Подборка статей российских ученых за май (часть 1)

1. Photochemical Synthesis and Electrochemical and Photophysical Properties of 2,7-Diarylbenzo[1,2-d:4,3-d′]bis(thiazoles)

Ученые из ОмГТУ и ОмГУ предложили способ получения бензо[1,2-d:4,3-d′]бистиазолов с использованием индуцированной синим светом фотохимической циклизации N,N'-(1,4- арил)дитиоамидов в присутствии p-хлоранила как мягкого окислителя.

2. Synthesis of Pyrrolo[2,1-a]isoquinolinium Salts from 1-Pyrrolines and Alkynes via Rhodium-Catalyzed C–H Functionalization/N-Annulation Tandem Reaction

Ученые из ИХ им. А. Е. Фаворского СО РАН описали синтез солей пирроло[2,1-a]изохинолиния из 1-пирролинов и алкинов посредством катализируемой родием тандемной реакции C–H-функционализации/N-аннелирования.

3. Photocatalyzed Decarboxylative Thiolation of Carboxylic Acids Enabled by Fluorinated Disulfide

Ученые из ИОХ РАН описали тиолирование карбоновых кислот с использованием дисульфидного реагента, имеющего тетрафторпиридинильные группы.

4. Annulation-Triggered Denitrogenative Transformations of 2-(5-Iodo-1,2,3-triazolyl)benzoic Acids

Ученые из химфака МГУ обнаружили способность [1,2,3]триазолобензоксазинонов выступать в качестве источника «скрытой» диазогруппы. Эти диазопрекурсоры могут быть легко получены внутримолекулярной циклизацией 2-(5-иод-1,2,3-триазолил)бензойных кислот.

5. Formation and Evolution of H₂C₃O^+• Radical Cations: A Computational and Matrix Isolation Study

В этой работе ученые из Лаборатории химии выскоих энергий экспериментально исследовали уникальный синтетический путь образования H₂C₃O^+• из межмолекулярного комплекса C₂H₂···CO, а также рассмотрели относительную стабильность и мономолекулярные превращения изомеров H₂C₃O^+• с помощью расчетов высокого уровня ab initio.

6. Gas-Phase Preparation of Subvalent Germanium Monoxide (GeO, X¹Σ⁺) via Non-Adiabatic Reaction Dynamics in the Exit Channel

Ученые из Самарского университета и Самарского отделения ФИАН совместно с коллегами из США получили молекулу монооксида субвалентного германия (GeO, X¹Σ⁺) путем элементарной реакции атомарного германия (Ge, ³P_j) и молекулярного кислорода (O₂, X³Σ_g^–) с каждым реагентом в его основном электронном состоянии с использованием условий одиночного столкновения. Объединение расчетов электронной структуры с экспериментами на скрещенных пучках позволяет предположить, что образование монооксида германия (GeO, X¹Σ⁺) начинается на поверхности синглета посредством мономолекулярного распада линейного синглетного комплекса соударений (GeOO, i1, C_∞v, ¹Σ⁺) через интеркомбинационное пересечение (ISC), дающее почти исключительно монооксид германия (GeO, X¹Σ⁺) вместе с атомарным кислородом в его основном электронном состоянии [p1, O(³P)].

7. Synthesis and Growth of Rare Earth Borates NaSrR(BO₃)₂ (R = Ho–Lu, Y, Sc)

Совместная работа большой группы ученых из ИГМ СО РАН, НГУ, КемГУ, ИФ СО РАН, ТГУ и КазНУ, в которой были впервые синтезированы соединения редкоземельных боратов NaSrR(BO₃)₂ (R = Ho–Lu, Y, Sc).

8. Concerted Double Hydrogen-Bond Breaking by Intermolecular Coulombic Decay in the Formic Acid Dimer

Водородные связи широко распространены в природе и имеют фундаментальное значение для химических и физических свойств молекулярных систем в конденсированной фазе. Тем не менее наше понимание структурных и динамических свойств комплексов с водородными связями, особенно в электронно-возбужденных состояниях, остается весьма неполным. В этой работе ученые из Лаборатории квантовой химии ИГУ совместно с коллегами из Германии, Китая и США исследовали сверхбыстрый процесс распада, инициируемый удалением электрона из внутренней валентной оболочки молекулы при облучении электронным пучком, используя димер муравьиной кислоты (МК) в качестве прототипа пары оснований ДНК. Исследование показывает согласованный разрыв двойной водородной связи в димере, инициированный сверхбыстрыми молекулярными вращениями двух катионов FA⁺ по этому нелокальному механизму распада.

9. Deoxygenative Arylation of 5,6-Dihydro-4H-1,2-oxazine-N-oxides with Arynes

Ученые из ИОХ РАН провели синтез 3-(2-гидроксиарил)-замещенных 1,2-оксазинов посредством дезоксигенативного C–H арилирования. Показан их синтетический потенциал в стереоселективной восстановлении до 1,4-аминоспиртов и восстановительном сокращениеи 1,2-оксазинового цикла до производных тетрагидрофурана.

10. K₅Eu_1–xTb_x(MoO₄)₄ Phosphors for Solid-State Lighting Applications: Aperiodic Structures and the Tb³⁺ → Eu³⁺ Energy Transfer

В данной работе ученые из Химфака МГУ, НИИЯФ МГУ, ИФТТ РАН и БГУ описали влияние условий спекания и содержания катионов Eu³⁺/Tb³⁺ на структуру и люминесцентные свойства K₅Eu_1–xTb_x(MoO₄)₄.

11. Mining Knowledge from Crystal Structures: Oxidation States of Oxygen-Coordinated Metal Atoms in Ionic and Coordination Compounds

Учеными из СамГТУ была предложена универсальная схема предсказания степеней окисления атомов металлов в ионных и координационных соединениях с небольшим набором структурных дескрипторов, включающих параметры атомных полиэдров Вороного. Схема обучена и проверена более чем на 35 000 кристаллических структур, содержащих более 90 000 атомов металла в кислородной среде. Точность предсказания превысила 95%. Был обнаружен ряд неправильных степеней окисления и неправильных химических составов в кристаллографических базах данных, использующих эту схему. Схема легко расширяется на любое атомное окружение и может быть использована для поиска корреляций между геометрическими и физическими свойствами кристаллических структур.

12. Validating Amino Acid Variants in Proteogenomics Using Sequence Coverage by Multiple Reads

Анализ протеома на основе масс-спектрометрии подразумевает сопоставление масс-спектров протеолитических пептидов с аминокислотными последовательностями, предсказанными на основе геномных последовательностей. Надежность идентификации вариантов пептидов в протеогеномных исследованиях часто отсутствует. Учены из ИПХФ РАН, ФНКЦ физико-химической медицины, МФТИ и ИБХ РАН предложили способ интерпретировать результаты shotgun-протеомики, особенно в режиме сбора данных, как охват последовательности белка несколькими чтениями, как это делается при секвенировании нуклеиновых кислот для вызова однонуклеотидных вариантов.

13. Reprogrammable Soft Swimmers for Minimally Invasive Thrombus Extraction

Заболевания, связанные с тромбозом, являются основной причиной смерти в мире. Ученые из ЮУрГУ и ИТМО описывают новый подход к лечению тромбоза с помощью перепрограммируемых магнитных мягких роботов, которые проникают, захватывают и извлекают сгустки плазмы в системе, имитирующей вену, под действием вращающихся магнитных полей.

14. Correlating Proton Diffusion in Perovskite Triple-Conducting Oxides with Local and Defect Structure

Оксиды с тройной проводимостью считаются материалами нового поколения для возобновляемой и зеленой энергетики в составе топливных элементов, электролизеров и мембранных реакторов. Электрохимические свойства любого материала тесно связаны с его структурными особенностями. Поскольку весь ионный транспорт в оксидах связан с точечными дефектами, крайне важно понять их расположение и окружение. В данной работе ученые из ВятГУ и ИФМ УрО РАН совместно с коллегами из Германии и Франции использовали полное рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов, чтобы исследовать, как введение Co в протонпроводящий оксид La_0.9Sr_0.1Sc_1–xCo_xO_3–δ влияет на локальный структурный беспорядок и расположение протонов.

15. Multifunctional and Transformative Metaphotonics with Emerging Materials

Технологии будущего, лежащие в основе многофункциональных физических и химических систем и компактных биологических сенсоров, будут опираться на плотно упакованные преобразующие и настраиваемые схемы, использующие нанофотонику. В течение многих лет плазмоника считалась единственной доступной платформой для субволновой оптики, но недавно возникшая область резонансной метафотоники может обеспечить универсальную практическую платформу для нанонауки за счет использования резонансов в диэлектрических наночастицах с высоким показателем преломления и метаповерхностях. В этом обзоре ученые из ИТМО и ФТИ им. А.Ф. Иоффе совместно с коллегами из Австралии обсуждают недавно возникшую область метафотоники и описывают ее связь с материаловедением и химией.

16. New Variant of Electrochemical Intercalation Isotherm: Analysis of Instability Region Dependence on Electrolyte Concentration

Электроактивные окислительно-восстановительные материалы, включая окислительно-восстановительные полимеры, металлоорганические каркасы и интеркаляционные материалы, играют важную роль в широком спектре новых приложений. Однако многие теоретические вопросы, касающиеся количественного термодинамического описания таких материалов, до сих пор остаются неясными.

Существующие варианты изотерм электрохимической интеркаляции (а именно изотерма Ленгмюра–Фрумкина, часто применяемая к окислительно-восстановительным полимерам и электроактивным твердым материалам, и переформулированная изотерма, учитывающая фазовый характер распределения потенциала внутри материала) не объясняют зависимости Вольтамперометрические реакции окислительно-восстановительных материалов на концентрацию электролита.

Новая модель, созданная учеными из ИХ СПбГУ, объясняет зависимость вольтамперометрических характеристик окислительно-восстановительных материалов от концентрации электролита. Теория предсказывает зависимость параметров ближнего взаимодействия, при которых начинается фазовое расслоение, от состава электролита. Таким образом, новая изотерма электрохимической интеркаляции показывает зависимость ее нестабильной, метастабильной и стабильной областей от концентрации электролита и коэффициентов распределения ионов. Это открывает возможность настройки характеристик материала, таких как размеры однофазных/двухфазных областей.

17. Triphenyllead Hydroperoxide: A 1D Coordination Peroxo Polymer, Single-Crystal-to-Single-Crystal Disproportionation to a Superoxo/Hydroxo Complex, and Application in Catalysis

Учеными из Лаборатории Кристаллохимии и Рентгеноструктурного Анализа и Лаборатории пероксидных соединений и материалов на их основе ИОНХ РАН были описаны синтез, превращение и применение в катализе гидропероксида трифенилсвинца, первого дикислородного комплекса свинца. Гидропероксид трифенилсвинца охарактеризован с помощью ядерного магнитного резонанса (ЯМР) ²⁰⁷Pb, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), рамановской спектроскопии и монокристаллической рентгеновской дифракции, выявляющей первый одномерный (1D) координационный пероксополимер.

18. Nanoscale Electrically Driven Light Source Based on Hybrid Semiconductor/Metal Nanoantenna

В этой работе ученые из Алферовского университета, СПбГУ, ИТМО, ИАП РАН и Политеха Петра Великого представили простой подход к изготовлению наноразмерных источников света с электрическим приводом на основе излучения света посредством неупругого туннелирования, используя СТМ-литографию для локальной модификации поверхности пакета пленок Si/Au путем нагревания, которое обеспечивается туннельным током высокой плотности.

19. Sulfite Lignin Nanoparticles and Nanovesicles as Biologically Active Crop Growth Stimulants

Сульфитный лигнин или лигносульфонат является крупномасштабным побочным продуктом целлюлозно-бумажных комбинатов. Особенности химической структуры лигносульфонатов в сочетании с их биосовместимостью, биоразлагаемостью, экологической безопасностью и неограниченно воспроизводимой сырьевой базой открывают широкие возможности для практического применения материалов на их основе. Особый интерес представляет производство наночастиц и других лигносульфонатсодержащих наноструктур. По сравнению с исходными лигносульфонатами они приобретают дополнительные ценные свойства за счет малого размера, увеличенной площади поверхности и квантово-размерных эффектов. Ученой из УрФУ были получены водные дисперсии наночастиц и нанопорошки различной морфологии (наночастицы, нановезикулы, наностержни) на основе лигносульфонатов.

20. New High-Pressure and High-Temperature CaCO₃ Polymorph

Ученые из ИГМ СО РАН совсместно с коллегами из Франции сообщают об экспериментальном наблюдении новой фазы кальцита-Vb CaCO₃, которая возникает как промежуточное звено между арагонитом и кальцитом-V при давлениях >3.5 ГПа и температурах >1200 °C.

21. Glass Transition Kinetics and Physical Aging of Polyvinylpyrrolidones with Different Molecular Masses

Стабильность стеклообразных материалов, в том числе на основе полимеров, является одной из важных тем материаловедения и техники. Этот интерес обусловлен зависимостью свойств конечных продуктов на основе стеклообразных материалов от условий обработки и хранения. В частности, применение аморфных твердых дисперсий на основе полимерных наполнителей требует понимания кинетики образования и физического старения стеклообразного состояния.

В настоящей работе учеными из Химического института им. А. М. Бутлерова совместно с коллегами из Германии методом быстрой сканирующей калориметрии определены кинетические параметры стеклования широко используемого в фармацевтической промышленности полимера поливинилпирролидона.

22. Effect of Surface Modification of Multifunctional Nanocomposite Drug Delivery Carriers with DARPin on Their Biodistribution In Vitro and In Vivo

Ученые из Сколтеха, МФТИ, СГУ им. Н. Г. Чернышевского и ИБХ РАН представили систему адресной доставки лекарственных средств для терапии и диагностики, основанную на сочетании контрастных, цитотоксических и направленных на раковые клетки свойств многофункциональных носителей. В системе используются многослойные полимерные микрокапсулы, наполненные магнетитом и доксорубицином. Загрузка наночастиц магнетита в полимерную оболочку методом замораживания (FIL) позволила повысить эффективность загрузки в 5 раз по сравнению с широко используемой послойной сборкой (LBL).

23. Submillisecond Spin Relaxation in CsPb(Cl,Br)₃ Perovskite Nanocrystals in a Glass Matrix

Нанокристаллы перовскита галогенида свинца в стеклянной матрице являются многообещающей платформой для оптоэлектронных приложений благодаря их превосходным оптическим свойствам в сочетании с выдающейся устойчивостью к окружающей среде. Ученые из ИМТО, ФИАН, СПбГТИ(ТУ) и ФТИ им. А.Ф. Иоффе совместно с коллегами из Германии раскрывают потенциал этой системы для спинтроники, исследуя электронно-спиновые свойства нанокристаллов CsPb(Cl,Br)₃ в матрице фторофосфатного стекла.

24. Crude Oil Oxidation in an Air Injection Based Enhanced Oil Recovery Process: Chemical Reaction Mechanism and Catalysis

Впрыск воздуха как термический метод добычи тяжелой нефти имеет долгую историю, насчитывающую около века. Однако на сегодняшний день он не нашел широкого применения на нефтяных месторождениях из-за множества проблем, вызванных его технической сложностью. В последние два десятилетия все больше внимания уделяется технике впрыска воздуха в связи с возрастающей потребностью в эффективной разработке трудноизвлекаемых ресурсов, включая тяжелую нефть, битумы, горючие сланцы, обводненные зрелые коллекторы, и т. д. более энергосберегающим, рентабельным, экологически безопасным способом. Следовательно, в последнее время было сделано много значительных улучшений как в теории, так и в технологии.

В этой работе ученые из ИГиНГТ КФУ совместно с коллегами из Китая рассматриваю последние достижения в области механизма реакции окисления сырой нефти с выделением различий и связи между окислением различных компонентов нефти, а также их взаимодействием при совместном сгорании; затем обсуждают каталитические методы интенсификации горения сырой нефти с использованием различных типов катализаторов, включая частицы на основе нанометаллов, водорастворимые соли металлов и дисперсные в нефти катализаторы на основе металлов.

25. Deep Eutectic Solvents or Eutectic Mixtures? Characterization of Tetrabutylammonium Bromide and Nonanoic Acid Mixtures

Глубокие эвтектические растворители быстро привлекли внимание исследователей, потому что они лучше соответствуют требованиям «зеленой» химии и, таким образом, могут заменить обычные опасные органические растворители в некоторых областях. Для лучшего понимания природы этих смесей, а также расширения возможностей их использования в различных отраслях промышленности необходимо подробное изучение их физических свойств, таких как плотность, вязкость, характер взаимодействия между их составляющими, фазовые диаграммы, депрессия. их температуры плавления, и интерпретация этих результатов необходима. В данной работе ученые из ИХ СПбГУ совместно с коллегами из Польши и Словакии теоретически и экспериментально исследованы смеси бромида тетрабутиламмония и нонановой кислоты в различных молярных соотношениях с применением фазовой диаграммы, построенной на основе измерений дифференциальной сканирующей калориметрии и модели COSMO-RS.