Ориентированная самоорганизация взаимодействующих частиц обусловлена сни-жением свободной энергии за счет предельного насыщения всех взаимодействий в системах непосредственно не контактирующих частиц и снижения межфазной поверх-ностной энергии для контактирующих частиц. Более детальные механизмы основаны на балансе сил притяжения и отталкивания, ориентации дипольных или магнитных моментов и т.д. Обсуждение этих вопросов для экономии места опускаем, рекомендуя, например, [5,10,34-38,42-45,54,225-228]). Принципиальные схемы формироваия структуры кристаллизующихся систем при сушке аналогичны рассмотренным в [5,a].
Заключение
В настоящее время в мире искусственных материалов наиболее сложные соединения с заданным составом и структурой синтезируют в биоорганической и фармацевтической химии. Стратегия таких синтезов до недавнего времени была основана на ковалентном связывании постепенно наращиваемых фрагментов с их обратимой блокировкой на каждом этапе и многократным проведением операций разделения и очистки продуктов. В последние десятилетия начала интенсивно развиваться альтернативная стратегия, подобная распространенной в живой природе, которая “умеет “ синтезировать несопоставимо более сложные высокоорганизованные соединения с многоуровневой иерархией строения [228,[230]]. Новая синтетическая стра-тегия основана на упорядоченой самоорганизации молекул и супрамолекулярных фрагментов за счет нековалентных связей, механизмов молекулярного узнавания, действия координаторов и темплатов [42]. Использование такой стратегии в фармацев-тике и биохимии уже на современном явно начальном этапе ее освоения позволило резко сократить время синтеза, снизить его трудоемкость без потерь качества конеч-ного продукта и получать многие продукты и материалы, не имеющие аналогов (см., например, [10,42,230,[231]]).
Проведенный в данной работе анализ, который можно рассматривать как предва-рительную рекогносцировку, показывает, что аналогичные молекулярные и супрамо-лекулярные механизмы управляют упорядоченной самоорганизацией не только цеоли-тов и ориентированных мезопористых материалов, основанных на силикатах и их про-изводных, но проявляются на отдельных этапах синтеза многих других систем, получа-емых методами осаждения. Наиболее очевидна координирующая роль центрального иона, образующегося при осаждении комплекса, который определяет как геометрию ПСГ, так и возможности поликонденсации ПСГ в ВСГ. Этапы сборки простейших, а далее все более усложняющихся конструкций ВСГ из ПСГ и участие в них находящих-ся в растворе координаторов (в том числе координаторов-катализаторов) требуют дальнейших исследований. Отдельно стоит задача сборки конструкций с участием высокомолекулярных темплатов с формированием относительно подвижной мицелл-лярной поверхности (“мягкая сборка”) или заранее сформированной жесткой поверхности (“жесткая сборка”). Последняя ситуация во многом подобна возникающей при синтезе нанесенных катализаторов, но может включать как использование носителя с заранее сформированной пористой структурой, так и “предшественника носителя”, введенного в виде высокодисперсных частиц, влияющих на формирование как активного компонента, так и катализатора в целом. Возможны также многочис-ленные промежуточные и комбинированные ситуации, включая ”автокаталитическую“ самоорганизацию, когда супрамолекулярные фрагменты синтезируемого материала выполняют роль темплата для дальнейшего построения упорядоченной структуры из субъединиц того же матерала (формирование кристаллов и др.), ситуации, когда темплат или координатор многократно участвует в сборке или направленно сохра-няется в составе формирующейся композиции, выводится или не выводится на последующих стадиях синтеза и т.д. А в литературе уже обсуждаются потенциальные возможности перехода от “статического самоассамблирования”, осуществляемого за счет минимизации суммарного потенциала Гиббса в условиях равновесия, к “динами-ческому самоассамблированию” в условиях непрерывного подвода энергии от внешнего источника, где энергетический минимум может достигаться в условиях, далеких от равновесия [230]. Существенно, что в живой природе наиболее сложные и высокоорганизованные соединения, к тому же зачастую самоадаптирующиеся к неко-торым изменениям в условиях окружающей среды, формируются именно в условиях “динамического самоассамблирования”, а в катализе необходимым ”внешним источ-ником” энергии может быть каталитическая реакция,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.