ИФХЭ РАН

Выступление на конференции «Физикохимия-2021» было для меня дебютным. До этого я не выступала, потому что я поступила в аспирантуру в 2020 году, и с 2021 года  начала работать в лаборатории у Алексея Константиновича Буряка.

Выступление было для меня довольно серьезным и напряженным опытом. Я не рассчитывала и не ожидала, что смогу занять не просто призовое место, а сразу получу именную премию. Мне говорили, что второе или третье место для дебютанта — это хорошо. Когда я узнала результат, я была удивлена и, конечно, очень обрадовалась.

Когда после мы оценивали выступление и разбирали результаты, мы пришли к выводу, что ключевым моментом была подача материала. В моем выступлении я представляла результаты работы, которая опубликована в виде статьи. Я несколько сжала материал и представила его в популярном виде, потому что на конференции присутствовали люди, которые не занимаются хроматографией и не знают ее тонкостей. Для них я излагала материал в более общей форме, чтобы они могли обсудить его и задать интересующие вопросы. Это, я считаю, было очень правильным. Мой научный руководитель помогал мне готовиться: проверял презентацию, задавал возможные вопросы, мы искали слабые места и старались их устранить.

Моя работа была посвящена поведению некоторых триазиновых гербицидов в хроматографической системе на углеродном сорбенте. Я работала в режиме жидкостной хроматографии - в условиях равновесия между жидким растворителем (смесью вода-ацетонитрил) и углеродным сорбентом с торговым названием Hypercarb. Меня интересовало, как будут вести себя триазиновые гербициды при адсорбции (т. е. при переходе из жидкой фазы на поверхность сорбента). Это важно, потому что при этом реализовываются особые виды взаимодействия, которые позволяют эти вещества разделить. Это интересно с аналитической точки зрения, потому что гербициды широко определяются по всему миру, а также с физико-химической, потому что сорбент Hypercarb обладает некоторыми уникальными свойствами, которые дают ему преимущества по сравнению с основными применяемыми в жидкостной хроматографии сорбентами. Я в первую очередь решала фундаментальную физико-химическую задачу, т.е. мне были интересны механизмы протекания процессов: как взаимодействуют молекулы, и за счет каких именно процессов происходит их разделение. Когда я проводила сравнение Hypercarb с обычными коммерческими сорбентами, я выявила некоторые аномалии в протекании процессов. Возникал вопрос: что их вызвало.

Чтобы оценить вклад от различных взаимодействий в процесс сорбции, мы проводили молекулярно-статистические расчеты, расчет констант Генри адсорбции, и выяснили, что основной вклад вносят электростатические (а именно - индукционные) взаимодействия, а не дисперсионные, как написано в литературе. В литературе принято считать, что на данном углеродном сорбенте Hypercarb основным является стерический эффект, т. е. зависимость от объема молекулы и количества и разветвленности заместителей.

Нами было показано, что это не так; для гетероциклических соединений, в частности, для триазиновых гербицидов (в данном исследовании они были модельными соединениями) это правило не выполняется. Полученные нами результаты обусловлены электростатическими эффектами, т.е. возникновением диполя на поверхности углеродного сорбента.

Мы обнаружили, что этот эффект освещался в литературе крайне мало (и, когда он освещался, он не получал должного объяснения, но авторы ограничивались констатацией факта).

Я считаю, что, если судить по работам, которые сейчас публикуются, в настоящее время хроматография сконцентрировалась на своей аналитической стороне, а ее физико-химическая сторона незаслуженно отодвинута на второй план. Я считаю это неправильным, поскольку исследование материалов, сорбентов, взаимодействий молекул с сорбентом позволяет нам не только с точки зрения науки понять, что при этом происходит, но и определять, как мы можем более эффективно пользоваться данным материалом для решения наших практических задач.

В данной работе мы пришли к интересным заключениям именно с точки зрения физикохимии.

Публикуется в рамках празднования Международного дня аспиранта