Znanstveno izobraževalni center za nanotehnologijo MSU. Iz zgodovine Oddelka za visokomolekularne spojine Oddelek za visokomolekularne spojine MSU

Do začetka petdesetih let prejšnjega stoletja je V.A. Kargin kot eden vodilnih fizikalnih kemikov v državi in ​​največji specialist na področju polimerov ni bil neposredno povezan z visokim šolstvom. Leta 1953, potem ko je bil V. A. Kargin izvoljen za rednega člana Akademije znanosti ZSSR, ga je predstojnik oddelka za koloidno kemijo Fakultete za kemijo Moskovske državne univerze, akademik P. A. Rebinder, povabil k branju posebnega tečaja za podiplomske študente. To je pomenilo začetek V.A. Kargin na moskovski univerzi.

Naslednji korak (1955) je bila odločitev rektorja Moskovske državne univerze, akademika I. G. Petrovskega, da na Fakulteti za kemijo organizira nov oddelek za usposabljanje raziskovalcev na področju polimerov s široko univerzitetno izobrazbo. Do takrat so na tehničnih univerzah v državi obstajali oddelki za "polimere", vendar le ozke tehnološke usmeritve (samo gume in gume ali samo vlakna ali samo plastika).Akademik V. A. Kargin je bil povabljen, da vodi prvo univerzo. oddelek za visokomolekulske spojine.

Prvi raziskovalci in učitelji na oddelku so bili prof. P.V. Kozlov in Art. znanstveni sodelavec S.Ya.Mirlina; prvi podiplomski študenti in diplomanti leta 1956 so bili zdaj akademiki V.A. Kabanov, N.A. Plate, N.F. Bakeev in Cand. kem. Znanosti M.B.Konstantinopolskaya. Trije od njih so po končani fakulteti po razporeditvi ostali za znanstveno in pedagoško delo na Fakulteti za kemijo. Nihče od trojice do danes ni zapustil prižnice. NA. Plate (zaslužni profesor Moskovske državne univerze, trenutno glavni znanstveni sekretar Ruske akademije znanosti, direktor Inštituta za petrokemično sintezo Ruske akademije znanosti) in N. F. Bakeev (zdaj direktor Inštituta za sintetične polimerne materiale Ruske federacije). Akademija znanosti) tu delajo kot profesorji (sočasno).

Strateški koncept, ki povezuje kemijo, fizikalno kemijo in fiziko polimernih snovi v enotno znanstveno področje, je postavil V. A. Kargin kot osnovo za izgradnjo novega oddelka. Isti koncept je bil osnova prvega univerzitetnega izobraževalnega programa. V.A. Kargin je verjel, da je za usposabljanje sodobnih strokovnjakov - "polimernih znanstvenikov" širokega profila potrebno, da oddelek predstavlja in razvija raziskave v vseh glavnih "točkah rasti", ki določajo znanstveni napredek regije kot celote. . Zato je bila vsakemu od tedaj še maloštevilnih znanstveno-pedagoških delavcev dodeljena njegova samostojna smer raziskovanja. V. A. Kabanov je prevzel strukturne in kemijske vidike nadzora reakcij rasti polimerne verige v procesih polimerizacije, N. A. Plošča - strukturna in kemijska modifikacija polimerov, N. F. Bakeev - s preučevanjem mehanizmov tvorbe strukture pri prehodu iz izoliranih makromolekul v polimerna telesa, S. Ya. Mirlin - s polielektroliti kot modeli biopolimerov, P. V. Kozlov - strukturne in mehanske lastnosti polimernih materialov.

Vsako od petih raziskovalnih celic so letno dopolnili dodiplomski in podiplomski študenti. Študenti so bili razdeljeni v te celice, vendar so teme njihovega dela nujno predvidevale potrebo po obvladovanju celotnega eksperimentalnega kompleksa oddelka v eni ali drugi meri in "vsrkavanju" temeljev znanstvene strategije vsakega od petih področij.

Skupna prizadevanja in navdušenje dobro izbranega, kvalificiranega znanstvenega podpornega osebja so prispevali k hitremu prejemu prvih pomembnih rezultatov: mehanikov A. A. Sveshnikov, A. P. Istomin, G. I. laborant V. K. Savelyeva (Khokhlova). KN Dulevich je "prebil" nakup "financiranih" naprav s sredstvi, dodeljenimi oddelku za predvideni namen, in pridobil potreben potrošni material.

Glavni znanstveni rezultat strategije, ki jo je predlagal V. A. Kargin, je bila sprva ugotovitev številnih netrivialnih pojavov in učinkov, ki so jih mnogi dojemali kot eksotične. Pravzaprav so ta odkritja postavila temelje za več glavnih smeri sodobne znanosti o polimerih, ki se danes aktivno razvijajo ne samo na Moskovski državni univerzi, temveč tudi v številnih drugih vodilnih laboratorijih na svetu.

Na oddelku so razvili principe in metode strukturne in fizikalne modifikacije plastike in vlaken, ki so omogočili bistveno spremembo njihovih mehanskih lastnosti brez kemičnih posegov (N. F. Bakeev, A. L. Volynsky, V. I. Gerasimov in drugi), razvili temelje teorija reaktivnosti funkcionalnih skupin makromolekul ob upoštevanju vpliva sosednjih enot, konformacije verige in medmolekulskih interakcij (N.A. Plate, L.B. Stroganov, O.V. Noa et al.).

Leta 1960 je bil prvič ugotovljen pojav mikrofazne separacije v blok in cepljenih kopolimerih, ki je, kot se je izkazalo, splošne narave za te razrede polimernih materialov (N.A. Plate). Ne očiten, a sprožen prav s tem odkritjem, je obrat k študiju supramolekularne strukture polimerov v obliki glavnika na koncu pripeljal do ustvarjanja novega razreda termotropnih tekoče-kristalnih polimerov z mezogenimi skupinami v stranski verigi (N.A. Plate, V. P. Shibaev, Ya. S. Freidzon, R. V. Talroze et al.). Leta 1985 je N.A. Plate in V.P. Shibaev je prejel državno nagrado za te študije, skupaj s skupino drugih znanstvenikov, ki so do takrat dosegli pomembne rezultate zunaj Moskovske državne univerze pri študiju polimerov s tekočimi kristali. Razvoj popolnoma novih fiziološko aktivnih sestavkov (N.A. Plate, L.I. Valuev, V.V. Chupov, L.D. Uzhinova et al.) Je bil rezultat globokega začetnega zanimanja V.A. Kargina za prej neraziskan biološki učinek funkcionaliziranih sintetičnih polimerov na živi organizem.

Leta 1960 je bil fenomen nenormalno hitre nizkotemperaturne polimerizacije trdnih monomerov med faznimi prehodi: steklo-kristal (V.A. Kabanov, V.P. Zubov, I.M. Papisov et al.) Ta dela so V.A. Kabanovu prinesla Leninovo nagrado, ki so jo delili z V.I. Goldanskim, N.S. komplementarno prispeval k ustvarjanju splošne fizikalno-kemijske slike nenormalno hitre rasti polimernih verig v trdni fazi. Prvič na svetu je bila na oddelku izvedena nebiološka sinteza makromolekul na makromolekularnih matricah (V.A. Kabanov, O.V. Kargina et al.); razviti so bili principi polimerizacije monomerov, kemično aktiviranih s kompleksirnimi sredstvi (V.A. Kabanov, V.P. Zubov, V.B. Golubev, M.B. Lachinov, E.S. Garina et al.); Sintetizirani in podrobno raziskani so bili novi interpolielektrolitni in polimerkoloidni kompleksi, odkrite so bile kooperativne reakcije poliionske izmenjave in substitucije z njihovo udeležbo, ki so našle pomembno praktično uporabo na številnih različnih področjih (V.A. Kabanov, A.B. Zezin, V.B. Rogacheva, V. .A.Kasaikin, V.A.Izumrudov et al.).

V zadnjih nekaj letih so bili pridobljeni pomembni rezultati na področju modeliranja interakcije polielektrolitov (vključno z DNA) z biološkimi membranami. Kot modeli so bili uporabljeni specifično modificirani delci lateksa in liposomi (V.A. Kabanov, A.A. Yaroslavov et al.). Bistveno nov vidik v razumevanju mehanizma zbijanja DNA se odpre zahvaljujoč študiji raztopin njegovih kompleksov s površinsko aktivnimi snovmi, ki tvorijo micele, v nepolarnih organskih topilih (V.A. Kabanov, A.B. Zezin, V.G. Sergeev in sodelavci, skupaj s fiziki St. Peterburška univerza).

V prvem letu svojega obstoja je imel oddelek le dve sobici v glavni stavbi Fakultete za kemijo. Leto pozneje (1957) je oddelek po predaji v uporabo stavbe za radiokemijo dobil polovico prvega nadstropja (10 modulov po 20 m 2). To je bilo dovolj, da je majhna ekipa izvajala eksperimentalno delo s sodelovanjem študentov in podiplomskih študentov. A uvedba učne delavnice, ki bi okrepila splošno fakultetno predavanje, v teh razmerah ni prišla v poštev.

Odločilno vlogo pri nadaljnji usodi oddelka je igrala splošna politična odločitev za pospešitev razvoja kemijske znanosti in industrije v naši državi (majski plenum Centralnega komiteja CPSU leta 1958). Ena od točk takrat sprejete resolucije je predvidevala gradnjo laboratorijske in izobraževalne zgradbe polimerov na ozemlju Moskovske državne univerze. Gradnja ni potekala hitro. Vendar pa je bila do konca leta 1965 stavba dokončana in oddelek je v njej zasedel prostore, ki so mu bili dodeljeni s površino več kot 2000 m 2. Tukaj (laboratorijska stavba "A") se nahaja še danes.

Povečanje števila pedagoškega in raziskovalnega osebja oddelka, ki je bilo potrebno v zvezi s širitvijo, je potekalo predvsem z zaposlovanjem najboljših njegovih diplomantov (dodiplomskih in podiplomskih študentov). Selekcija je bila zelo stroga. V.A. Kargin se je ukvarjal neposredno z njim. S tem smo se lahko izognili težavam rasti, ki v takšnih razmerah niso redke - kvantiteta na račun kakovosti, ter ohranili visoko raven znanstvenoraziskovalnega dela in usposabljanja mladih strokovnjakov.

V kratkem času je nastala splošna delavnica, ki je bila prvič metodično načrtovana tako, da je njena izvedba študentu omogočala eksperimentalno seznanjanje z najpomembnejšimi značilnostmi polimernih snovi, ki jih uvaja njihova verižna zgradba. Nastanek delavnice je nekoč zahteval znatne napore vseh vodilnih delavcev. Vendar pa je posebno vlogo pri njegovi organizaciji odigral izredni profesor A.V. Jermolina. Postala je prva vodja delavnice.

Minilo je 10-12 let in Oddelek za makromolekularne spojine je postal velik znanstveni in izobraževalni center, ki je priznan po vsem svetu. V 44 letih se je tukaj izšolalo več kot 700 mladih strokovnjakov. Trije od njih so postali akademiki, eden je postal dopisni član Ruske akademije znanosti, več kot 40 je branilo doktorske, več kot 300 - kandidatske disertacije. Med diplomanti oddelka je preko 50 predstavnikov iz 20 tujih držav.

V letih svojega obstoja je oddelek sodeloval s skupno več deset akademskimi in industrijskimi raziskovalnimi inštituti, sodeloval pri sodobnem razvoju, katerega spekter sega od polimerov za sodobno tehnologijo do polimerov za imunologijo in biotehnologijo. Že vrsto let je posebno pomembno sodelovanje z Inštitutom za organoklorne izdelke in akrilate v mestu Dzerzhinsk v regiji Nižni Novgorod. (zdaj Raziskovalni inštitut za polimere poimenovan po akademiku Karginu). V.A. Od trenutka ustanovitve tega inštituta do konca svojih dni je bil Kargin njegov glavni znanstveni svetovalec, študenti prvega in številnih poznejših diplomantov oddelka pa so tam opravljali industrijsko prakso. V zgodnjih sedemdesetih letih so se na pobudo takratnega direktorja S.A. Arzhakova znanstveni odnosi med inštitutom in oddelkom znatno razširili. Zlasti skupne delovne skupine so bile ustanovljene iz osebja oddelka in raziskovalnih inštitutov, ki so se ukvarjali z reševanjem specifičnih znanstvenih in tehničnih problemov, pri čemer so usklajeno uporabljali eksperimentalne baze obeh organizacij. Za raziskovalce z univerzitetno izobrazbo se je ta izkušnja izkazala za izjemno dragoceno. Hkrati je neposredni stik med študenti in tehnologi vodil do hitre implementacije temeljnih rezultatov v nove tehnološke rešitve, predvsem za ustvarjanje in izboljšanje polimernih letalskih materialov.

V 50. in 60. letih prejšnjega stoletja so oddelek obiskovali znani tuji znanstveniki: nobelovec prof. J. Natta (Italija) in njegovi učenci, prof. P. Corradini in prof. P. Pino, eden od »očetov« polimerne znanosti prof. G. Mark (ZDA), ki je večkrat prišel v Moskvo in se srečal z znanstveniki oddelka, je zelo cenil raziskovalno in izobraževalno delo, ki se izvaja v njegovih stenah. Gostje katedre so bili v tem obdobju prof. T. Tsuruta in prof. I. Sakurada z Japonske, prof. Huggins (ZDA), prof. M. Maga, A. Benois in A. Shapiro (Francija), prof. G. Ringsdorf in G. Heitz (Nemčija), prof. K. Bamford in A. Jenkins iz Velike Britanije, prof. D. Smets iz Belgije. Imena teh znanstvenikov so povezana z velikim napredkom v znanosti o polimerih. Komunikacija z njimi v času, ko so se mednarodni znanstveni odnosi naše države šele začeli razvijati, je imela pomembno vlogo pri širjenju obzorja mladih zaposlenih, krepitvi njihove samozavesti. Z aktivnim privabljanjem nadarjenih mladih v Oddelek za pomorske sile je V.A. Kargin po svojih najboljših močeh prispeval k njihovi udeležbi na večjih mednarodnih znanstvenih konferencah in simpozijih.

V.A. Kargin je bil pobudnik organizacije mednarodnega simpozija IUPAC o makromolekularni kemiji v Moskvi leta 1960. Za prizorišče je bila izbrana Moskovska univerza. To je bila pomembna spodbuda za nadaljnji razvoj znanosti o polimerih ne le na Moskovski državni univerzi, ampak tudi v mnogih republikah nekdanje Sovjetske zveze. Po vzoru in s pomočjo Oddelka za pomorske sile Moskovske državne univerze so bile organizirane oddelke za polimere na univerzah v Taškentu, Alma-Ati, Gorkem (Nižni Novgorod), pa tudi na Uralu (Sverdlovsk) in St. Peterburške univerze.

*Članek je bil napisan leta 2000. Akademik N.A. Plate je bil profesor na oddelku do svoje smrti leta 2007. Akademik N.F. Bakeev trenutno ni direktor ISPM RAS, vendar je še vedno aktivno vključen v znanstveno življenje oddelka.

V.A. Kabanov, L.D. Užinov
Foto: V. B. Golubev

izredna profesorica dr. Lysenko Evgeniy Alexandrovich (Fakulteta za kemijo Moskovske državne univerze, Oddelek za mornariške sile).

26 ur

Predmet je skrajšana in prilagojena različica predmeta "Visokomolekularne spojine" Fakultete za kemijo Moskovske državne univerze. V optimalno jedrnati obliki, v kombinaciji predavanj in seminarjev, so predstavljene osnove polimerologije. Tečaj vključuje naslednje glavne sklope:

1. Splošne predstave o makromolekularnih spojinah. Struktura in lastnosti izoliranih makromolekul. Osnovni pojmi kemije makromolekulskih spojin, značilnosti polimerov kot posebne vrste kemičnih spojin, principi sinteze, razvrstitev in glavni razredi makromolekulskih spojin ter izomerija polimerov, kvalitativni in kvantitativni opis prožnost kot temeljno lastnost makromolekul.
2. Polimeri v raztopinah: teorija in raziskovalne metode. Predstavljeni so osnovni pojmi fizikalne kemije polimernih raztopin, obravnavane so eksperimentalne metode za preučevanje raztopin polimerov in nanodelcev, vprašanja elektrolitske disociacije v polimernih raztopinah in polielektrolitov. Konformacijske lastnosti polielektrolitov. Beljakovine in nukleinske kisline kot polielektroliti.
3. polimeri kot materiali. Nanostrukture na osnovi polimerov. Struktura in mehanske lastnosti polimerov v trdnem stanju. Polimeri kot funkcionalni materiali.