Неорганическая химия: старая или новая наука?

С одной стороны, неорганическая химия — ну очень пожилая старушка. Алхимия по сути была именно неорганической.

Неорганическая химия изучает химические элементы и образуемые ими простые и сложные вещества (кроме органических соединений углерода). Число неорганических веществ приближается к 400 000.

С другой стороны, она обеспечивает создание материалов новейшей техники. Основой неорганической химии является Периодическая система элементов Д. И. Менделеева. Остановлюсь только на двух видах новых неорганических материалов — фуллериты и керамические.

В научно-техническом центре «Сверхтвердые материалы» (Троицк) продолжаются исследования новых углеродных материалов, более твердых, чем алмаз. Эти материалы — фуллериты — были синтезированы исследователями центра в 1993 году.

Фуллериты — продукты объемной полимеризации сферических углеродных молекул фуллеренов С60 и С70 при давлении свыше 90 тысяч атмосфер и температуре более 300оС.

Полученный материал полностью сохраняет жесткую структуру фуллеренов, которые при полимеризации соединяются между собой прочными алмазоподобными связями. Это приводит к появлению пространственных каркасов, обладающих аномально высокой жесткостью и твердостью.

Твердость фуллеритов сравнима с твердостью алмаза. Новый материал уже нашел практическое применение. На его основе был создан прибор нового типа — сканирующий микропрофилометр-твердомер, в котором игла для измерения твердости и зонд сделаны из ультратвердого фуллерита. Это позволило в 5−10 раз увеличить срок службы зонда и сильно расширить возможности прибора.

Фуллеритовой иглой впервые удалось точно измерить твердости различных кристаллографических плоскостей алмаза. До сих пор твердость алмаза измерялась алмазной же иглой; это неизбежно приводило к ошибкам, так как не выполнялось основное требование: материал зонда должен быть существенно тверже испытуемого материала.

Когда несколько лет назад средства массовой информации распространили прогноз о скором наступлении керамической эры, которая в истории человеческой цивилизации займет место, сопоставимое с каменным или бронзовым веком, все понимали гиперболичность такого сравнения. Но оно свидетельствовало о несомненном интересе к керамическим материалам и необходимости удовлетворить этот интерес. Тем более, что традиционный образ керамики, сложившийся в сознании каждого из нас, существенно отличается от того образа, который принято называть материалом будущего.

Одним из таких материалов, несомненно, является нитрид кремния, высокотемпературная прочность, химическая стойкость и легкость которого позволили создать двигатель внутреннего сгорания с рекордно высокой (1400 оС) температурой рабочей камеры, что дало возможность повысить в 1,5 раза КПД двигателя, существенно снизить расход топлива и уменьшить загрязнение окружающей среды благодаря его более полному сгоранию.

В 1987 году Г. Беднорцу и А. Мюллеру была присуждена Нобелевская премия за создание керамических сверхпроводников.

Работают Институт неорганической химии СО РАН (Новосибирск), Институт общей и неорганической химии (Москва). Есть «Журнал неорганической химии». Можно почитать бесконечное количество учебников, в том числе Реми Г., Курс неорганической химии. (Т. 1 — М., Изд-во иностранной литературы, 1963), (Т. 2 — М., Мир, 1974).