Е.В. Савинкина, Г.П. Логинова, С.С. Плоткин - История химии. Элективный курс (1118120), страница 37
Текст из файла (страница 37)
методпредохранения пищевых продуктов от порчи (пастеризация).Пастер знаменит также тем, что ввел систему прививок ивакцинаций.Термин «биотехнология» был впервые использован в 1917 г.венгерским инженером К. Эреки для описания процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. А с 1961 г. благодаря шведскомумикробиологу К. Г. Хедену биотехнология оказалась неразрывно связана с исследованиями в области промышленного производства товаров с использованием живых организмов, биологических систем и процессов, основанных на достиженияхмикробиологии, биохимии и химической инженерии.В настоящее время биопромышленность производит кормовые и пищевые белки, пептиды, аминокислоты и многиедругие органические соединения. Биологические процессы по-186Часть 7.7.2. Новые направления в химииСовременная химиялучения химических веществ обладают заметными достоин*ствами по сравнению с чисто химическими.
Они протекаютв мягких условиях и с меньшим числом стадий. При этомиспользуется возобновляемое сырье, а отходы доступны переработке. Применение биотехнологических процессов особенновыгодно с экономической и технологической точек зрения прималотоннажном производстве относительно дорогих продуктов,например лекарств.Вопросы1. Какие химические вещества и процессы являются основойбиотехнологических производств?2. Какие химические промышленные производства могут бытьв будущем заменены биологическими?7.2.4. НанотехнологияКакое минимальный размер объектов, с которыми могутиметь дело химики?Термин «нанотехнология» (от греч.
«нанос» — карлик) былпредложен в 1974 г. для описания процессов, происходящихв пространстве с линейными размерами от 0,1 до 100 нм9(1 нм = 10~ м). К нанотехнология можно отнести методы получения коллоидных и супрамолекулярных систем, порошковойметаллургии, нанесения тонких покрытий.Принципиальное значение малоразмерных покрытий быловпервые отмечено в 1959 г. в лекции американского физикаР. Фейнмана «Внизу полным полно места: приглашение войтив новый мир физики», где подчеркивалась актуальность работ вобласти сжатия информации, создания миниатюрных компьютеров, овладения молекулярной архитектурой. При этом былоотмечено, что законы физики не запрещают конструированияна атомно-молекулярном уровне.В начале 1970-х годов практически одновременно в СССР,Японии и США начались работы по изготовлению полупроводниковых наноструктур.
Однако нанотехнологический «взрыв»начался через 10 лет, когда были созданы сканирующие туннельные и атомно-силовые микроскопы, ставшие «глазами» и«пальцами» исследователей. Появились представления о молекулярных робототехнических машинах, основанных на биологических моделях. Одновременно разрабатывались уникальныематериалы, структура которых представлена кристаллитаминанометрового размера.
Так, размеры полученных в условиях187взрыва кристалликов алмаза лежат в очень узком диапазоне,составляющем 4-5 нм; такие кристаллы сочетают в себе полезные качества сразу нескольких форм углерода: обычногоалмаза и графита, сажи и активированного угля.К нанообъектам относятся открытые в конце XX в, новыеформы углерода — фуллерены и нанотрубки. В 1996 г. за открытие фуллерена были удостоены Нобелевской премии английский исследователь Гарольд Крото и американские химикиРичард Смолли и Роберт Кёрл. Название «фуллерен» дляуникальной молекулы Сео было предложено в 1985 г. по имениархитектора Р. Вакминстера Фуллера, который конструировалкупола, состоящие из пяти- и шестиугольников. Такие жефрагменты содержатся и в шарообразной молекуле Сео- Позднее были открыты молекулы С70 и многие другие.
Оказалось,что нанотрубки являются интересным объектом исследований.Было установлено, что прочность углеродных нанотрубок напорядок выше, чем стали, в то время как их плотность в шестьраз меньше. Похожие свойства имеют наноструктурные пленкина основе нитридов и боридов.В отличие от традиционного подхода к созданию миниатюрных объектов «сверху вниз», то есть путем уменьшения болеекрупных систем, в нанотехнологии используется преимущественно стратегия «снизу вверх», заключающаяся в поатомнойи помолекулярной сборке. При этом нанотехнология не ограничивается наноэлектроникой и нанокомпьютерами, хотя именнов этих областях наблюдается максимальный прогресс.Признание успехов ученых нашей страны в изучении малоразмерных объектов проявилось в присуждении в 2000 г.Нобелевской премии по физике Жоресу Ивановичу Алфёровуза работы в области полупроводниковых гетероструктур.Несмотря на большие достижения в области нанотехнологии, достигнутые в последние годы, она пока еще находитсяна начальной стадии развития.
Полученные наноструктурыи наноустройства пока в основном довольно примитивны идалеко не исчерпывают возможностей нанонауки.Вопросы1. Оцените размер гвоздей, которыми лесковский Левша подковал «аглицкую» блоху. Можно ли считать их объектаминанотехнологии?2. Какие перспективы открывают успехи нанотехнологии?Часть 8ПриложенияНобелевские премии по химии1901 — Я. X. Вант-Гофф — Открытие законов в области химическойкинетики и осмотического давления.1902 — Э. Г.
Фишер — Работы по синтезу Сахаров и пуринов.1903 — С. А. Аррениус — Создание теории электролитической диссоциации.1904 — У. Рамзай — Открытие благородных (инертных) газов в воздухе и определение их места в периодической системе элементов.1905 — А. фон Байер — Синтез органических красителей и гидроароматических соединений.1906 — А. Муассан — Получение химически чистого фтора, разработка электродуговой печи.1907 — Э.
Бухнер — Открытие спиртового брожения в дрожжевыхэкстрактах, что доказало возможность ферментативных реакций без участия целостных клеток.1908— Э. Резерфорд — Исследование радиоактивного распада элементов и химии радиоактивных веществ.1909 — В.Оствальд — Работы по катализу и исследование принциповуправления химическим равновесием и скоростями реакций.1910 — О. Баллах — Вклад в развитие органической химии (алициклические соединения) и химической промышленности.1911 — М. Склодовская-Кюри — Открытие элементов радия и полония, получение чистого радия, исследование его соединений.1912 — В. Гриньяр — Открытие так называемого реактива Гринъяра,применение которого способствовало развитию органическойхимии.1912 — П. Сабатье — Открытие метода гидрирования органическийсоединений в присутствии мелкодисперсных металлов в качестве катализаторов.1913 — А. Вернер — Основополагающие работы по координационнымсоединениям.1914 — Т.
У. Ричарде — Точное определение атомных масс большогоколичества химических элементов.1915 — Р. М. Вилыптеттер — Исследование растительных пигментов,установление формулы хлорофилла.1916 — Не присуждалась.1917—Не присуждалась.1918 — Ф. Габер — Синтез аммиака из составляющих его элементов.1919 — Не присуждалась.Часть 8. Приложения1891920 — В. Нернст — Работы в области химии.1921 — Ф. Содди — Развитие химии радиоактивных веществ и исследование природы изотопов.1922 — Ф. У. Астон — Изобретение масс-спектрографа и открытие сего помощью изотопов большого числа нерадиоактивных элементов; формулировка правила целых чисел.1923 — Ф.
Прегль — Разработка метода микроанализа органическихсоединений.1924 — Не присуждалась.1925 — Р. Зигмонди — Установление гетерогенной природы коллоидных растворов и разработка в связи с этим методов, имеющихфундаментальное значение в современной коллоидной химии.1926 — Т. Сведберг — Работы в области дисперсных систем,1927 — Г.
Виланд — Исследование многих желчных кислот и строения сходных веществ.1928 — А. Виндаус — Изучение строения стеринов и их связи с витаминами.1929 — А. Гарден и Г. фон Эйлер-Хельпин — Исследование ферментации Сахаров и ферментов, участвующих в этом процессе.1930 — Г. Э. Фишер — Изучение строения красящих веществ крови ирастений, синтез гемина.1931 — К . Б о ш , Ф.Бергиус — Разработка и применение в химии методов высокого давления.1932 — И. Лэнгмюр — Открытия и исследования в области химии поверхностных явлений.1933 — Не присуждалась.1934 — Г.
К. Ю р и — Открытие тяжелого водорода (дейтерия).1935 — Ф. Жолио-Кюри, И. Жолио-Кюри — Синтез новых радиоактивных элементов.1936 — П. Дебай — Вклад в науку о структуре молекул благодаряоткрытию дипольных моментов и дифракции рентгеновскихлучей и электронов в газах.1937 — у, н. Хеуорс — Исследования углеводов и витамина С.1937 — П. Каррер — Исследования каротиноидов и флавинов, а такжевитаминов А и Вг.1938 — Р.
Кун — Изучение каротиноидов и витаминов.1939 — А. Ф. Бутеналдт — Работы по половым гормонам.1939 — л. Ружичка — Работы но полиметиленам и высшим терпенам.1940 — Не присуждалась.1941 — Не присуждалась.1942 — Не присуждалась.1943 — Д. Хевеши — Применение изотопов в качестве индикаторовдля изучения химических реакций.1944 — О. Ган — Открытие деления тяжелых ядер.1945 — А. И. Виртанен — Исследования и разработки в области сель!. екого хозяйства и химии питательных веществ, метод консеовации кормов.190Часть 8.Приложения1946— Дж. Б. Самнер — Первое получение фермента (уреазы) в кристаллическом виде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
