3877

В механизме рождения и взаимопревращений, единства всех «атомов» существенна роль не только нейтриния – «легкого» Ньютония – Эфира Менделеева, но и нейтрония – «тяжелого» Ньютония.

Нейтрон участвует и обеспечивает множество процессов, ведущих к рождению и взаимопревращению «атомов», начиная с процесса собственного распада и рождения Водорода (первого атома), проходя через реакции синтеза и деления, испускания и захвата, и заканчивая образованием нейтронных звезд (последних «атомов» в эволюции химических элементов).

Можно утверждать, что вся система «тяжелых» (барионных) «атомов» начинается и заканчивается Нейтронием, да и все традиционные химические Элементы можно рассматривать как определенные состояния изотопов Нейтрония. Именно Нейтроний рождает первый элемент стандартной Периодической системы – Водород и симметрично ему первый элемент Антимира – Антиводород.

И именно, «супертяжелым» Нейтронием заканчивается симметричная Периодическая система химических элементов! А в астрономии «супертяжелым» Нейтронием заканчивается эволюция некоторых Звезд!

Нейтроний и нейтриний оказываются как раз теми основными «элементами», которые порождают или участвуют в рождении всех остальных элементов Периодической системы и которые являются тем «цементом», который связывает в единое Целое всю Систему атомов и всю нашу Вселенную.

Итак, стоит признать реальность, предсказанного Д.И. Менделеевым тринадцатого неизвестного элемента, Ньютония (Нейтриния и Нейтрония), а вместе с ним и существование нулевого периода, и очередную правоту великого ученого, даже как казалось, в «очевидной ошибке».

Посмотрим, что об этом думают современные физики/ В настоящее время трудно установить доли разных компонент

материи во Вселенной. Один из возможных вариантов, встречающийся в разных моделях, оценивает эти доли следующим образом (с точностью примерно 10%): вакуум (60%), темная материя (38%), обычная материя (2%), излучение (10-4%).

Основной вклад в полную плотность материи во Вселенной вносит темная материя (Dark Matter – DM). Доля обычного вещества

121

составляет малую часть полной плотности материи во Вселенной. Предполагают, что темную материю составляют частицы, не обнаруживающие себя путем испускания фотонов. Среди них первое место занимает массивное нейтрино.

Рассматривают два вида темной материи: горячая темная материя, которая состоит из релятивистских частиц, и холодная темная материя, которая состоит из очень тяжелых нерелятивистских частиц. Изучение структуры темной материи играет важную роль в понимании эволюции Вселенной [8].

Видно, что Ньютоний Менделеева своим «легким» изотопом, Нейтринием обеспечивает заполняемость Вселенной горячей темной материей, а своим «тяжелым» изотопом, Нейтронием – холодной темной материей.

В заключение хочется еще раз привести слова Дмитрия Ивановича:

«Я и смотрю на свою далекую от полноты попытку понять природу мирового эфира с реально химической стороны не более, как на выражение суммы накопившихся у меня впечатлений, вырывающихся исключительно лишь по той причине, что мне не хочется, чтобы мысли, навеваемые действительностью, пропадали. Вероятно, что подобные же мысли приходили многим, но, пока они не изложены, они легко и часто исчезают и не развиваются, не влекут за собой постепенного накопления достоверного, которое одно сохраняется. Если в них есть хоть часть природной правды, которую мы все ищем, попытка моя не напрасна, ее разработают, дополнят и поправят, а если моя мысль неверна в основаниях, ее изложение, после того или иного вида опровержения, предохранит других от повторения. Другого пути для медленного, но прочного движения вперед я не знаю».

Литература

1.Менделеев, Д.И. Сочинения. Том 2 Периодический закон [Текст]: / Д.И. Менделеев – Ленинград: ГОСХИМТЕХИЗДАТ, Издательство Академии наук СССР, 1934 . 540 с.

2.Розенталь М.М. Философский словарь. [Текст]: / Ред. М.М.РозентальМосква:1975 – 703с

3.Менделеев, Д.И. Границ познания предвидеть невозможно [Текст]: / Д.И. Менделеев – Москва: Советская Россия, 1991 – 592с. - ISBN: 5-268-00909-5

122

4.Добротин, Р.Б. Летопись жизни и деятельности Д.И.Менделеева [Текст]:./Р.Б. Добротин, Отв. ред. Сторонкин А.В.- Ленинград: Наука, 1984 – 532 с.

5.Кедров, Б.М. О творчестве в науке и технике [Текст]: /Б.М. Кедров – Москва: Молодая гвардия,1987 - 136 с.

6.Климишин, И.А. Элементарная астрономия [Текст]: /И.А. Климишин – Москва: Наука,1991 – 464 с.

7.Семенов, Н.Н. 100 лет Периодического закона химических элементов [Текст]: / Н.Н. Семенов - Москва: Наука, 1969 – 384 с.

8.Сарычева, Л.И. Введение в физику микромира. Физика частиц и ядер [Текст]:/ Л.И. Сарычева – М.: Книжный дом

«ЛИБРОКОМ», 2010 – 224с., ISBN: 978-5-397-02675-8

9.Гольданский, В.И. Физическая химия позитрона и позитрония [Текст] / В.И. Гольданский - Москва: Наука, 1968. 174 с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 546.98:541.49

О.А. Дежина, А.Н. Корнеева, В.В. Корнеева

РАССМОТРЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОЙ ХИМИИ

В данной статье рассматривается супрамолекулярная химияхимияпроцессов, рассматриваемых за пределами молекул. Её объекты - супрамолекулярные ансамбли

Супрамолекулярная (надмолекулярная) химия-

междисциплинарная область науки, включающая химические, физические и биологические аспекты рассмотрения более сложных, чем молекулы, химических систем, связанных в единое целое посредством межмолекулярных (нековалентных) взаимодействий

[1].

Супрамолекулярная химия – химия за пределами молекул, изучает организованные ансамбли более высокого уровня сложности, такие как ассоциаты двух и более молекул, удерживаемые межмолекулярными силами.

123

Перспективной областью развития супрамолекулярной химии является создание молекулярных и супрамолекулярных устройств, которые основаны на определенной пространственной организации специфических компонентов и могут быть встроены в супрамолекулярные структуры. Основные функции супермолекул: молекулярное распознавание (избирательное связывание между двумя или более молекулами за счет нековалентных

есть имеющих геометрическое и химическое соответствие, фрагментов, подобно самопроизвольной сборке сложнейших пространственных структур в живой клетке.

Термин «супрамолекулярная химия» и основные понятия этой дисциплины были введены французским ученым Ж.- М. Леном в 1978 г. Компонентысупрамолекулярных ассоциатов принято называть рецептор (ρ) и субстрат (σ), где субстрат — меньший по

в твёрдом состоянии и относящиеся к твёрдым супрамолекулярным ансамблям (супрамолекулярные кристаллы и полимеры).

Рис.1. Комплексы типа «хозяин–гость», образованные краун-эфирами (макро-гетероциклические соединения, содержащие в своих циклах более 11 атомов, изкоторых не менее четырёх — гетероатомы, которые связаны между собой этиленовыми мостиками) и ионами щелочных металлов

Селективное связывание определённого субстрата (σ) и его рецептора (ρ) с образованием супермолекулы (σρ) происходит в результате процесса молекулярного распознавания. Если помимо центров связывания, рецептор содержит реакционноспособные функциональные группы, он может влиять на химические превращения на связанном с ним субстрате, выступая в качестве супрамолекулярного катализатора (ферментативный катализ) [2].

124

Супрамолекулярную химию можно разбить на две широкие, частично налагающиеся друг на друга области:

–химию супермолекул – дискретные олигомолекулярные образования, возникающие за счёт межмолекулярной ассоциации нескольких компонентов (рецептора и субстратов) в соответствии с некоторой «программой», работающей на основе принципов молекулярного распознавания;

–химию молекулярных ансамблей – полимолекулярных ассоциатов, которые образуются в результате спонтанной ассоциации неопределенного большого числа компонентов с переходом в специфическую фазу, имеющую четко обозначенную микроскопическую организацию и зависимые от ее природы характеристики (например, кристаллы).

Основные классы соединений:

Рецепторы – криптанды это семейство макрогетероциклических соединений, состоящих из двух и более циклов и являющихся мультидентнымилигандами в комплексах с катионами металлов (алкалиды) (рис. 2).

Рис.2. Криптанд

Каликсарены - это макроциклические соединения, продукты циклической олигомеризации (молекулы в виде цепочки из небольшого числа одинаковых составных звеньев) фенола с формальдегидом (рис. 3).

Рис. 3. Каликс-4-арен

Супермолекулыротаксаны это класс соединений, состоящих из молекулы гантелевидной формы и циклической молекулы, «надетой» на неё (рис. 4).

125

Рис. 4. Структура ротаксана

Катенаны - класс химических соединений, состоящих из двух или более кольцевых молекул, сплетённых механически (Некоторые молекулы ДНК имеют катенановую структуру) (рис. 5).

Рис. 5. Молекулакатенана

Ансамбли-Мицеллы это частицы в коллоидных системах, состоят из нерастворимого в данной среде ядра очень малого размера, окружённого стабилизирующей оболочкой адсорбированных ионов и молекул растворителя. Мицелла представляет собой ассоциат молекул (агрегаты, состоящие из десятка и сотен амфильных молекул) [3].

Липосомы- сферические везикулы, имеющие один или несколько липидных двойных слоёв. Образуются в смесях фосфолипидов с водой. Липосомы как наноконтейнеры для лекарственных веществ применяются в медицине при лечения рака, а также в составе косметических кремов.

Клеточная мембрана - эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов. Отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулирует обмен между клеткой и средой.

Жидкие кристаллы – это фазовое состояние, в которое переходят некоторые вещества при определённых условиях. Жидкие кристаллы обладают свойствами как жидкостей (текучесть), так и

126

кристаллов (анизотропия). Направление использования жидких кристаллов - термография.

Клатраты - соединения, образованные путем включения молекул, называемых гостями, в полости каркаса, состоящего из молекул другого сорта, называемых хозяевами, или в полость одной большой молекулы-хозяина. Часто между гостями и хозяевами нет иных взаимодействий, кроме ван-дер-ваальсовых.

Последние достижения связаны с процессами молекулярного распознавания и образования новых структур за счет «самопроцессов». Наиболее яркое проявление самосборки в живой природе – самосборка молекул нуклеиновых кислот, матричный синтез белков. Супрамолекулярная самосборка заключается в спонтанной ассоциации двух или более компонентов, приводящей к образованию или дискретных супермолекул, или протяженных полимолекулярных ансамблей (молекулярные слои, пленки). При этом процесс ассоциации происходит за счет нековалентных взаимодействий.

Методы супрамолекулярной химии находят широкое применение в химическом анализе, медицине, катализе, фотохимии. Супрамолеку-лярные структуры — основа многих современных технологий.

Литература

1.Стид Д. В., Этвуд Д. Л. Супрамолекулярная химия - Москва, Академкнига, 2007. Том 1.- 480 с.

2.Фенелонов В.Б. Введение в физическую химию формирования супрамолекулярной структуры адсорбентов и катализаторов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 414 с.

3.Суздалев И. П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига, 2006. 592 с.

4.Барсуков Л. И. Липосомы – Соросовскийобразовательный журнал, 1998.

Воронежский государственный технический университет

127

УДК 532.595.2

Д. Э. Иванова, В. В. Коротов, И. М. Винокурова

ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДА ОТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА

Статья раскрывает понятие гидравлического удара, его виды, основные уравнения и методы защиты

В процессе эксплуатации трубопроводных систем неизбежно возникают волновые явления различной природы, одно из которых – гидравлический удар. Явление гидравлического удара открыл в 1869 г. Н.Е. Жуковский. В трубопроводах он представляет собой возникающий мгновенно скачок давления, где перепад связан с резким изменением в скорости движения потока жидкости (рис.1). Например, в магистральных нефтепроводах при внезапной остановке насосов на промежуточной насосной станции. В результате, как правило, происходят прорывы в наиболее ослабленных местах трубопроводной системы, которая вследствие износа неспособна выдержать динамические нагрузки ударного характера.

Согласно эксплуатационному опыту причинами разрушения трубопроводов в 60% случаев являются гидроудары, около 25% приходится на коррозионные процессы, 15% - на природные явления и иные обстоятельства.

Актуальность вопроса заключается в том, что переходные режимы и сопровождающие их волновые процессы становятся причиной разрушения трубопроводов, поломки насосов или других нарушений нормальной работы насосных установок. Тогда как снижение вероятности появления гидравлических ударов позволяет повысить надежность и эффективность работы систем.

В соответствии с направлением скачка давления гидравлический удар может быть:

Положительным (повышение давления происходит вследствие резкого включения насоса либо перекрытия трубы).

Отрицательным (речь идет о падении давления в результате открытия заслонки либо выключения насоса).

128

Рис. 1. Природа гидравлического удара

В соответствии со временем распространения волны и периодом перекрытия задвижки (либо прочей запорной арматуры), в течение которого образовался гидравлический удар в трубах, его разделяют на:

Прямой (полный).

Непрямой (неполный).

Впервом случае фронт образовавшейся волны двигается в сторону, обратную первоначальному направлению потока жидкости. Дальнейшее движение будет зависеть от элементов трубопровода, которые располагаются до закрытой задвижки. Вполне вероятно, что фронт волны пройдет неоднократно прямое и обратное направление. При неполном гидравлическом ударе поток не только может начать двигаться в другую сторону, но и частично пройти далее через задвижку, если она закрыта не до конца.

Основные уравнения гидравлического удара:

1)Уравнение движения

(1)

2)Уравнение неразрывности

(2)

3)Уравнение состояния

(3)

129

Решение этой трехмерной системы дифференциальных уравнений при задании соответствующих граничных и начальных условий позволяет найти трехмерные поля всех параметров, характеризующих рассматриваемое течение жидкости.

Методы защиты. При выборе подходящящего метода для защиты системы труб от гидравлического удара, учитывают следующие факторы:

-число работающих насосов, включение/выключение регулируемого/непрерывного режима работы;

-нормальное отключение/остановка питания;

-риск потери устойчивости/усталостные проблемы, риск засорения и др.

Общее для всех методов защиты является то, что они должны основываться на полном понимании того, как они будут влиять на работу системы, и быть рассчитаны для каждого конкретного случая.

Различают активные и пассивные методы защиты трубопроводов от перегрузок по давлению. К активным относится создание волны повышенного давления, идущей навстречу волне повышенного давления. Волна пониженного давления создается путем посылки сигнала по линии связи с остановленной нефтеперекачивающей станции на предшествующую для отключения на ней одного или нескольких агрегатов. При этом возникает волна пониженного давления, двигающаяся по потоку. При встрече волн пониженного и повышенного давления они взаимно гасятся, и, следовательно, опасного повышения давления в трубопроводе не произойдет.

Система создания встречной волны пониженного давления включает:

-устройство для формирования сигнала при возникновении опасных возмущений давления (за критерий выбрана скорость нарастания давления, она должна быть не менее 1…1,2 МПа за 5…6

с):

-линию связи с остальными нефтеперекачивающими станциями;

-устройство для отключения одного или нескольких насосных агрегатов при поступлении сигнала.

Система создания волны пониженного давления (типа «Волна») внедрена на отдельных участках нефтепровода «Дружба».

130