Возможна ли жизнь внутри магнита? Магнетохимия

Магнитные браслеты, намагниченная вода… Много всяких спекуляций вокруг очевидного факта — мы живем в электромагнитном мире. Магнитное поле Земли, Солнца, магнитные бури, электронный смог от линий электропередач, телевизоров, мобильников — всего не перечислишь. Значит, жизнь возможна!

Именно магнетохимия изучает связь между магнитными и химическими свойствами веществ, влияние магнитных полей на химические процессы, в том числе и внутри человека. В 1954 г. американский химик Л. Полинг был удостоен Нобелевской премии в области химии за теорию химической связи (в том числе и за исследование магнитных свойств гемоглобина).

Спиновая химия, как раздел магнетохимии, уникальна: она вводит в химию магнитные взаимодействия. Будучи пренебрежимо малыми по энергии, магнитные взаимодействия контролируют химическую реакционную способность и пишут новый, магнитный «сценарий» реакции.

Дизайн молекулярных магнетиков — одно из новых научных направлений современной химии, связанное с синтезом систем высокой размерности. Сегодня достижения современной химии таковы, что химики могут ставить перед собой сверхзадачу — синтезировать в мягких условиях готовое изделие, скажем, монокристалл, сразу как цельный макрообъект, из исходных молекулярных компонентов. При этом становятся равноправно значимыми как внутримолекулярные, так и межмолекулярные взаимодействия и связи. Причем они должны быть не какими-то случайными, а выполняющими определенную функциональную нагрузку. В результате из отдельных молекул должен получиться макрообъект с неким кооперативным свойством, которое присуще природе кристалла, т. е. природе макроансамбля, а не отдельно взятой молекуле.

Поскольку в итоге мы получаем многоспиновую молекулу (каждая молекула содержит неспаренный электрон — спиновую метку) — это можно отнести к спиновой химии. Особенно интересующие нас в данном случае макросвойства, такие как, скажем, магнетизм — свойства физического порядка. В этот момент соединяются в целое интересы химии и физики.

В чем заключается особенность таких соединений? Это материалы будущего, новые компоненты элементной базы будущего. Молекулярные магнетики обладают разнообразным сочетанием физических характеристик, которое для классических магнитных материалов трудно было даже представить. Сегодня мы научились получать кристаллы молекулярных магнетиков, которые по сравнению с классическими магнитными материалами необычайно легкие, поскольку их плотность в 5−7 раз меньше. При этом они могут быть оптически прозрачными в видимой и инфракрасной областях спектра. И еще одна из особенностей — они, как правило, диэлектрики, т. е. не требуют каких-то специальных изоляционных покрытий при контакте с электропроводящими устройствами. Молекулярные магнетики могут найти приложения в следующих областях: магнитная защита от низкочастотных полей, трансформаторы и генераторы, имеющие малый вес, научное приборостроение, криогенная техника, информационные технологии, медицина, энергетика.

Томография (от греч. tomos — слой) — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта посредством многократного его просвечивания электромагнитным излучением в различных пересекающихся направлениях, число которых достигает 10−106.

В медицине благодаря высокой точности и относительной безвредности получил применение протонный магнитный резонанс — магнитная томография на протонах, который используется даже для исследования мозга.

Можно почитать: Ракитин Ю. В. Современная магнетохимия. СПб.: Наука, 1994; Сокольский Ю. М. Омагниченная вода: правда и вымысел. Л.: Химия, 1990.