Тема:

Химия 2 недели назад

Российские химики создали соединения, предсказанные 50 лет назад

Внешний вид "бумажного" материала, полученного после фильтрации гелей.

Внешний вид "бумажного" материала, полученного после фильтрации гелей.
Фото ИОНХ РАН.

Строение нового химического соединения.

Строение нового химического соединения.
Фото ИОНХ РАН.

Внешний вид "бумажного" материала, полученного после фильтрации гелей.
Строение нового химического соединения.

Учёные из Москвы, Санкт-Петербурга и Дубны вновь доказали, что многое в науке ещё ждёт своих первооткрывателей. Они обнаружили новые соединения редкоземельных химических элементов, обладающие уникальными свойствами. Их можно использовать для диагностики и лечения различных заболеваний.

Исследователи впервые синтезировали и описали новые соединения, существование которых химики-теоретики предсказали более полувека назад. Речь о соединениях редкоземельных элементов и молочной кислоты. Они относятся к так называемым a-гидроксикислотам. В виде индивидуальных соединений их ранее синтезировать не удавалось никому.

И это несмотря на то, что современные химические методы позволяют получать невероятное количество новых соединений с удивительными свойствами! Химию редкоземельных элементов изучают уже многие десятки лет, поэтому обнаружение ранее неизвестных соединений удивительно вдвойне.

Почему именно редкоземельные элементы? Они придают веществам уникальные свойства: в первую очередь магнитные и люминесцентные (свечение). Не меньший интерес для учёных и медиков представляет и их биологическая активность.

Коллектив ученых из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, совместно с коллегами из Петербургского института ядерной физики НИЦ "Курчатовский институт", Национального исследовательского университета Высшей школы экономики, Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева и Лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка Объединенного института ядерных исследований осуществил синтез нового кристаллического лактата иттрия, а также аморфного лактата иттрия, имеющего чрезвычайно необычную структуру.

"Многие соединения редкоземельных элементов проявляют биологическую активность, и их можно использовать для диагностики и терапии различных заболеваний. Для понимания механизма такой активности нужно знать, как ионы редкоземельных элементов взаимодействуют с органическими веществами, участвующими в метаболизме.

Одним из таких важных веществ является молочная кислота, которая формируется в организме человека при распаде глюкозы и является маркером различных нарушений, вызванных гипоксией.

Исследования химического взаимодействия редкоземельных элементов с молочной кислотой были начаты много лет назад, но, как ни странно, кристаллических лактатов никто до нас получить не смог. Кстати, о солях редкоземельных элементов с другими a-гидроксикислотами известно ещё меньше. Мы предложили стратегию синтеза и смогли выделить кристаллы первой соли редкоземельного элемента и молочной кислоты – лактата иттрия", – объясняет Алексей Япрынцев, научный сотрудник Лаборатории синтеза функциональных материалов и переработки минерального сырья ИОНХ РАН.

Российские химики в ходе своих экспериментов выяснили ещё одну любопытную вещь: если немного изменить условия синтеза (а именно, уменьшить количество молочной кислоты), то можно получить похожее по составу вещество, которое образует не кристаллы, а гель. Он состоит из тончайших нитей диаметром около 30 нанометров.

Дело в том, что соединения редкоземельных элементов крайне редко образуют гели. Волокнистые гели и вовсе практически не изучены наукой.

А ещё, если аккуратно высушить такой гель, то образуется прочный гибкий материал, напоминающий по своим свойствам обычную бумагу. В таком виде новое соединение может найти массу важных применений. Например, такую "бумагу" можно использовать для создания новых люминесцентных тест-систем, позволяющих обнаружить в воздухе вредные органические соединения.

Кроме того, полученные соединения можно использовать для изучения метаболизма человека и контроля состояния организма.

Статья с результатами работы российских химиков вышла в журнале RSC Advances. Научная работа была поддержана Министерством науки и высшего образования Российской Федерации.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".