ИПХФ РАН / Цифры и Факты

Институт проблем химической физики РАН – основоположник Научного центра РАН в Черноголовке, один из крупнейших и ведущих институтов Российской Академии Наук.

Начало организации Института было положено в 1956 г., когда был организован научно-исследовательский полигон Института химической физики АН СССР в Черноголовке, позже преобразованный в филиал, а затем в Отделение ИХФ АН СССР. В 1991 года был организован самостоятельный Институт химической физики РАН в Черноголовке, первым директором которого стал С.М. Батурин. С 1997 года институт переименован в Институт проблем химической физики РАН.

Институт создавался по инициативе и под руководством Нобелевского лауреата академика Н.Н. Семенова и члена-корреспондента РАН Ф.И. Дубовицкого. В становлении научных направлений принимали участие выдающиеся советские ученые: - академики Н.М. Эмануэль, В.Н. Кондратьев, Н.С. Ениколопов, В.И. Гольданский, Ю.Б. Харитон, Я.Б. Зельдович, член-корреспондент РАН В.Л. Тальрозе. В настоящее время директором Института является вице-президент РАН С.М. Алдошин – известный специалист в области исследований строения вещества и свойств материалов.



В Институте выполняются работы по следующим основным направлениям: общие проблемы химической физики, строение молекул и структура твердых тел, кинетика и механизм сложных химических реакций, химическая физика процессов горения и взрыва, химическая физика процессов образования и модификации полимеров, химическая физика биологических процессов и систем, химическое материаловедение. Основателями  этих направлений являются академики А.Е.Шилов, А.Г.Мержанов, В.Е.Фортов, М.В.Алфимов, член-корреспондент РАН Г.Б.Манелис,  доктора наук А.Н.Дремин, Л.Н.Стесик, Л.О.Атовмян, Б.А.Розенберг, Н.П.Коновалова и др.

• В работах Института уделяется большое внимание исследованию элементарных процессов: созданы методы расчета поверхностей потенциальной энергии, динамики превращения и сечения реакций, полуэмпирические методы расчета радикальных реакций. Экспериментально определены константы скорости значительного числа элементарных реакций.

• Значительное место в проводимых исследованиях занимают изучение кинетики и механизмов сложных химических реакций, развитие теории гомогенного и гетерогенного катализа. Установлены основные закономерности и механизм реакций термического разложения соединений различных классов (в первую очередь высокоэнергетических и высокомолекулярных), установлена количественная связь их строения и структуры кристаллов с реакционной способностью, разработаны методы стабилизации.

• Развиты общие представления о механизме химических реакций в твердой фазе – обнаружены и количественно исследованы тормозящий эффект кристаллической решетки в мономолекулярных реакциях, автоволновые процессы – тепловые (фронтальная полимеризация), диффузионные, механохимические (самоускорение под действием возникающих в ходе реакции напряжений), а также изучена роль точечных дефектов и дислокаций, квантовые размерные эффекты в термических и фотохимических реакциях, структурные особенности упаковки молекул в кристаллах, определяющих магнитные свойства и высокую ионную проводимость, а также обратимые фотохромные процессы. На основе развития представлений об электронной проводимости кристаллов органических соединений созданы и исследованы органические металлы и сверхпроводники. Разработаны оригинальные методы получения ультрадисперстных веществ, различных по химической природе, в том числе наноматериалов, супрамолекулярных систем и нанотрубок, и исследованы особенности кинетики химических реакций в таких системах, электрические, фотохимические и другие физические свойства.

• Интенсивно развивается биомиметика – исследование механизма ферментативных реакций с целью создания на этой основе принципиально новых катализаторов в химии. На этой основе были созданы новые системы каталитической фиксации молекулярного азота, низкотемпературной активации метана и т.п.

• Процессы горения и взрыва – традиционное направление в химической физике. В ИПХФ РАН разработаны экспериментальные методы и исследованы кинетика высокотемпературных химических реакций, изучен механизм самовоспламенения и горения, созданы теория и методы управления горением индивидуальных ВВ, порохов и ракетных топлив. Развита теория и установлены общие закономерности фильтрационного горения гетерогенных систем, изучены особенности сверхадиабатических разогревов, автолокализация процесса при многостадийных реакциях, устойчивость распространения плоского фронта.

• Проведены исследования состояний вещества в экстремальных условиях, химические и фазовые превращения при высоких температурах и давлениях в различных средах при воздействии сильных ударных и детонационных волн. Обнаружен переход в высокопроводящее состояние – («металлизация») водорода и инертных газов и обратный эффект – «диэлектризация» ряда металлов в мегабарном диапазоне давлений. Разработаны эффективные методы преобразование энергии взрыва в энергию электромагнитного излучения и электрического импульса, имитирующего молнию.

• Большой цикл работ выполнен по проблеме промышленной безопасности, энергетической и родственных отраслях промышленности с точки зрения процессов горения и взрыва, в том числе и с учетом возможных террористических актов. Разработаны расчетные и экспериментальные методы, а также методы моделирования возникновения и развития воспламенения и взрыва в аппаратах и на производстве, методы предотвращения аварийных ситуаций, локализации процессов и ликвидации последствий ( в том числе применительно к конкретным производствам).

• Последовательное применение кинетических и химико-физических подходов к процессам полимеризации и изучению свойств полимеров привело к установлению количественных кинетических закономерностей и механизма образования полимеров различных классов, природы активных центров и созданию новых инициаторов и ингибиторов процесса. Открыты «живущие» цепи, реакции межцепного обмена и т.д. Развита теория формирования сетчатых полимеров, эволюции их топологической структуры. Исследовано влияние микронеоднородности протекания процесса отверждения сетчатых полимеров («микрореакторы») и микрофазного разделения в ходе процесса, определяющие скорость реакции и, в значительной мере, свойства получаемого материала.

• На протяжении многих лет Институт работает над созданием новых биологически активных соединений, механизмы фармакологической активности которых обусловлены их влиянием на патогенные процессы, имеющие свободно-радикальную природу, такие как онкологические и сердечно-сосудистые заболевания, механические травмы и т.д. К числу таких соединений относятся антиоксиданты, в том числе нитроксильные радикалы. Заложены основы понимания механизма их действия, показана высокая эффективность. Проведены предклинические и проводятся клинические испытания. Начаты исследования влияния доноров оксида азота на развитие онкологических процессов. Впервые установлена их противоопухолевая активность, антиметастатическое действие, резкое снижение токсичности цитостатиков при совместном использовании с донорами NO.

ИПХФ РАН располагает уникальной экспериментальной базой, полигоном и специализированными бронированными помещениями, позволяющими проводить крупномасштабные исследования быстропротекающих процессов, натурными химико-технологическими и микробиологическими установками, виварием, современным вычислительным центром.



Результаты фундаментальных исследований широко используются в работах, носящих прикладной характер, при создании новых технологий и производств.

ИПХФ РАН (отделение ИХФ АН СССР) сыграл значительную роль в развитии отечественной ракетной техники и промышленности боеприпасов, являясь с 1960 года головной организацией АН СССР по проблемам твердых ракетных топлив, порохов и ВВ. Исследования, выполненные по этим направлениям легли в основу развития специальной техники, определяющую обороноспособность страны.

На основе разработок Института созданы предприятия по производству высокоэффективных пестицидных препаратов (завод «Лиэр» в Китае), завод синтетических моторных масел в Татарстане, завод по получению высших линейных альфаолефинов в Саудовской Аравии, предприятия по переработке промышленных и бытовых отходов методом сверхадиабатического горения (Москва, Финляндия), производятся сенсоры для проведения экспресс-тестов (на сахар, алкоголь и т.д.), разработана технология производства и завершаются клинические испытания противоопухолевого препарата «Рубоксил», создаются и исследуются новые материалы и лекарственные препараты, приборы для научных исследований и технологические аппараты.



Работы сотрудников Института широко известны, отмечены Ленинскими и Государственными премиями, премиями Совета Министров СССР и правительства РФ, рядом международных премий и дипломов.