Ученые СПбГУ: «Природа создала аналог искусственных полимеров куда раньше человека»
Международная группа ученых, в состав которой вошел профессор СПбГУ Сергей Кривовичев, выяснила, что известные с середины ХХ века якутские минералы степановит и жемчужниковит являются природными аналогами полимеров, искусственно созданных в 1990-х годах. Результаты исследования, которое меняет представление ученых о широко применяемых в химии и фармакологии металлорганических каркасных структурах, представлены в научной статье Minerals with metal-organic framework structures, опубликованной престижным научным журналом Science Advances.
Минералы степановит и жемчужниковит были открыты в Якутии в середине XX века и названы в честь известных геологов Павла Ивановича Степанова и Юрия Аполлоновича Жемчужникова. Советские ученые определили формулу этих минералов, однако структура их до настоящего времени была неизвестна. Проблемой ее расшифровки занимались многие ученые. Решить ее удалось в 2016 году профессору СПбГУ Сергею Кривовичеву и главному научному сотруднику кафедры минералогии МГУ профессору РАН Игорю Пекову.
Минералы исследовали на уникальном оборудовании, расположенном в ресурсном центре «Рентгенодифракционные методы исследования» Научного парка СПбГУ. Проведенный анализ позволил ученым расшифровать кристаллические структуры степановита и жемчужниковита.
Параллельно изучением этих минералов занимались химики Томислав Фришчич и Игорь Хаскич из Университета Макгилла (McGill University). Исследуя металлорганические каркасы (МОК), они предположили, что ряд интересных соединений с МОК может иметь природные аналоги — степановит и жемчужниковит. Они синтезировали эти минералы в лаборатории и расшифровали их структуру, а узнав, что ученые в России получили данные и по природным образцам, предложили коллегам продолжить работу вместе.
Результатом исследования стало уникальное открытие — металлорганические каркасные структуры не являются изобретением человека. МОК, хоть и в виде редких минералов, существовали на Земле задолго до того, как их сконструировали ученые-химики. Первыми найденными в природе кристаллами с МОК оказались степановит и жемчужниковит, однако исследователи не исключают, что аналогичные «синтетические минералы» могут быть обнаружены не только в Сибири.
«Степановит и жемчужниковит — это интереснейшие органические минералы, которые находятся как бы на границе геосферы и биосферы. Ученые-химики хорошо знают, что металлорганические каркасы и координационные полимеры являются одним из самых перспективных направлений развития современной неорганической химии. А наша работа показала, что они связаны и с минералогией! По сути, это фундаментальное открытие, находящееся на стыке двух наук», — рассказал Сергей Кривовичев.
Профессор СПбГУ отметил, что проведенное исследование позволило ученым убедиться в возможности образования в природе материалов, которые всегда рассматривались как абсолютно искусственные. «Оказалось, что принципы самосборки новых структур, применяемые сегодня в лабораторных условиях, действуют и в природе, а значит, могут приводить к крайне любопытным открытиям в области минералогии координационных полимеров», — добавил Сергей Кривовичев.
Для информации: Журнал Nature включил открытие российских и канадских ученых в число самых значимых научных результатов в мире за последнюю неделю.
Заведующий кафедрой кристаллографии СПбГУ доктор геолого-минералогических наук, профессор Сергей Кривовичев является одним из наиболее известных в мире ученых в области минералогии. В 2014 году был избран президентом Международной минералогической ассоциации — самой авторитетной минералогической организации в мире.
В 2005 году ММА утвердила название нового минерала в честь Сергея Кривовичева — кривовичевит. Деятельность исследователя отмечена престижными российскими и зарубежными наградами: премией президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых, медалью для молодых ученых Российского минералогического общества, медалью с премией для молодых ученых РАН, золотой медалью с премией Алферовского фонда поддержки образования и науки, медалью Европейского минералогического союза, медалью с премией Европейской академии наук и др.