У ионов больше никаких секретов. Российские ученые изобрели революционный дескриптор для предсказания химических реакций

опубликовано на портале "ПОИСК"  11 февраля 2025 

 Российские ученые из Федерального исследовательского центра химической физики Российской Академии Наук (ФИЦ ХФ РАН) представили новый дескриптор, который значительно повышает точность предсказаний физико-химических и электрохимических параметров ионов. Это исследование, опубликованное в журнале Electrochimica Acta, открывает новые перспективы для развития катализа, очистки воды и создания новых материалов для энергетики.

 В исследовании ученые предложили использование уровней молекулярных орбиталей в качестве дескрипторов. Молекулярные орбитали — области в молекуле, где вероятность нахождения электронов наиболее высока, играют ключевую роль в определении химической активности веществ. Ключевыми параметрами являются высшая занятая молекулярная орбиталь (ВЗМО) и низшая свободная молекулярная орбиталь (НСМО).

 Для анализа параметров адсорбции и связывания ионов с молекулами растворителей ученые применяли квантовохимические расчеты. Эти расчеты позволили выявить корреляцию между уровнями энергии ВЗМО и НСМО и параметрами адсорбции. Универсальность подхода позволяет предсказывать широкий спектр физико-химических и электрохимических свойств ионов, таких как дипольный момент, поляризуемость и энергия сольватации.

 В отличие от традиционного подхода, где исследуются дескрипторы для различных электродных материалов, данное исследование фокусируется на дескрипторах ионов при адсорбции на одном электроде или при связывании с молекулами растворителя. Этот подход может быть полезен в различных областях, включая оценку эффективности сорбентов для удаления ионов тяжелых металлов из загрязненной воды.

 Практическая значимость данного исследования заключается в возможности предсказания поведения ионов в различных химических и электрохимических процессах. Это может привести к созданию более эффективных катализаторов, улучшению методов очистки воды и разработке новых материалов для энергетики.

 Наш подход можно применять в различных областях, где требуется управлять поверхностным составом. Например, для оценки эффективности сорбентов в связывании ионов тяжелых металлов из загрязненной воды.

Сергей Доронин, научный сотрудник ФИЦ ХФ РАН

Таким образом, исследование российских ученых предлагает новый инструмент, способный значительно улучшить понимание и прогнозирование химических реакций, что открывает новые возможности для многих отраслей науки и промышленности.

Источник: Минобрнауки РФ

     Материал взят с сайта https://poisknews.ru