«Наука в Сибири» № 2 (2238) 14 января 2000 г. МГНОВЕНЬЕ ЛЕТУЧЕЕ СДЕЛАТЬ ЗРИМЫМ НАВЕКИ... С.Габуда, д.ф.м.н., профессор. Доктору химических наук, профессору Яковлеву Ивану Ипатовичу -- 70 лет Остановить мгновение, воочию увидеть, как протекает химическая реакция -- сокровенная и честолюбивая мечта химиков. И.Яковлеву удалось разработать подход, позволивший разобраться в механизме сложнейших превращений в экстракционных системах, и увидеть один из интереснейших и важнейших элементарных актов в этих превращениях -- реакцию клатратообразования. Экстракция -- это одна из фундаментальных основ высоких химических технологий. Вместе с тем, сами того не подозревая, в повседневной жизни мы сплошь и рядом непосредственно сталкиваемся с явлением экстракции, хотя бы, например, при банальном заваривании чая. Ведь не случайно же многие знатоки уверенно называют чайный настой "экстрактом". Однако, лишь немногие знают, что важнейший для нашего организма биохимический механизм переноса так называемых неорганических ионов (натрия, калия, кальция, марганца и т.д.) имеет по существу экстракционную природу, и сбои в этом механизме могут иметь самые печальные последствия. Типичный пример -- первобытные стрельные яды типа кураре, которые при их внедрении в организм блокируют перенос неорганических ионов в нервных и мышечных окончаниях (синапсах), и тем самым вызывают почти мгновенную смерть. Природа и химический механизм подобных реакций, как и экстракционных явлений вообще, оставались неясными вплоть до недавнего времени. Решающего прогресса в данном направлении удалось добиться лишь на основе применения метода физико-химического анализа экстракционных систем. В рамках данного подхода, И.Яковлеву впервые удалось обнаружить и обосновать наличие интимной (внутренней) связи между явлением расслаивания в водных растворах экстрагентов с одной стороны, и явлением клатратообразования с другой. Явление клатратообразования известно с начала 19 века, когда Дэви и Фарадей получили и определили состав первых в истории химии клатратных соединений -- а именно, твердого гидрата хлора. Впоследствии были синтезированы и даже найдены в природе бесчисленные твердые "соединения " такого же типа, главной особенностью которых было явное отсутствие сильных химических связей между их компонентами, в частности между молекулами хлора и воды. Просто-напросто, вблизи температуры замерзания, молекулы воды связываются друг с другом (водородными связями) и обволакивают молекулы хлора, то есть как бы замыкают летучий хлор в водные клетки, по-гречески "клатрос". Отсюда, по предложению Пауэлла (1948), все аналогичные соединения были названы "клатратными". Уже упоминалось выше, что все клатраты, они же соединения включения -- это твердые вещества, причем химически весьма инертные. Революционный шаг, сделанный в работах И.Яковлева, состоял в том, что ему впервые истории науки удалось открыть существование эффекта клатратообразования в водных растворах, то есть в жидкой фазе вещества. Теоретические и экспериментальные обоснования этого открытия легли в основу монографии И.Яковлева и А.Николаева "Клатратообразование и физико-химический анализ экстракционных систем", удостоенная Премии им. Н.С.Курнакова АН СССР (1977). В истории науки нечасто встречается столь же счастливое стечение обстоятельств, когда вольным или невольным последствием открытия оказывается лавина новых результатов, и даже возникновение исключительно плодотворного научного направления, впоследствии названного "Супрамолекулярная химия" . Совсем недавно, в издательстве Пергамон (1996) вышла фундаментальная, 10-томная энциклопедия Супрамолекулярной химии, охватывающая все известные на данный момент стороны химии процессов ионного транспорта, молекулярного узнавания, химической самоорганизации и строения соединений включения. Уместно отметить, что на данный момент результат И.Яковлева о клатратообразовании в растворах остается единственным твердо установленным фактом, служащим основанием для новых поисков и гипотез. И.Яковлев продолжает активный поиск новых методов и подходов, позволяющих увидеть быстро протекающие процессы в растворах и идентифицировать короткоживущие структурные образования в них, в том числе с использованием возможностей Синхротронного центра СО РАН. Существенным вкладом в развитие неорганической химии являются труды И.Яковлева в области синтеза новых клатратоподобных соединений фторированного графита, называемых также интеркалатами. В отличие от водных клатратов, соединения включения на базе графита остаются твердыми при нормальной и повышенной температурах. Внутри графитовой оболочки могут быть поштучно упакованы молекулы пахучих веществ и дезодорантов, а при необходимости -- самых агрессивных веществ и сильных окислителей, таких как диоксид хлора, в сотни раз превосходящего по активности обычные дезинфицирующие вещества. Это -- один из примеров разрабатываемых нанотехнологий будущего. Молекулярная, или нано-упаковка неограниченно долго сохраняет состав и инертность, но при необходимости, она может быть вскрыта и активирована по своему назначению -- либо как душистое вещество, либо как дезодорант или дезинфектор. Можно ожидать, что такие разработки могут революционизировать повседневный быт, и окажутся интересными не только в научном плане, но и в сугубо коммерческом отношении. В связи с юбилеем можно пожелать И.Яковлеву самого крепкого Сибирского здоровья, новых научных успехов и долгих лет активности во благо химии и всех нас. стр.