие по свойствам натуральные.

Большое значение имели проведенные Г.А. Толстиковым и его коллегами исследования химии олефинов и простых органических молекул, механизмов получения сложных биологически активных соединений, методов синтеза простагландинов, ряда гормонов, получения половых феромонов насекомых и др. Были разработаны технологии получения высокоэффективных пиретроидов: перметрина, циперметрина и фенвалерата.
В годы пребывания на посту директора института академика Г.А. Толстикова, а затем М.С. Юнусова было успешно завершено создание сцинбиллятора большого объема для определения степени выработки атомного реактора. В содружестве с биологами и медиками ученые института получили соединения, обладающие высокой и узкоспецифической биологической активностью, на основе которых созданы эффективные медицинские препараты.

В 90-е годы одним из главных направлений в работе ИОХа стал синтез биологически активных соединений. Были разработаны синтезы новых лекарственных и других соединений, препараты для ветеринарии, реактивы для процессов нефтедобычи, антистатические материалы, обнаружены эффективные химические генераторы синглетного кислорода, синтезированы новые полимеры.

Химия элементоорганических соединений представлена в нашей стране целой плеядой талантливых ученых. Если в 20-е годы П.П. Шорыгин, Н.Д. Зелинский, В.В. Челинцев и А.П. Терентьев преимущественно изучали магний- и натрийорганические соединения, то затем К.А. Кочешков, Б.М. Михайлов и другие ученые исследовали литийорганические соединения. В 1929 г. А.Н. Несмеянов открыл новый метод получения ртутьорганических соединений (реакция Несмеянова), ставший основой синтеза для многих органических производных тяжёлых металлов. В 30–40-е годы А.Н. Несмеяновым, К.А. Кочешковым, Р.Х. Фрейдлиной, О.Л. Реутовым и их сотрудниками на основе этого метода были синтезированы соединения олова, свинца, висмута, таллия, цинка, сурьмы, изучены их свойства и открыты новые типы реакций.

А.Н. Несмеянов, создавший научную школу в области химии металлоорганических соединений, в 1929–1948 гг. открыл многочисленные реакции получения органических соединений ртути, олова, свинца, сурьмы и других металлов, нашедших широкое применение в промышленности. Им были исследованы металлоорганические и элементоорганические соединения магния, кадмия, алюминия, свинца, мышьяка, фтора и иода, а также карбонилы молибдена и вольфрама.
 
В марте 1954 г. в Москве по инициативе А.Н. Несмеянова был создан первый в мире Институт элементоорганических соединений (ИНЭОС). На протяжении истории института в нём работали многие выдающиеся ученые, инициировавшие новые направления в органической, элементоорганической, полимерной, физической химии и физике: К.А. Андрианов, И.Л. Кнунянц, В.В. Коршак, И.В. Обреимов, М.Е. Вольпин, М.И. Кабачник, О.А. Реутов, Ю.Н. Бубнов и А.Р. Хохлов.

С момента создания в деятельности ИНЭОС предусматривалось сочетание синтетических и теоретических работ в области элементоорганической и полимерной химии со необходимыми физическими и физико-химическими исследованиями.
 
Кроме традиционных пограничных научных дисциплин (к которым относится и сама химия элементоорганических соединений) в институте развивается ряд новых направлений, характер которых определяется уникальным сочетанием органической, элементоорганической, координационной, физической химии и химии высокомолекулярных соединений и природных биологически активных веществ.

Так, на стыке органической, металлоорганической и координационной химии возникла химия органических соединений переходных металлов, р-комплексов и кластеров. Уникальные свойства этих соединений позволили получить новые металлоорганические катализаторы, изучить процессы активации малых молекул, в том числе молекул азота, углеводородов и т. п. Сочетание органической и элементоорганической химии с экспериментальными и теоретическими методами физической химии способствовало развитию исследований реакционной способности, структурной химии и молекулярной динамики элементоорганических соединений.
Сотрудничество ученых, работающих в фосфорорганической химии, биохимии, фармакологии и токсикологии позволило раскрыть механизмы, ответственные за действие фосфорорганических соединений на биологические структуры и живые организмы. Значительный прогресс был достигнут в области новых антираковых препаратов селективного действия и в области физиологически активных фторорганических соединений.

Работы на стыке органической и неорганической химии, исследование процессов образования полимеров, а также взаимосвязи структура–свойства привели к развитию химии полимеров с элементоорганическими и неорганическими молекулярными цепями и открыли пути к новым классам линейных и сетчатых полимеров. На основе этих полимеров были разработаны материалы с высокими термическими, каталитическими, сорбционными и электрофизическими характеристиками, конструкционные пластики, термостабильные композиты и адгезивы, мембраны и полимеры для электроники и медицины.

Под руководством А.Н. Несмеянова проводились исследования «сэндвичевых» соединений переходных металлов, в частности производных ферроцена. В 60–70-е годы им были установлены пути синтеза аминокислот и продуктов белкового характера для искусственной пищи из простых и доступных веществ – углеводородов, нитросоединений, альдегидов.

Многие работы А.Н. Несмеянова были выполнены в соавторстве с К.А. Кочешковым. В 1938–1945 гг. Кочешков заведовал химической лабораторией во Всесоюзном институте экспериментальной медицины, где осуществил ряд хемотерапевтических синтезов на базе металлоорганических соединений. Это дало возможность во время войны получить антибактериальные препараты, типа сульфанилгуанидина («сульгин»).

Российскими учеными изучались разнообразные реакции хлорониевых, бромониевых и иодониевых соединений. Так, с 1954 г. в области борорганических соединений активно работал сотрудник Института органической химии Б.М. Михайлов. Он предложил методы синтеза этих соединений и вместе с биологами установил, что некоторые из них обладают физиологической активностью (антивирусной, противовоспалительной, противосудорожной, гербицидной и др.). На основе этих разработок были получены эффективные медицинские препараты.

Исследованиями А.Е. Арбузова еще в начале ХХ в. были заложены основы химии фосфорорганических соединений. В дальнейшем Б.А. Арбузов, М.И. Кабачник, А. В. Кирсанов и их сотрудники разработали новые способы получения фосфорорганических инсектицидов, негорючих полимеров, смазок, пластификаторов. Так, М.И. Кабачник в ИОХе, а с 1954 г. в ИНЭОСе синтезировал более 200 новых инсектофунгицидов.
 
Систематически кремнийорганическими соединениями в нашей стране занимался К.А. Андрианов. Уникальные свойства кремнийорганических полимеров обусловили их широкое применение в различных областях промышленности, техники и медицины. Еще в 1939 г., будучи сотрудником Всесоюзного электротехнического института, он наметил программу получения искусственных диэлектриков с идеальной теплостойкостью плавленого кварца и превосходной пластичностью полистирола. Андрианову удалось в 1940 г. синтезировать четыреххлористый кремний прямым хлорированием ферросилиция. На основе этого синтеза было организовано производство четыреххлористого кремния, что, в свою очередь, открыло дорогу промышленному получению тетраэтоксисилана прямой этерификацией четыреххлористого кремния этанолом. Начавшееся затем широкое применение тетраэтоксисилана и продуктов его частичного гидролиза в производстве форм для прецизионного литья позволило резко повысить производительность труда и качество сложных деталей в машиностроении.
К.А. Андрианов систематически изучал различные способы синтеза кремнийорганических соединений. Несомненным достижением ученого стала отработка условий проведения реакции Гриньяра в относительно инертных органических растворителях, что предопределило успех создания промышленной технологии получения кремнийорганических мономеров.
 
В 1947 г. совместно с А.А. Ждановым он синтезировал материал на основе полифенилсилоксана, наполненного алюминиевой пудрой, который выдерживал температуры до 450°С, имел хорошую адгезию на поверхности металла и обладал высокой прочностью. Этот материал был использован в авиации в качестве защитного покрытия на металле. В 50-х годах К.А Андрианов и А.А. Жданов впервые в нашей стране наладили производство кремнийорганических смол. На Кусковском заводе под Москвой был освоен выпуск полиалюмоэтилсилоксана (продукт К-16). Позже были разработаны промышленные технологии получения других полиметаллорганосилоксанов.
В 1948 г. К.А Андрианов с сотрудниками предложил технический способ получения алкил- и арилхлорсиланов взаимодействием галогенопроизводных углеводородов с ферросилицием и медной стружкой. В первой половине 50-х годов совместно с Н.С. Лезновым он создал новый тип гидравлических жидкостей и смазочных масел на основе полидиэтилсилоксанов, которые стали широко применять в авиации. Из продуктов гидролиза хлорированного фенилтрихлорсилана была получена высокополярная жидкость для заливки конденсаторов.
 
Изучив механизмы реакций различных мономеров, К.А Андрианов вплотную подошел к проблеме молекулярного дизайна кремнийорганических полимеров. Эти изыскания позволили разработать новые методы синтеза линейных и разветвленных олигомеров, способных в ходе полимеризации и поликонденсации переходить в высокомолекулярные соединения с определенными техническими свойствами.

В послевоенный период, уже зрелым химиком, поработавшим у В.Н. Ипатьева в Институте высоких давлений, к изучению кремнийорганических соединений пришел А.Д. Петров. Он занимался поиском новых видов легко полимеризирующихся соединений и упрощением путей синтеза уже известных мономеров. Работая в системе Академии наук, он проводил совместные исследования с сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института синтетического каучука, в результате которых было показано, что продуты согидролиза диметилдихлорсилана с метилвинил- или метилбутадиенилдихлорсиланами дают способные вулканизироваться силиконовые каучуки.
 
Вопросами теории и практики процессов гидрофобизации и поверхностной модификации материалов кремнеорганическими мономерами и олигомерами занимался М.Г. Воронков. Ряд его оригинальных разработок внедрен в промышленность, сельское хозяйство и медицину. Среди них – биостимуляторы, адаптогены, катализаторы микробиологического синтеза, гидрофобные и биозащитные кремнеорганические покрытия, сорбенты и ионообменники, специальные материалы для микроэлектроники, универсальная водная закалочная среда, присадки к смазочным маслам, материалы для специальной техники и др. Под руководством М.Г. Воронкова создан ряд лекарственных препаратов, не имеющих аналогов в мировой медицине: феракрил, ацизол, трекрезан, силакаст, силимин, дибутирин, кобазол и др.

С 40-х годов в нашей стране стала активно развиваться химия фторорганических соединений. Большая заслуга в этом принадлежит школе И.Л. Кнунянца (Н.Н. Ворожцов-младший, А.В. Фокин, А.Я. Якубович, Б.Л. Дяткин и др.), представителями которой были получены фторсодержащие производные практически всех классов органических соединений и разработаны промышленные методы их синтеза.
 
Кроме того, И.Л. Кнунянц внес значительный вклад в развитие прикладных исследований в области фармакологии и полимерных материалов. В разное время, начиная с 30-х годов, им или при его непосредственном участии были созданы противомалярийные препараты – плазмохин и акрихин, предшественник витамина B1 – «лактон Кнунянца», противораковый препарат «лофенал» и др. В 1944 г. совместно с З.А. Роговиным они разработали метод получения полиамидной смолы «капрон».

Многолетний соратник Кнунянца А.В. Фокин синтезировал и внедрил в производство новые эффективные фосфор- и серосодержащие экстрагенты и сорбенты для извлечения и очистки цветных металлов.
С конца 40-х годов начался процесс формирования науки о полимерах, объединившей весь комплекс представлений о путях синтеза высокомолекулярных соединений, их свойствах и свойствах тел, построенных из макромолекул. А в 1948 г. в Ленинграде был образован Институт высокомолекулярных соединений АН СССР.

Главной задачей института являлось проведение теоретических и экспериментальных исследований в области химии, физической химии и физики высокомолекулярных соединений. При этом основное внимание было сосредоточено на создании новых полимеров, исследовании их структуры и свойств, нахождении новых областей применения полученных полимерных материалов – стекол, волокон, пленок, композитов, клеев, биологически активных веществ, сорбентов. Вскоре институт стал одним из основных центров изучения полимеров в стране.

Исследование процессов образования полимеров предполагало развитие всех известных методов синтеза – полимеризации, поликонденсации, реакции в цепях макромолекул. В институте под руководством академика Б.А. Долгоплоска изучались свободно-радикальные процессы полимеризации диенов с применением новых эффективных окислительно-восстановительных инициирующих систем, исследовались реакции свободных радикалов в модельных условиях и механизм действия различных ингибиторов. В 50-х годах был заложен фундамент дальнейших исследований анионной и каталитической полимеризации. Значительный цикл работ по анионной полимеризации был выполнен в лаборатории А.А. Короткова – одного из создателей отечественного полиизопренового синтетического каучука, близкого по свойствам к природному. Фундаментальным результатом этих исследований было обнаружение участия молекул мономеров в актах комплексообразования с металлоорганическими растущими цепями – стереоспецифической полимеризацией.

Под руководством М.М. Котона изучались способы полимеризации мономеров акрилового, метакрилового и малеинового ряда, процессы сшивания полимеров. Это послужило основой получения органических стекол в промышленных масштабах. Комплексные исследования химиков и физиков ИВС АН СССР в сотрудничестве с рядом прикладных институтов позволили наладить производство прозрачных, теплостойких полимерных стекол для авиации с комплексом заданных прочностных свойств.

В институте активно исследовались природные полимеры полисахаридов – целлюлоза и хитин. В лабораториях, руководимых С.Н. Даниловым и Н.И. Никитиным, изучалась реакционная способность целлюлоз различного происхождения, пути активации целлюлозы и получения ее разнообразных производных. В связи с организацией в СССР промышленного выпуска искусственных гидратцеллюлозных волокон проводились исследования химии ксантогенатов целлюлозы и вискозы, был осуществлен синтез водорастворимых производных целлюлозы – карбоксиметила и метилцеллюлозы, а также фосфорсодержащих эфиров целлюлозы, обладающих повышенной устойчивостью к воспламенению и горению, изучены условия синтеза производных целлюлозы с улучшенными диэлектрическими свойствами.

Одной из главных научных задач института была разработка методической базы проводимых исследований. Для изучения молекулярной структуры высокомолекулярных соединений в растворах были разработаны такие важнейшие методы молекулярной гидродинамики и оптики, как двойное лучепреломление в потоке, в электрическом и магнитном полях, светорассеяние, поляризационно-оптические методы седиментационно-диффузного анализа, а также фотоупругость полимерных пленок и гелей.
 
При исследовании электрических свойств и релаксационных явлений в полимерах важную роль сыграли методы измерения диэлектрических, динамических, механических потерь. Они позволили выявить новые закономерности, которые затем были положены в основу развития представлений о релаксационных явлениях в высокомолекулярных соединениях.
 
Для исследования структуры и состава макромолекул в лаборатории структуры полимеров впервые в стране были применены методы ЯМР-, ИК- и Раман-спектроскопии. Их развитие привело к возникновению нового самостоятельного раздела науки – спектроскопии полимеров.

Важным направлением в работе института были исследования процессов кристаллизации, ориентации и формирования анизотропных структур в гибко- и жесткоцепных полимерах. Итогом проведенных работ стало построение теории ориентационной кристаллизации в растворах и расплавах полимеров, позволившей сформулировать и реализовать на практике технологические принципы получения высокопрочных волокон и пленок.
Институт провел обширные исследования по разработке рецептуры и производства новых лекарственных препаратов. Была установлена собственная биологическая активность ряда полимеров, разработаны принципы построения полимерных многофункциональных биологически активных систем, создан целый ряд лекарственных препаратов: противораковое средство «поглюкар», стимулятор роста «доксан», антисептические препараты «повиаргол» и «катапол».
 
Важной вехой на пути формирования науки о полимерах были работы В.А. Каргина по физикохимии высокомолекулярных соединений и создание им научной школы. Благодаря его усилиям в 1955 г. в МГУ была организована первая в СССР университетская кафедра высокомолекулярных соединений.
 
Ученики В.А. Каргина заложили основы структурно-химической модификации полимеров. Так, Н.А. Платэ в Институте нефтехимического синтеза АН СССР содействовал созданию широкого профиля полимеров биомедицинского назначения – от селективных сорбентов для детоксикации организма и безинъекционной формы инсулина для лечения сахарного диабета до направленного транспорта лекарственных препаратов непосредственно к больному органу и дозированного введения лекарственных форм через кожу или слизистую оболочку. Важным направлением его исследований явилась разработка газоразделительных мембран на основе полимеров, обладающих одновременно и проницаемостью, и селективностью.

Широким фронтом проводил свои фундаментальные исследования В.А. Кабанов, который возглавил кафедру высокомолекулярных соединений МГУ после В.А. Каргина в 1970 г. Он занимался синтезом новых полимеров, изучением кинетики и механизма полимеризации, интерполиэлектролитных реакций и интерполимерных комплексов, моделированием биополимеров и созданием биологически активных макромолекул (в том числе искусственных иммуногенов), полимерных металлокомплексов и гель-иммобилизованных металлокомплексных катализаторов. Эти исследования сыграли важную роль в разработке научных основ создания полимерных иммуногенов и вакцин нового поколения. Под его руководством была разработана и внедрена технология получения особо прочных полипропиленовых пленочных нитей. Кабанов внес свой вклад в создание органических стекол для современной техники, в первую очередь для авиастроения.

В 1958 г. в составе Сибирского отделения АН СССР был образован Институт катализа. Инициатива создания нового НИИ принадлежала академику АН СССР Г.К. Борескову, который был первым и бессменным директором института вплоть 1984 г.

Основными задачами института в области фундаментального катализа являлись: установление общих физико-химических закономерностей катализа, создание научных основ молекулярного дизайна веществ и материалов, разработка теоретических основ осуществления каталитических процессов.

Среди фундаментальных изысканий главными были исследования природы активных центров катализаторов и механизмов ключевых каталитических реакций, структуры катализаторов и механизмов их формирования, катализа на атомно-молекулярном уровне, кинетические исследования и математическое моделирование каталитических процессов.

Основными задачами в области прикладного катализа являлись создание нового поколения высокоэффективных катализаторов для производства базовых химических продуктов и процессов нефтепереработки, каталитических композиций и технологий для новых областей применения, новых поколений катализаторов и технологий синтеза сложных химических продуктов, полимеров и композитов с заданными свойствами, катализаторов и технологий обезвреживания токсичных техногенных отходов.

Институтом созданы и освоены более 50 катализаторов и каталитических технологий, в том числе ванадиевые катализаторы для производства серной кислоты; высокоэффективная, энергосберегающая технология каталитической очистки промышленных газов; катализаторы полимеризации пропилена; «цеоформинг» – процесс получения неэтилированных высокооктановых бензинов; углеродный материал «сибунит» (сибирский углеродный носитель); процесс одностадийного окисления бензола в фенол закисью азота на цеолитсодержащем катализаторе; неплатиновые катализаторы производства азотной кислоты; одностадийная технология производства никотиновой кислоты; промышленная технология высокотемпературного катализатора для глубокого окисления органических соединений; производство цеолитсодержащих катализаторов для процессов получения высокооктановых бензинов и нефтехимического синтеза; промышленный выпуск полиметаллических катализаторов риформинга нового поколения; усовершенствованная технология получения высокоактивных катализаторов крекинга; технология обезвреживания смешанных органических отходов, содержащих радионуклиды, в псевдоожиженном слое катализатора; методы управления загрузкой каталитических реакторов с неподвижным слоем катализатора; отработка технологии производства сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и создание опытно-промышленного производства по его изготовлению; эффективные стеклотканные катализаторы с очень низким содержанием благородных металлов (~0,01% веса); каталитические процессы, осуществляемые при миллисекундном времени контакта; катализаторы для осуществления принципиально новых каталитических процессов в термодинамически выгодных условиях; методы осуществления каталитических процессов в многофункциональных реакторах.

Характерная для второй половины XX столетия тенденция сближения химической и биологической науки предопределила создание новых институтов. Одним из них был организованный в 1974 г. на базе академического Института химии природных соединений Институт биоорганической химии АН СССР. Новый научный центр возглавил академик Ю.А. Овчинников. Начиная с 1960 г. средоточием его исследовательских интересов была химия пептидно-белковых веществ. В этой области учёному принадлежат фундаментальные исследования, охватывающие различные аспекты изучения структуры, синтеза и биологической активности этих соединений и явившиеся важным этапом в развитии пептидно-белковой химии в нашей стране. В результате всестороннего изучения нового класса биологически важных атипичных пептидов-депсипептидов была расшифрована структура большинства природных депсипептидов и их полные химические синтезы, а также выяснены закономерности взаимосвязи между строением и биологической функцией депсипептидов как мембраноактивных веществ, определена аминокислотная последовательность в пептидах и белках.

В институте разработаны общие методы получения депсипептидов, осуществлен полный химический синтез ряда природных депсипептидов и большого количества их аналогов, установлена зависимость между их строением и свойствами. Широкие исследования были проведены по изучению физико-химических основ функционирования биологических мембран. Используя специально синтезированные соединения депсипептидной и пептидной природы с известными структурными и конформационными параметрами в качестве химических инструментов изучения мембран, Ю.А. Овчинников установил, что активность этих соединений в отношении искусственных и биологических мембран связана с их способностью образовывать комплексы с катионами металлов, а выделение и характеристика такого рода комплексов позволили получить ценную информацию о молекулярных основах ионного транспорта через биологические мембраны. Разработана теория ионного транспорта, которая охватывала механизм как подвижных переносчиков, так и ионных каналов. Установлена возможность регулирования потоков ионов в мембранных системах. В институте была расшифрована структура ключевого фермента азотистого обмена – аспартат-аминотрансферазы (Ю.А. Овчинников, 1972–1975). За оригинальные исследования в области биоорганической химии Ю.А. Овчинников и В.Т. Иванов были удостоены Ленинской премии (1978).

В середине 60-х годов XX в. исследователи, занимающиеся «классическими» задачами химической физики (теория горения и взрыва, свободно-радикальные и цепные процессы, строение и реакционная способность и др.) осознали привлекательность применения развитых ими методов исследования и теоретических представлений в изучении процессов в биологических системах. Лидером этого направления стал академик Н.М. Эмануэль. В 1965 г. в Институте химической физики он создал Отдел кинетики химических и биологических процессов, на базе которого в 1994 г. был организован Институт биохимической физики РАН. Новый НИИ возглавил академик А.Е. Шилов.

Одним из основных направлений в деятельности института стало изучение свободно-радикальных процессов в биосистемах. Проведенные исследования позволили выяснить многие детали зарождения свободных радикалов, их превращения и гибели в биосистемах различного уровня организации и сложности.
 
Были найдены методы регуляции скорости и направлений свободно-радикальных реакций в биологических системах, находящихся как в норме, так и при развитии в них различных патологий, таких как канцерогенез, злокачественный рост, лучевая болезнь, сердечно-сосудистые поражения, нейродегенеративные заболевания, старение и многие другие. В результате исследований сформировалось представление о возможности управления этими процессами с помощью специальных молекул – ловушек свободных радикалов, так называемых «антиоксидантов».
 
Ученые синтезировали сотни различных соединений–антиоксидантов, исследовали их свойства и поведение как в «пробирке», так и в реальных системах in vivo. В результате были созданы препараты, вошедшие в фармакологическую и сельскохозяйственную практику: дибунол – препарат для лечения опухолей мочевого пузыря, лучевых, трофических, термических, химических поражений кожи и слизистых оболочек; эмоксипин – препарат для лечения заболеваний глаз, центральной нервной системы; мексидол – препарат с широким спектром активностии – от психиатрии до острых хирургических заболеваний; амбиол – препарат, повышающий урожайность и устойчивость растений к воздействию неблагоприятных факторов.
 
Химическая физика как наука о скоростях и механизмах химических реакций пронизывает все области современной химии и биологии. Одна из фундаментальных кинетических задач, решенная Н.М. Эмануэлем и его коллективом, связана с кинетическим описанием и исследованием закономерностей роста злокачественных опухолей. Ученые заложили основы теоретической и экспериментальной количественной онкологии. Методы химической кинетики оказались в высшей степени продуктивными для количественного описания такого сложного процесса, как неконтролируемая организмом пролиферация клеток. Изучение влияния на ее динамику различных факторов и химических агентов привело к разработке нитрозометилмочевины – противоопухолевого средства, явившегося родоначальником большой группы препаратов, используемых в современной химиотерапии.

В 70-х годах в институте были начаты работы по изучению химической стойкости полимеров, созданию методов их стабилизации в различных условиях. Исследования привели к разработке методов прогнозирования сроков надежной эксплуатации полимерных материалов медицинского назначения (протезов, шовных нитей), созданию новых химических волокон улучшенного качества, получению экологически чистых и высокоактивных антипиренов для снижения горючести полимерных материалов и уменьшения токсичных продуктов при пиролизе и горении полимеров.

Существенный вклад в развитие современной химии и создание новых материалов внес А.А. Овчинников, под руководством которого были созданы новые органические материалы: первый в мире органический ферромагнетик, разработаны новые материалы, обеспечивающие защиту от радиоизлучения и «невидимость» объекта в радиолокационном поле и др.

Исследования молекулярных механизмов и физико-химических основ сенсорной биологии, выполненные академиком М.А. Островским, позволили получить новые знания о фоторецепции и трансформации света в сенсорный сигнал. Практическим результатом этих исследований стала разработка нового искусственного хрусталика, нашедшего широкое применение в клинической офтальмологии.
Одной из организаций, успешно работающей над сложными проблемами современной химии, является Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, созданный в 1957 г. в числе первых десяти институтов Сибирского отделения АН СССР как многопрофильная организация, способная решать широкий спектр новых проблем неорганической химии.
 
С начала 80-х годов, когда институт возглавил академик Ф.А. Кузнецов, в нем утвердились новые направления исследований – электронное материаловедение и химическая информатика. В настоящее время в ИНХ, руководимом В.П. Фединым, развиваются такие актуальные научные направления, как химия неорганических соединений, в том числе координационных, кластерных и супрамолекулярных; химическая термодинамика неорганических систем; кристаллохимия и электронное строение неорганических веществ; физико-химические основы процессов разделения и очистки веществ; физикохимия и технология функциональных материалов.
Значительный вклад в развитие химической науки внесли высшие учебные заведения. Первое место среди них принадлежит Московскому государственному университету им. М.В. Ломоносова, на различных кафедрах и в лабораториях химического факультета которого велась большая исследовательская работа.

В области органической химии академик Н.Д. Зелинский и его ученики А.Н. Несмеянов, Б.А. Казанский, А.А. Баландин, Н.И. Шуйкин, А.Ф. Платэ и др. вели научные исследования в области каталитических превращений органических соединений химии нефти, металлоорганических соединений. Работая в университете, А.А. Баландин в 1929 г. создал мультиплетную теорию гетерогенного катализа, получившую мировое признание. А.Н. Несмеянов в 1929 г. открыл реакцию получения ртутьорганических соединений разложением двойных диазониевых солей и галогенидов металлов, распространенную в дальнейшем на синтез органических производных многих тяжелых металлов (диазометод Несмеянова).

Изучение химии редких элементов и полупроводниковых материалов, химии бериллия позволило выяснить оптимальные условия переработки минералов бериллия и получения его чистых солей (А.Н. Новоселова с сотрудниками).

В 1953 г. кафедру аналитической химии возглавил крупный специалист по аналитической химии редких и рассеянных элементов И.П. Алимарин, под руководством которого были разработаны теоретические основы разделения и определения редких элементов с применением органических реактивов.

На кафедре физической химии разрабатывались теории катализа. Создана теория активных ансамблей, согласно которой акт катализа обусловлен докристаллической фазой катализатора – атомной группой, находящейся на поверхности твердого тела (Н.И. Кобозев). В лаборатории химической термодинамики были выполнены важные исследования по химической термодинамике в цветной металлургии (Я.И. Герасимов).
На кафедре электрохимии, которую с 1933 по 1976 г. возглавлял А.Н. Фрумкин, велись исследования по изучению кинетики электродных процессов, изучению строения двойного электрического слоя. В основу этих исследований легла термодинамическая теория строения двойного электрического слоя, созданная учёным в начале 30-х годов.
 
В последние десятилетия новыми важными результатами обогатилась стереохимия при изучении конформационных эффектов (Н.С. Зефиров), химия и физикохимия высокомолекулярных соединений при изучении полимеризационных процессов (В.А. Кабанов).

Среди выпускников химического факультета МГУ такие известные ученые-химики, как академики К.А. Андрианов, А.А. Баландин, И.П. Белецкая, М.Е. Вольпин, В.И. Гольданский, В.М. Грязнов, Б.А. Долгоплоск, Н.С. Зефиров, Ю.А. Золотов, В.А. Кабанов, Б.А. Казанский, В.А. Каргин, Я.М. Колотыркин, К.А. Кошечков, Д.Н. Курсанов, С.С. Медведев, Х.М. Миначев, С.С. Наметкин, А.Н. Несмеянов, А.В. Новоселова, Ю.А. Овчинников, И.В. Петрянов-Соколов, Н.А. Платэ, П.А. Ребиндер, О.А. Реутов, В.И. Спицын, М.М. Шемякин.

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ) в качестве головного отраслевого вуза всегда принимал активное участие в разработке научных проблем, имеющих большое значение для химической промышленности. В институте выполнены исследования, связанные с интенсификацией башенного сернокислого производства, с разработкой новых катализаторов для контактных сернокислотных заводов. Важные работы в области расчета адсорбционных, ректификационных и экстракционных колонн, широко использующихся в инженерной практике, проводил А.Г. Касаткин.

В 1940 г. в МХТИ Н.М. Жаворонковым была организована первая в стране лаборатория общей химической технологии. Н.М Жаворонков в 30–50-х гг. провёл крупномасштабные исследования по проблеме получения водорода для азотной промышленности и очистки его и азотно-водородной смеси от углекислого газа и окиси углерода, а также изучению гидродинамики и теплопередачи в скрубберах. Результаты его работы были использованы проектными организациями при создании производственных процессов получения водорода, азота, синтетического аммиака и очистки промышленных газов. В 60–70-х гг. он создал и реализовал в промышленности методы получения тяжелого азота и кислорода в высоких концентрациях и предложил новые способы разделения стабильных изотопов легких элементов.

Среди выпускников института – академики Ю.А. Буслаев, Н.М. Жаворонков (в 1948–1962 – ректор института), М.И. Кабачник, В.В. Коршак, В.А. Легасов, О.М. Нефедов, А.В. Топчиев.

Спрос на химиков в течение ХХ в. постоянно возрастал. Потребность в них ощущалась почти во всех сферах человеческой деятельности, особенно в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и, конечно, в самой науке, причем не только в химии. Взаимодействие последней с физикой, биологией, геологией и математикой расширило границы деятельности химиков и привело к появлению новых специальностей, стоящих на стыке наук.
В развитии химии этого периода характерны и резкая экспансия науки в промышленность, и возникновение ее новых отраслей – химии высокомолекулярных соединений, химии элементоорганических соединений, радиохимии, биохимии, биоорганической химии и др., и становление сети научно-исследовательских институтов.

Чрезвычайно важная роль в развитии прикладных исследований принадлежит академическим ученым. Большинство оригинальных технологических разработок мирового уровня сделано отечественными химиками, так или иначе связанными с Академией наук.

В рассматриваемый период шло постоянное расширение спектра химических технологий, формировалась структура современной химической промышленности. По объему выпускаемой продукции самыми крупными являлись основные химические производства (неорганических кислот, минеральных солей, щелочей, минеральных удобрений, хлора, аммиака и др.). Главными направлениями их развития было применение катализаторов, высоких температур и давлений. Основное минеральное сырье для них вырабатывалось на горно-химических производствах (сера, пириты, колчеданы, чилийская селитра, фосфориты, калийные соли и др.). Производства продуктов основного органического синтеза, по существу, получают развитие только в ХХ в., когда широко начинают использовать нефтяное сырье и каталитических процессы для получения органических соединений. Производства синтетических красителей у нас в стране появились на анилинокрасочных фабриках и заводах. Затем был налажен выпуск красителей на основе антрахинона; получен мовеин, кумарин и фуксин. И только со второй половины ХХ в. стали производить кубовые красители, был получен синтетический индиго. История возникновения производств по получению пластических масс берет свое начало с технологии изготовления поликонденсированных пластических масс на основе фенолформальдегидной смолы (бакелит). Во второй половине ХХ в. развертывается крупномасштабное получение синтетических смол и пластических масс, расширяется их ассортимент за счет выпуска карбамидных смол, полистирола, поливинилхлорида и др. Производства искусственных и синтетических волокон впервые возникли, когда стали получать искусственные волокна на основе нитроцеллюлозы. В дальнейшем химикам удалось наладить производство синтетических поливинилацетатных волокон.
 
Во второй половине ХХ в. были построены заводы по выпуску нейлона, перлона, стерилена, тефлона, капрона, нитей на основе полиакрилонитрила и др. В производстве синтетического каучука российские химики являлись мировыми лидерами, создав технологию получения бутадиенового каучука. Со второй половины ХХ в. промышленность, используя нефть, стала выпускать каучуки на основе изопрена, стирола, хлорпрена, изобутилена и нитрила акриловой кислоты. В первых лакокрасочных производствах (получение белил, красок, лаков, эмалей) использовали минеральное сырье (цинковые белила, сурик, ультрамарин, охра и др.). В дальнейшем получили развитие производств битумных лаков; лаков на основе эфиров целлюлозы, синтетических смол, алкидных смол – полимеров. Производства химических средств защиты растений, по существу, возникли только в 1940-х годах, когда начался выпуск ДДТ. До этого в качестве средств защиты растений от вредителей применялись неорганические препараты, преимущественно на основе цианистых, мышьяковых и серных соединений. Во второй половине ХХ в. были освоены технологии получения хлорорганических и фосфорорганических инсектицидов. История электрохимических производств ХХ в. берет свое начало с промышленного получения алюминия. Затем было освоено производство хлора и едкого калия электрохимическим способом, разработаны оригинальные методы защиты металлов от коррозии. Химико-фармацевтическая промышленность началась с синтеза салициловой кислоты и препаратов на ее основе (салициловый эфир, аспирин и др.), а также гетероциклических азотосодержащих препаратов (сальварсана, папаверина, люминала и др.). В дальнейшем химики создали технологии получения сульфаниламидных препаратов (стрептоцида, сульфазола, сульфидина, дисульфана и др.) Во второй половине ХХ в. были осуществлены промышленные синтезы широкой группы новых гетероциклических азотосодержащих лекарственных средств (атропина, пирамидона, «атебрина», «акрихина» и др.), витаминов, антибиотиков, средств защиты иммунной системы, в том числе и на основе генной инженерии.
В рассматриваемый период, наряду с перечисленными отраслями химической промышленности, шло становление и совершенствование производств, формально не относящихся к химическим, но чрезвычайно тесно с ними связанных: металлургических, взрывчатых и отравляющих веществ, строительных материалов, пищевых, целлюлозно-бумажных, фото и киноматериалов и других, где имели место химические процессы.

Во всех этих достижениях четко прослеживается роль фундаментальной химической науки. Без нее, и ее открытий никогда не удалось бы построить современную химическую промышленность и создать мощную материально-техническую базу нашей страны.

Литература:

Быков Г.В. История органической химии. М., 1976.
Кузнецов В.И. Исследования в области химии в Российской академии наук // Российская академия наук: 275 лет служения Родине. М.: Янус-К, 1999. С. 550–576.
Развитие общей, неорганической и аналитической химии в СССР / Под ред. Н.М. Жаворонкова. М., 1967.
Развитие органической химии в СССР / Под ред. В.В. Коршака. М., 1967.
Развитие физической химии в СССР / Под ред. Я.И. Герасимова. М., 1967.
Соловьёв Ю.И. История химии в России: Научные центры и основные направления исследований. М.: Наука, 1985.
Соловьёв Ю.И., Трифонов Д.Н., Шамин А.Н. История химии. Развитие основных направлений современной химии. М.: Просвещение, 1978.
Вальден П.И. Очерк истории химии в России // Ладенбург А. Лекции по истории развития химии от Лавуазье до нашего времени. Одесса, 1917. С. 361–654.
Жаворонков Н.М. Вклад института в развитие химической науки // Исследования по теоретической и прикладной неорганической химии. М.: Наука, 1971. С. 9–28.
Погодин С.А. Из ранней истории Института физико-химического анализа Академии наук СССР // Там же. С. 29–42.
Будрейко Е.Н., Золотов Ю.А., Кузнецов Н.Т., Платэ Н.А., Родный А.Н., Саркисов П.Д. Становление и развитие химической науки и технологий // Химическая промышленность. М.: Мастер, 2008.
Развитие химической промышленности в СССР (1917–1980). Т.1. Развитие научной и материально-технической базы химической промышленности / Под общ. ред. Л.А. Костандова, Н.М. Жаворонкова. М.: Наука, 1984.
Соловьев Ю.И. Химия // История естествознания в России / Под ред. Н.А. Фигуровского, В.П. Зубова, С.Р. Микулинского. Т.1, ч.1. М.: Изд-во АН СССР, 1957. С. 351-384; т.1, ч.2. С. 154–216; т.2. С. 502–580.
Хлопин В.Г. Краткий очерк истории развития радиевого дела в России // 25 лет Радиевого института. М.;Л., 1947.
Лукьянов П.М.


© Все права защищены http://www.portal-slovo.ru

 
 
 
Rambler's Top100

Веб-студия Православные.Ру