Лекция Современная химия: экономический и социальный эффект

1.4. Концепция лазерной химии.
Одним из разделов современной химии является лазерная химия. Она начала развиваться в 60-ые годы ХХ века после открытия лазеров – устройств, преобразующих различные виды энергии (электрическую, световую, химическую, тепловую и др.) в энергию когерентного электромагнитного излучения (это колебания, описываемые гармоническими функциями, например, синусоидальной). Само название «ЛАЗЕР» («LASER») является аббревиатурой слов английской фразы: Light Amplification Stimulated Emission of Radiation (усиление света в результате вынужденного излучения).
Принцип работы лазера состоит, во-первых, в переводе квантовой системы – источника лазерного излучения – в возбужденное состояние (в результате интенсивного поглощения энергии атомом вещества) путем воздействия на него источника энергии (накачка лазера), и, во-вторых, испускания этой возбужденной квантовой системой электромагнитного излучения.
В зависимости от типа лазера в качестве источника генерируемого излучения используются различные вещества: твердые (стекла, рубины, гранаты), в которые добавляют соединения, содержащие легко возбуждаемые атомы, а также растворы красителей или атомы благородных металлов. Подбирая частоту лазерного излучения, можно менять глубину его проникновения в зону химической реакции. Основное значение при этом имеет высокая однородность (монохроматичность) излучения, позволяющая избирательно активировать определенные молекулы в реакционной смеси.
Другими словами, механизм лазерной химии заключается в избирательной активации определенных химических связей лазерным излучением, что, в конечном счете, должно приводить к образованию веществ с заданными свойствами.
Таким образом, можно сделать вывод, что лазерная химия является одним из эффективных методов инициирования (или активации) химических процессов.
1.5. Химия экстремальных состояний как направление в химии появилась в середине 19 века благодаря экспериментам К. де Латура. Основным предметом выступают исследования химических процессов в сверхкритических средах. В качестве первой и основной экспериментальной среды выступала вода, затем к ней добавились (по мере определения критической точки) диоксид углерода, ксенон, этанол, этан, этилен, аммиак, оксид одновалентного азота.
Значительную роль имеет использование сверхкритических сред для осуществления каталитических реакций, в которых катализатор проявляет наибольшую устойчивость. При взаимодействии реагентов с катализатором происходит ослабление исходных химических связей. Оно возможно при энергетической активизации реагента, которая достигается при тепловом либо радиоактивном воздействии. Вопросами энергетической активизации реагента занимается современная химия экстремальных состояний, которая включает плазмохимию, радиационную химию, химию высоких энергий, высоких давлений и температур.