Кафедра физической химии

Горюнков Алексей Анатольевич

Заведующий кафедрой

в.н.с., д.х.н.

Направления научной работы кафедры

 

  • Химическая термодинамика и теоретическое материаловедение:
    – Экспериментальные исследования и моделирование термодинамических свойств, фазовых и химических равновесий в системах разной компонентности для разработки новых и оптимизации существующих процессов получения веществ и материалов.
    – Развитие расчетных методов химической термодинамики.
    – Химия углеродных наноматериалов: фуллерены, углеродные нанотрубки и графеновые наночастицы.
    – Функциональные материалы и их приложения в органической оптоэлектронике, химической промышленности, фармации, агрохимии и нефтегазовом секторе экономики.
  • Физикохимия поверхности, адсорбция и катализ:
    – Гетерогенный катализ на молекулярных ситах, оксидных, фосфатных и металлсодержащих катализаторах.
    – Разработка методов синтеза и модифицирования гетерогенных катализаторов для промышленно важных процессов (гидродехлорирование, гидрирование, синтез Фишера Тропша и др.).
    – Разработка спектральных методов in situ и operando для исследования механизмов синтеза твердых катализаторов и их каталитического действия
    – Химия газоразрядных процессов: синтез озона, применение в водоочистке и моделирование атмосферных процессов с его участием; химия низкотемпературной плазмы и ее применение для модифицирования катализаторов.
    – Строение и физико-химические свойства полиэлектролитов, сорбционные и ионно-обменные процессы.
    – Лазерная инженерия соединительной ткани организма.
    – Экстракционные и химические процессы в субкритических жидкостях и сверхкритических флюидах.
  • Строение и динамика атомно-молекулярных систем:
    – Строение и динамика многоатомных молекул в основном и возбужденных состояниях.
    – Разработка теоретических основ моделирования строения, свойств и динамики молекулярных систем методами квантовой химии.
    – Квантовая фотохимия и фемтохимия.
  • Молекулярное строение и надмолекулярная организация индивидуальных соединений, гибридных и функциональных материалов:
    – Прецизионные рентгенодифракционные исследования и развитие новых подходов к выявлению и оценке энергии связывающих межатомных взаимодействий.
    – Поиск корреляций “структура-свойство” для молекулярных магнетиков, катализаторов, люминесцентных комплексов.
    – Получение и исследования полиморфов и многокомпонентных кристаллов.
    – Поиск новых супрамолекулярных синтонов.

Направления научной работы

 
  • Экспериментальные исследования и моделирование термодинамических свойств, фазовых и химических равновесий в многокомпонентых системах методами электродвижущих сил, калориметрии и гетерогенных равновесий (Быков М.А., Константинова Н.М., Мамонтов М.Н., Коваленко Н.А., Успенская И.А.)
  • Развитие расчетных методов химической термодинамики (Белов Г.В., Восков А.Л., Куценок И.Б.)
    • расчеты химических и фазовых равновесий, построение фазовых диаграмм многокомпонентных систем в стабильных и метастабильных состояниях;
    • разработка программного и математического обеспечения термодинамических расчетов;
    • создание локальных баз взаимносогласованных термодинамических данных для решения задач материаловедения и технологии сверхпроводников, конструкционных керамик, металлических сплавов, полупроводниковых материалов;
  • Математическое моделирование комплексообразования в биохимических системах(Николаева Л.С., Паршикова Е.А.)
  • Строение и природа стабильности наноалмазов, нанокластеров фуллеренов и оксидов графена в полярных растворителях (Авраменко Н.В., Коробов М.В.)
  • Определение термодинамических свойств методом ЭДС и расчеты равновесий в оксидных ВТСП-системах (Лысенко В.А.)
  • Анализ и согласование термодинамических свойств фаз AIIIBV (Васильев В.П.)

Успенская Ирина Александровна

зав. НИЛ химической термодинамики

профессор, д.х.н

E-mail

ira@td.chem.msu.ru

Телефон

+7 (495) 939-24-48

+7 (495) 939-12-05

Список сотрудников лаборатории

Константинова Наталья Михайловна

и.о. заведующго лабораторией

к.х.н. доцент

E-mail

konstantinovanm@my.msu.ru

Телефон

+7 (495) 939-24-48

+7 (495) 939-22-80

Направления научной работы

 

  • Фундаментальные исследования механизмов адсорбции и катализа, а также механизмов синтеза адсорбентов и катализаторов;
  • Создание адсорбционных и мембранных материалов для процессов адсорбции, хроматографии и разделения;
  • Создание высокоэффективных катализаторов для гетерогенно-каталитических процессов газохимии, нефтехимии, органического синтеза и конверсии биомассы;
  • Разработка научных основ новых гетерогенно-каталитических процессов и их практического применения в промышленности;
  • Разработка физико-химических методов исследования адсорбентов и катализаторов, дизайн и изготовление лабораторного оборудования;
  • Фундаментальные исследования дезактивации катализаторов, разработка методов анализа продуктов уплотнения;
  • Наибольшее внимание традиционно уделяется исследованию цеолитов и цеолитоподобных материалов. В лаборатории осуществляется синтез широкого ассортимента микро- и мезопористых молекулярных сит, таких как FAU, LTA, MOR, CHA, MFI, MEL, BEA, MWW, MCM-41 и др.

Иванова Ирина Игоревна

зав. НИЛ адсорбции и катализа

г.н.с., д.х.н

Телефон

+7 (495) 939-24-48

+7 (495) 939-53-73

Направления научной работы


 Сегодня основной тематикой научной работы является химия фуллеренов и их производных, а также других углеродных кластеров: родственных пирамидализованных полиенов, углеродных нанотрубок и графена. В лаборатории проводят междисциплинарные исследования, которые включают:

  • Неорганический или органический синтез новых производных, выделение и структурную идентификацию новых соединений;
  • Изучение их электронных и электрохимических свойств;
  • Квантово-химические моделирование;
  • Дизайн устройств органической электроники.
Большое внимание в лаборатории уделено традиционным термохимическим исследованиям самых разнообразных соединений методами вакуумной адиабатической калориметрии, калориметрии сгорания и растворения с прецизионной точностью, высокотемпературной масс-спектрометрии.

Горюнков Алексей Анатольевич

Зав. НИЛ Термохимии

д.х.н.

E-mail

aag@thermo.chem.msu.ru

Телефон

+7 (495) 939-24-48

+7 (495) 939-53-73

Направления научной работы

 

  •  Исследование строения и динамики многоатомных, в том числе конформационно нежестких, молекул в основном и возбужденных электронных состояниях экспериментальными методами молекулярной спектроскопии и расчетными методами квантовой химии и квантовой механики. Объекты исследования – широкий круг органических и элементоорганических соединений; фуллерены и их замещенные производные; комплексные соединения; в последние годы – биологически активные вещества. Экспериментальные методы: колебательная спектроскопия соединений в разных агрегатных состояниях, электронно-колебательная спектроскопия поглощения в газовой фазе с большой длиной хода света (до 200 м), а также спектроскопия возбуждения флуоресценции молекул, охлажденных в сверхзвуковых струях инертных газов;
  • Квантово-механический анализ строения и колебательных спектров органических и элементоорганических соединений. Анализ колебательных спектров молекул в возбужденных электронных состояниях;
  • Изучение динамики элементарных процессов в природных и искусственных фотосинтетических устройствах. Сайт научной группы: http://quantumbiodynamics.com/ru;
  • Разработка и применение теоретических подходов для прогнозирования адсорбционных и каталитических свойств кластеров переходных металлов;
  • Теоретические исследования в области термохимии. На основе квантово-химических расчетов проводится прогнозирование термохимических свойств (энтальпии образования, энтальпии сублимации и испарения) органических соединений;
  • Прецизионное описание энергетических, радиационных, магнитных и электрических свойств высоковозбужденных электронно-колебательно-вращательных состояний малых молекул с учетом неадиабатического взаимодействия;
  • Современные тенденции развития химического образования. Исследуются проблемы фундаментальности химического образования, возникающие на всех этапах перехода «школьник – абитуриент – студент университета – специалист». значение привлечения и отбора достойных абитуриентов. Предметные олимпиады школьников различного уровня рассматриваются как форма работы по привлечению старшеклассников к изучению химии, а также как траектория поступления в вузы, альтернативная по отношению к ЕГЭ. С современными инструментами отбора в вузы связан спектр проблем: изменение во времени формы проведения вступительных испытаний, составление сбалансированных комплектов заданий.

Кузьменко Николай Егорович

Заведующий НИЛ Молекулярной Спектроскопии

профессор д.ф.-м.н

E-mail

nek@educ.chem.msu.ru

Телефон

+7 (495) 939-24-48

+7 (495) 939-40-55

Направления научной работы

 

  • Проводятся систематические исследования физико-химических и каталитических свойств гидридов переходных металлов и интерметаллических соединений. Установлено, что гидриды интерметаллидов являются высокоактивными и стабильными катализаторами реакций, протекающих с участием водорода. Сформулированы общие закономерности приготовления и прогнозирования свойств нового класса катализаторов. Обнаружено явление ускорения фазовых превращений в структуре поверхности и составе водородсодержащих ИМС и сплавов под влиянием реакционной среды;
  • Предложены способы приготовления катализаторов для углубленной переработки тяжелых нефтяных остатков, разложения озона, синтеза метанола, олефинов, высших спиртов, энергосберегающих технологий, не имеющие аналогов за рубежом. Разработаны катализаторы высокотемпературного гидрирования концентрированных смесей газов, содержащих СО, СО2, Н2. Совместно с Институтом катализа СО РАН создан новый эффективный катализатор окисления аммиака.

Савилов Сергей Вячеславович

Заведующий НИЛ Катализа И Газовой Электрохимии

д.х.н. в.н.с.

комн. № РУ

E-mail

savilov@chem.msu.ru

Телефон

+7 (495) 939-24-48

+7 (495) 939-33-21

Направления научной работы

 

  • Исследование строения кристаллов органических и координационных соединений;
  • Теоретическая неорганическая кристаллохимия;
  • Структурные исследования частично упорядоченных соединений и материалов;
  • Комплексное изучение межчастичных взаимодействий в жидких системах;
  • История химии.

Лысенко Константин Александрович

Заведующий НИЛ Строения Конденсированных Систем

профессор д.х.н.

E-mail

+7 (495) 939-24-48

klyssenko@gmail.com

Направления научной работы

 

  • Экспериментальные электронографические исследования строения молекул органических и элементоорганических соединений;
  • Совершенствование теоретических методов анализа структуры свободных молекул.

Темы научных исследований

  • Совершенствование теоретических методов анализа структуры свободных молекул;
  • Электронографическое исследование структуры органических, неорганических и элементоорганических молекул с использованием спектроскопических данных, результатов квантово-химических расчетов;
  • Разработка численных методов анализа внутреннего вращения;
  • Разработка итерационных процедур для определения геометрии малых молекул в основном состоянии;
  • Разработка математических методов для определения энергии непараметрических зависимостей основного электронного состояния электронно-ядерных систем.

Шишков Игорь Федорович

Заведующий НИЛ Электронографии

в.н.с., д.х.н.

E-mail

IFShishkov@phys.chem.msu.ru

Телефон

+7 (495) 939-24-48

+7 (495) 939-13-08

Направления научной работы

 

  • Флуоресцентные белки: моделирование фотофизических и фотохимических свойств. В лаборатории изучают флуоресцентные белки с различными хромофорными группами, которые вместе покрывают весь видимый и ближний инфракрасный диапазон спектра. Среди них белки типа зеленого флуоресцентного белка и его красные аналоги, флавин-содержащие белки и фитохромы.
  • Механизмы ферментативных реакций. Изучаются химические реакции в ферментах, гидролизующих никлеотид трифосфаты, процессы в цинк-зависимых ферментах, участвующих в нервной деятельности человека, а также обеспечивающие резистентность бактерий к антибиотикам, и многие другие.
  • Оптогенетические системы. Оптогенетические мультидоменные комплексы позволяют контролировать процессы в клетках в результате воздействия на них света. В частности, в лаборатории изучают бактериальные фотоактивируемые аденилат циклазы.
  • Моделирование методом функционала плотности больших молекулярных систем и процессов с их участием. В рамках данного проекта есть исследую радикалы семихинонового типа. Работа включает моделирование спектров электронного парамагнитного резонанса этих радикалов и процессов с их участием в биологических системах и водных растворах.
  • Колебательно-вращательная спектроскопия молекул. Одна из групп лаборатории КХиММ занимается изучением колебательной и колебательно-вращательной динамики малых и средних молекул на основе полностью неэмпирических методов квантовой механики, таких как теория возмущений.
  • Тематика, связанная с коронавирусом. Изучаются ферментативные процессы, составляющие основу функционирования вируса SARS-CoV2, в частности механизм субстратной специфичности основной протеазы этого вируса, и разрабатываем новые соединения – потенциальные терапевтические средства борьбы с ним.
  • Базы данных. В лаборатории создана база данных, систематизирующая накопленные результаты мирового научного сообщества по изучению механизмов ферментативных процессов.

Хренова Мария Григорьевна пользователь

Заместитель зведующего НИЛ Квантовой Химии И Молекулярного Моделирования

профессор

E-mail

khrenova.maria@gmail.com

mkhrenova@lcc.chem.msu.ru

Телефон

+7 (495) 939-24-48

+7(495) 939-10-96

Направления научной работы

 

  • Фемтосекундная спектроскопия и фотоиндуцированная динамика.
  • Вибронная структура полос в электронно-колебательных спектрах линейного и нелинейного поглощения.
  • Молекулярные механизмы функционирования фотоактивных биосистем.
  • Фотоэлектронная спектроскопия: резонансные электронные состояния и механизмы электронной эмиссии.
  • Бионанофотоника.
  • Разработка методов и теории моделирования строения и свойств матрично-изолированных систем.
  • Методы классической механики в колебательно-вращательных молекулярных задачах.
  • Разработка квантовых алгоритмов для методов квантовой химии.

Боченкова Анастастия Владимировна

Заведующий НИЛ Квантовой Фотодинамики

доцент, к.ф.-м.н.

E-mail

+7 (495) 939-24-48

bochenkova@phys.chem.msu.ru

Направления научной работы

 

  • Сверхзвуковые струи, истекающие в вакуум, и сформированные из них молекулярные пучки плодотворно используются в физико-химическом эксперименте для решения широкого круга задач. В этих случаях сверхзвуковая струя рассматривается как среда для приготовления вещества в заданном состоянии. Наиболее часто используются два уникальных свойства струи: охлаждение вещества в струе ниже температуры конденсации, вплоть до нескольких градусов Кельвина, и получение атомов и молекул с гипертермическими кинетическими энергиями до 10 эВ. В лаборатории молекулярных пучков сверхзвуковые струи применяются в следующих экспериментах.
  • Резонансно-усиленная многофотонная ионизация REMPI- RETOF ( Resonanc-enhanced multiphoton ionization – reflectron time of flight). Интеграция лазерной техники, импульсной сверхзвуковой струи и времяпролетного масс-спектрометра позволила исследовать сложные органические молекулы, гетерокластеры, получать электронные спектры высокого разрешения, благодаря охлаждению струи до 10 К.
  • Получение пленок органических соединений. Структура пленок (а также оптические и электрические свойства) сильно зависит от кинетической энергии органических молекул, падающих на подложку, причем гипертермические энергии дают беспрецедентный контроль за ростом, морфологией и структурой (от аморфных до поликристаллических) органических пленок. Это достигается использованием сверхзвуковых молекулярных пучков и введением паров сублимированного органического вещества в газ–носитель (водород или инертные газы) с более высокой плотностью. Этот метод позволяет приготовить хорошо коллимированные, направленные пучки органических молекул с хорошо контролируемой кинетической энергией от долей до 10 эВ.
  • Получение сверхзвуковых струй из сверхкритических флюидов, который в литературе носит название RESS (Rapid Expansion of Supercritical Solutions). В этом методе СКФ используется как хороший растворитель, а струя создает условия для получения многих классов наноматериалов в виде тонких пленок или порошков.
  • Синтез кластеров различной природы в струях, спектроскопические исследования изомеров гетерокластеров органических соединений с инертными газами, изучение внутрикластерных процессов, взаимодействие кластеров с лазерным излучением.
  • Разработка метода определения параметров потенциала межмолекулярного взаимодействия при низких температурах с использованием импульсных сверхзвуковых струй. Практически единственный прямой экспериментальный метод, позволяющий непосредственно определить постоянную ветвь притяжения потенциала межмолекулярного взаимодействия.

Трубников Дмитрий Николаевич

Заведующий НИЛ Молекулярных Пучков

в.н.с., д.х.н.

Телефон

+7 (495) 939-24-48

+7 (495)-939-45-60

Направления научной работы

 

  • Синтез и характеристика фторированных мономеров, теломеров и сополимеров;
  • Сшивание фторированных сополимеров;
  • Синтез фторированных поверхностно-активных веществ (особенно альтернатив перфтороктановой кислоте и перфтороктановой сульфоновой кислоте, способных к биоаккумуляции, токсичных и стойких), фторэластомеров, нанокомпозитов фторполимер/нанонаполнители и материалов для энергетики (в основном мембран топливных элементов (протонных, щелочных и квази-безводных), а также растворителей и полимерных электролитов для литий-ионных аккумуляторов, электроактивных и пьезоэлектрических и фотогальванических пленок).

Амедюри Брюно Мишель

Заведующий НИЛ Ионоселективных Мембран

приглашенный профессор