Наука фотохимия изменит привычный мир, убеждены российские ученые. Можно будет производить многие нужные нам вещества с помощью света. Как растения!
Долгое время человек знал о химии только одно: что происходит в результате той или иной химической реакции. И казалось, мы никогда не сможем ответить на вопрос, как именно это происходит. Все химические реакции проходили, словно в черном ящике фокусника. Мы видели только результат. Но вот появились лазеры...
Профессор кафедры теоретической физики и волновых процессов ВолГУ Анатолий Иванов поделился результатами экспериментов, суть которых сводится к стрельбе из лазерной пушки по молекулам.
Показать на фото сверхбыстрые фотохимические процессы невозможно, поскольку нет пока в мире фотоаппарата, способного это заснять. Представьте себе: секунду надо поделить на миллиард, а потом остаток поделить еще на миллион. И вот в такой короткий, намного меньше секунды, промежуток времени укладывается импульс лазера, которым стреляют по молекуле вещества. А потом с задержкой стреляют по той же молекуле еще раз.
- Промежуток времени может меняться, и от этого зависит протекание химической реакции, которую мы изучаем. Что нам дают эти эксперименты? - рассуждает профессор Иванов. - Так мы начинаем понимать детальный механизм химических реакций. Растет практическое значение науки фотохимии, которая, без преувеличения, может сильно изменить мир.
Вся органика на Земле создана за счет фотосинтеза. И растения с удивительной эффективностью используют свет: каждый поглощенный фотон приводит к химической реакции. Мы пока об этом только мечтаем. А ведь как это здорово - производить многие нужные вещества с помощью света!
Современная электроника идет по пути создания все более мелкомасштабных элементов. Сегодня уже есть транзисторы размером 10 нанометров. На такой длине можно разместить 100 атомов. Эти объекты работают по законам классической физики. А мы готовимся к качественному переходу, когда элементами устройств будут отдельные молекулы. Когда компьютеры будут работать так же, как человеческий мозг.
Речь идет о создании квантового компьютера. Он будет работать от розетки, но обрабатывать информацию будет светом. Это материальная база для создания искусственного интеллекта. Когда информация на электронных устройствах будет идти на молекулярном уровне, как и в нашем мозгу, это существенно расширит возможности и объем памяти компьютеров.
- Можно ли с помощью фотохимии создать особую пленку или краску, покрыть ею дом и освещать помещение, заряжать гаджеты за счет энергии солнечного света?
- Можно создать фотогальванические устройства. Эксперименты в этом направлении ведутся очень интенсивно во всем мире, в том числе и в России. Пока жечь мазут гораздо выгоднее, чем получать чистую энергию от Солнца. Сегодня производство солнечных панелей достаточно дорогое и вредит экологии. А фотогальванические пленки будут экологически чистыми и дешевыми. Мы к этому придем. Вот простой зеленый листок - идеальное фотогальваническое устройство: он растет сам и вполне эффективно справляется с фотосинтезом.
Автор: Ольга Поплавская
