МОСКВА, 17 августа. /ТАСС/. Ученые из России разработали карту, которая позволяет определить химическую стабильность любых углеводородных молекул, содержащих до 20 атомов углерода. Разраюотка ускорит поиски новых органических соединений, сообщила в среду пресс-служба "Сколтеха".
"По нашей карте видно, какие молекулы легко синтезировать, какие могут образовываться спонтанно, накапливаться и присутствовать в больших количествах. Например, с помощью этой карты становится понятно, почему определенные соединения присутствуют в планетных атмосферах и в межзвездном пространстве. Наконец, она предсказывает, какие соединения нам еще предстоит найти", - рассказал профессор "Сколтеха" Артем Оганов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Химики и материаловеды давно мечтают о методах и инструментах, позволяющих создавать материалы с определенными свойствами, опираясь на теоретические выкладки и знания о свойствах отдельных элементов из периодической таблицы Менделеева.
Первый шаг к решению этой задачи, как отмечает профессор Оганов, был сделан еще в 2006 году, когда его команде удалось разработать алгоритм USPEX, позволяющий быстро и точно вычислять свойства кристаллов разных веществ при самых разных температурах и давлениях. Впоследствии российские и зарубежные химики разработали подход, который позволяет просчитывать стабильность произвольных соединений из самых разных химических элементов.
Карта стабильности углеводородов
В своей новой работе профессор Оганов и его коллеги использовали эти подходы для изучения углеводородов и составления "карты стабильности" для всех подобных соединений. Для этого химики просчитали то, какой энергией будут обладать связи в молеулах, содержащих произвольные комбинации атомов водорода и углерода.
Используя результаты расчетов, ученые определили стабильность углеводородов, а также оценили вероятность их превращения в другие органические соединения, незначительно отличающиеся от них по составу и структуре. Этот параметр, как обнаружили четыре года назад профессор Оганов и его коллеги при изучении химического состава наночастиц, влияет на стабильность сложно устроенных веществ.
Команда составила первую "карту стабильности" для всех углеводородов, содержащих до 20 атомов углерода и 42 атомов водорода. Она содержит как многие хорошо изученные вещества, обладающие высоким уровнем стабильности, так и углеводороды, которые сохраняют относительно большую устойчивость несмотря на то, что они менее стабильны, чем их "соседи" по карте.
Подобные сведения, как отмечают профессор Оганов и его коллеги, ускорят поиски новых органических соединений, интересных для химической промышленности и других областей экономики. Кроме того, они помогут ученым понять, как проходил процесс абиотической эволюции жизни в ранней Солнечной системе и потенциально - в других звездных системах.