Ступени становления и развития отечественной химии и наук о Земле

О

Ступени становления и развития

отечественной химии и наук о Земле :

О ... :

Л

История Отделения химии и наук о Земле НАН Беларуси началась с природоведческой секции и ряда подсекций - геолого-почвоведческой, химии, физики, математики и метрологии, зоологической, ботанической, географической, которые были выделены 12 февраля 1926 г. в Институте белорусской культуры. В этом же году открылась химическая лаборатория, а спустя три года ее преобразовали в Институт химии АН БССР. Организационную работу, а впоследствии и Институт, возглавил академик Владимир Викторович Шкателов. На первых порах сотрудники отвечали на запросы Геологического института БССР. Но начиная с 1933 г. их научная деятельность была сконцентрирована на решении задач, связанных с химическими исследованиями минерального и органического сырья республики, органического катализа, адсорбции, кинетики химических реакций и строения высокомолекулярных соединений.

В конце мая 1936 г. после разделения организаций Академии на два отделения - математических и естественных наук и общественных наук - в состав первого вошли Институт геологии и гидрогеологии (1927г.), Институт химии (1929 г.), Институт агропочвоведения и удобрений (1931 г.) и Институт торфа (1932 г.).

Война внесла свои коррективы в деятельность ученых. Белорусские химики принимали самое активное участие в обеспечении победы над фашистской Германией. Уже в конце 1941 г. члены-корреспонденты АН БССР Б.В. Ерофеев и A.M. Розин провели успешные исследования по определению содержания редких элементов ванадия и лития в горных породах Урало-Волжского региона,

сыгравшие значительную роль в производстве высококачественных сталей. Впоследствии Б.В. Ерофеев разработал и наладил выпуск прозрачной брони из органического стекла для самолетов.

Следует подчеркнуть, что в военное время достижения ученых оперативно воспринимались промышленностью. Так, для удовлетворения ее нужд в моторном топливе членом-корреспондентом академии Б.К. Климовым в 1942 г. была разработана система печей для полукоксования углей и сланцев. Результаты исследований ученых Института торфа по коксованию печорских углей в смеси с торфом, проведенных в 1943 г., были учтены при восстановлении коксогазового завода в Ленинграде. Под руководством члена-корреспондента

B.Е. Раковского была предложена технология комплексной переработки торфа с получением кокса и моторного топлива. Сотрудники лаборатории физико-химии коллоидов, которой заведовал академик С.М. Липатов, разработали метод деэмульсации нефти путем разрушения эмульсии пористыми твердыми телами, пропитанными насыщенным раствором поваренной соли. Член-корреспондент Н.Ф. Ермоленко предложил принципы очистки бензина от серы глинами и бокситами парофазным методом периодического действия.

С учетом угрозы применения гитлеровцами химического оружия, по заданию Наркомата обороны СССР

C.М. Липатовым был разработан метод использования белков жмыха в качестве основы для пропитки защитных тканей. Сотрудники Института торфа спроектировали установку, предназначенную для обеспечения активными углями газоубежища.

В период с 1946 по 1958 г. в Институте химии и Институте торфа проводились изыскания по физической, органической, коллоидной химии и химии торфа. В Институте геологических наук занимались исследованиями в области наук о Земле. Работа ученых способствовала обнаружению на территории республики месторождений калийных солей и нефти.

Новые задачи, связанные с повышением темпов химизации народного хозяйства, поставил перед наукой Беларуси Пленум ЦК КПСС в 1958 г. В результате страна стала крупным центром современной химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической индустрии. С учетом быстрого роста этих отраслей промышленности расширился фронт химических исследований, повысилась их научная и практическая эффективность. В начале 1959 г. на базе Института химии образовались Институт физико-органической химии и Институт общей и неорганической химии. В этом же году они совместно с Институтом геологических наук были включены в состав Отделения физико-математических, химических и геологических наук, а Институт торфа вошел в состав Отделения технических наук.

Самостоятельным Отделение химических наук стало только в 1963 г., а в 1970 г. было переименовано в Отделение химических и геологических наук. В него вошли Институт физико-органической химии, Институт общей и неорганической химии и лаборатория геохимических проблем. Институт геологических наук перешел в ведомство Государственного геологического комитета при Совете Министров СССР. Одновременно Институт торфа был передан в Государственный комитет по топливу при Госплане СССР, а в 1966 г. возвращен в АН БССР и включен в состав Отделения, которое возглавил академик Н.Ф. Ермоленко.

Лаборатория геохимических проблем в 1971 г. была преобразована в Институт геохимии и геофизики. Через год при Институте физико-органической химии АН БССР создан Отдел биоорганической химии и на его основе в начале 1974 г. организован Институт биоорганической химии. Его основателем и первым директором был академик А.А. Ахрем.

С1969 по 1982 г. Отделением руководил академик Н.И. Мицкевич. Этот период связан с высокими научными достижениями таких известных ученых-химиков, как М.М. Павлюченко, В.В. Свиридов, В.С. Комаров. Стоит отметить, что на 1960-1970-е гг. пришелся расцвет геологических наук, большой вклад в развитие которых внесли Г.В. Богомолов, Г.И. Горецкий, Р.Г. Гарецкий, К.И.Лукашев, А.С. Махнач.

На протяжении 10лет Отделение возглавлял академик В.С. Комаров. В 1990 г. Институт торфа был переименован в Институт проблем использования природных ресурсов и экологии НАН Беларуси. Работой Отделения с 1992 по 2002 г. руководил академик И.И. Лиштван. В 1999 г. было принято решение об изменении названия на более

соответствующее тематике исследований, выполняемых организациями, - Отделение химических наук и наук о Земле.

На базе химико-технологического центра и отдела кинетики и реакционной способности Института физико-органической химии в 1998 г. был учрежден Институт химии новых материалов НАН Беларуси, основателем и бессменным лидером которого является академик В.Е. Агабеков.

По инициативе Института проблем использования природных ресурсов и экологии НАН Беларуси 19 января 2000 г. в г. Бресте создан Отдел проблем Полесья, который спустя 5 лет был преобразован в Полесский аграрно-экологический институт.

Свое нынешнее название Отделение химии и наук о Земле получило в 2003 г., когда им руководил академик Ф.А. Лахвич. На этом посту его сменил академик Н.П. Крутько, в бытность которого произошли наиболее значимые структурные изменения. За Отделением были закреплены государственные научно-производственные объединения «Химический синтез и биотехнологии» и «Химические продукты и технологии», созданы научно-практические центры. Институт химии новых материалов НАН Беларуси был включен в состав Научно-практического центра по материаловедению и, соответственно, вошел в Физико-техническое отделение. Произошла реорганизация Института проблем использования природных ресурсов и экологии путем присоединения к нему части сотрудников Института геохимии и геофизики, а в 2008 г. он был переименован в Институт природопользования НАН Беларуси.

Сегодня в Отделение входят: государственные научные учреждения - Институт общей и неорганической химии, Институт физико-органической химии, Институт биоорганической химии, Институт природопользования и Полесский аграрно-экологический институт, а также Республиканский центр полярных исследований, Экспериментальная база «Свислочь», Хозрасчетное опытное производство Института биоорганической химии и предприятие «Академфарм». За Отделением закреплено ГНПО «Химические продукты и технологии».

В составе организаций Отделения созданы научно-исследовательские лаборатории и центры перспективных научных направлений, научно-технические кластеры, среди них Ведущий центр по изучению химических основ жизни, «Химфармсинтез», «Академфарм», «Аминокислоты» и «Чистая вода», Научный центр технологий добычи и переработки калийного сырья, Республиканский научный центр торфа и сапропелей, Головной научный центр литосферы, гидросферы и полезных ископаемых, Ведущий научный центр геоэкологических исследований.

В организациях Отделения химии и наук о Земле работают более 1 тыс. человек, в том числе 17 академиков и 14 членов-корреспондентов, 48 докторов и 195 кандидатов наук, 599 научных сотрудников.

Научные школы

Гордость Отделения - научные школы мирового уровня. Нельзя обойти стороной их вклад в отечественную науку, народное хозяйство, образование и здравоохранение, в сокровищницу мировых знаний. За каждой научной школой стоит многолетний самоотверженный труд целых коллективов ученых, работу которых возглавляют авторитетные и признанные лидеры.

Институт биоорганической химии - ведущий научный центр Республики Беларусь в области биоорганической химии, известен в мире своими фундаментальными исследованиями по химии биополимеров (белки, нуклеиновые кислоты) и низкомолекулярных биорегуляторов (нуклеозиды, нукле-отиды, производные стероидов, простагландины, липиды, пептиды), молекулярно-биохимическим аспектам генной инженерии и биотехнологии.

Научная школа по биоорганической химии, химии природных и физиологически активных веществ основана в 1970-е гг. академиком А.А. Ахре-мом и представлена 26 докторами и более чем 40 кандидатами наук. Ими опубликовано порядка 800 научных работ, в том числе 13 монографий, получено свыше 100 авторских свидетельств СССР на изобретения и патентов Республики Беларусь. Широкомасштабные комплексные исследования по химии и биологическому действию стероидов привели к созданию новых методов частичного и полного синтеза стероидов и родственных им структур. Представителями школы внесен значительный вклад в разработку методов синтеза и новых соединений пептидной природы. Последователем школы Ахрема стал академик, лауреат Государственной премии Республики Беларусь Ф.А. Лахвич. Научные приоритеты школы связаны с процессами синтеза природных низкомолекулярных биорегуляторов (простагландинов, стероидов, пестицидов, феромонов насекомых, поликетидов и др.) и их биологически активных аналогов с использованием производных ß-ди-карбонильных соединений и их латентных форм изоксазолов и изоксазолинов в качестве универсальных строительных блоков - синтонов. Результатом этой работы стала технология получения ряда современных химических средств защиты и стимулирования роста растений, оригинальных фармакологических агентов.

Успешно развивается научная школа академика, лауреата Государственной премии Республики Беларусь В.А. Хрипача - химический синтез, структурно-функциональные и прикладные аспекты новых типов стероидных биорегуляторов, в том числе гормонов растений - брассиностероидов и родственных

им физиологически активных веществ. В ходе широкомасштабных исследований здесь впервые в мире создан теоретический и практический базис для их широкого применения в качестве основы принципиально новых препаратов сельскохозяйственного и лечебно-профилактического назначения, многие из них внедрены в практику.

Научная школа члена-корреспондента С.А. Уса-нова по структурной химии белков установила молекулярные механизмы ряда наследственных заболеваний человека и метаболизма лекарств. На основе достижений школы разработаны новые молекулярно-биологические методы исследования, наукоемкие технологии, позволяющие получать важнейшие рекомбинантные белки человека в вы-сокоочищенном состоянии, разработаны принципы использования монооксигеназного катализа и рекомбинантных белков для нужд биотехнологии и медицинской практики. Ученые создали молекулярные диагностикумы нового поколения, основанные на использовании полимеразной цепной реакции, промышленный выпуск которых планируется начать на УП «ХОП ИБОХ НАН Беларуси».

Член-корреспондент, лауреат Государственной премии Республики Беларусь И.А. Михайлопуло возглавляет исследования в области химико-эн-зиматических превращений компонентов нуклеиновых кислот. Школа известна своими высокоэффективными методами получения большого числа указанных соединений, что создало предпосылки для направленного поиска новых биологически активных соединений. Организованы производства отечественных высокоэффективных онкогематоло-гических и противовирусных препаратов, таких как цитарабин, лейкладин, замицит, флударабел и др.

В Институте общей и неорганической химии сформировалась научная школа по коллоидной химии и физико-химической механике природных дисперсных систем, основанная академиком М.М. Павлюченко. В настоящее время она представлена 10 докторами и более чем 40 кандидатами наук. Возглавляет ее академик Н.П. Крутько, под руководством которого получили развитие исследования в области коллоидно-химических свойств поверхностно-активных веществ, полиэлектролитов и полимерных комплексов в водно-солевых средах, межфазных взаимодействий в ультрадисперсных твердофазных системах и микроэмульсиях. Эти работы позволили заложить научные основы создания нанодисперсных порошков оксидов металлов, реакционно-активных волокон, композиционных материалов различного назначения, внедрить новые энерго- и ресурсосбрегающие технологии и материалы для ремонта и содержания дорог, освоить технологические процессы получения неслеживающихся, непылящих

мелкозернистых и гранулированных калииных удобрений, разработать ряд технологии получения бесхлорных калийных и комплексных NPK-удобре-ний. В рамках данного направления за последние годы опубликовано более 400 статей, в том числе 3 монографии, получено более 20 патентов на изобретения Республики Беларусь. За разработку и внедрение технологий производства калийных удобрений с улучшенными физическими и агрохимическими свойствами, ресурсосберегающих технологий добычи и переработки сильвинитовых руд на РУП «ПО «Беларуськалий», повышающих конкурентоспособность калийных удобрений на мировом рынке, получены две Государственные премии - БССР и Республики Беларусь. Школа академика Н.П. Крутько имеет международные научные и научно-технические связи с учеными России, Украины, Германии, Польши, Китая, Вьетнама и др.

Институт физико-органической химии НАН Беларуси - лидер в разработке и производстве волокнистых хемосорбционных материалов, экстракционных и мембранных технологий, в области органического синтеза гетероциклических и эле-ментоорганических соединений. За вклад в развитие науки провинции Хенань (Китай) учреждение награждено Золотой медалью Хенаньской академии наук. В институте сложились научные школы по органическому синтезу, заложенные академиком Н.С. Козловым, членами-корреспондентами Ю.А. Ольдекопом и Н.А. Майером. В настоящее время эту работу продолжает член-корреспондент В.И. Поткин. Открыты и изучены реакции гетеро-циклизации азометинов с карбонильными соединениями, а также реакции гидроаминирования кислородсодержащих соединений. Разработаны электрохимические способы получения я-комплек-сов переходных металлов, методы синтеза разнообразных функционально замещенных алифатических и гетероциклических галогензамещенных соединений, органических и элементоорганических пероксидов.

Успешно функционирует научная школа по химии и физико-химии полимеров, теории ионного обмена во главе с академиком В.С. Солдатовым. Ею предложены новые варианты термодинамического описания ионообменных процессов, математические и компьютерные модели ионитов. Учеными сформирован новый теоретический подход к оценке свойств ионитов и разработаны новые волокнистые хемосорбционные материалы для извлечения вредных и опасных веществ из газовоздушных и водных сред, организовано опытно-промышленное производство. Производимая продукция экспортируется за рубеж. Созданы научные основы и разработаны технологии получения искусствен-

ных почв, волокнистых ионообменных материалов, мембран и мембранных процессов, а также выделения аминокислот из продуктов микробного синтеза.

Широкое развитие получили работы по фи-зико-химии процессов получения и функционирования полимерных мембран под руководством академика А.В. Бильдюкевича. Сформулированы и экспериментально подтверждены общие принципы формирования пористых проницаемых структур с использованием иммерсионного метода формования, предложен механизм формирования структуры селективного слоя мембран при введении порообразователей. Это позволило получить мембраны из широкого круга полимеров: ацетата целлюлозы, сополимеров акрилонитрила, алифатических и ароматических полиамидов, поливинилхлорида, полисульфона. Создано опытно-промышленное производство капиллярных ультрафильтрационных мембран и мембранных элементов, освоен выпуск автоматизированных модульных мембранных установок для водоподготовки на предприятиях энергетического комплекса страны.

В перечне ведущих научных школ, работающих в системе Отделения химии и наук о Земле, особое место занимает школа физико-химии и физико-химической механики природных дисперсных систем, получившая международное признание. Она сформирована и развивается в Институте природопользования НАН Беларуси под руководством академика И.И. Лиштвана. Широкую известность получили работы по решению коллоидно-химических проблем экологии, охраны окружающей среды и природопользования. Исследователи внесли значительный вклад в разработку актуальных проблем физико-химии и комплексной переработки торфа, включая химию гуминовых веществ, битумов и биологически активных соединений. Результаты этой работы используются на ОАО «Зеленоборское» Смолевичского района, где организовано производство жидких гуминовых микроудобрений «ЭлеГум», положены в основу проекта по созданию горно-химического комбината по глубокой переработке торфа из сырья торфяных месторождений «Туршов-ка-Чертово». Школа имеет широкие международные научные связи с учеными стран СНГ и других государств, таких как Польша, Германия, Финляндия, Китай, Япония и др.

Эколого-географическую научную школу Института природопользования НАН Беларуси возглавляет академик В.Ф. Логинов - известный ученый, обогативший географическую науку трудами в области исследования климата и его изменений под влиянием естественных и антропогенных факторов. На начальном этапе в конце

прошлого столетия научная работа географов была ориентирована на оценку, прогнозирование и оптимизацию антропогенных воздействий на биосферу, разработку научных основ природопользования и охраны окружающей среды. Но со временем географические исследования постепенно трансформировались в эколого-ге-ографические. Их результаты служат научному обеспечению ряда Международных природоохранных конвенций: Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, Рамочной конвенции ООН об изменении климата, Стокгольмской конвенции по СОЗ. Под руководством академика Логинова выполнено крупномасштабное теоретическое и прикладное изучение климата Беларуси, осуществлен мониторинг глобального климата, разработаны научно-прикладной справочник по агроклиматическим ресурсам нашей страны, Национальная климатическая программа, создана система информирования пользователей о состоянии природной среды республики.

В рамках геоэкологических исследований урбанизированных территорий разработаны научно-методические основы эколого-географического анализа городских ландшафтов, критерии классификации городов по обеспеченности зелеными насаждениями, земельными и водными ресурсами, оценены природно-ресурсные условия модельных городов и проблемы их устойчивого развития. Выполняются работы по оценке эмиссионных факторов тяжелых металлов и стойких органических загрязнителей. Результаты исследований используются при корректировке генпланов городов, разработке нормативно-технической документации.

Эколого-географическая научная школа развивается и пополняется за счет молодых высококвалифицированных кадров: за последние 15 лет (2001-2015 гг.) сотрудниками института защищены 4 докторских и 12 кандидатских диссертаций.

Геология как одна из основных дисциплин в комплексе наук о Земле входит в число фундаментальных направлений, развиваемых во всех странах мира. Ей принадлежит существенная роль в решении проблем поиска месторождений полезных ископаемых, сохранения окружающей среды, прогноза опасных природных и техногенных явлений, смягчения последствий стихийных бедствий. Значительный вклад в развитие белорусской геологии внесли академики Г.В. Богомолов, Г.И. Горецкий, Р.Г. Га-рецкий, К.И. Лукашев, А.В. Матвеев, А.С. Махнач, А.А. Махнач, члены-корреспонденты Р.Е. Айзберг, А.М. Жирмунский, А.В. Кудельский, В.А. Кузнецов, А.М. Розин, А.В. Фурсенко. Благодаря их усилиям в республике сформировался и получил мировое признание ряд научных направлений. Среди них:

региональная геология, тектоника, литология, стратиграфия, палеонтология, геохимия, геофизика, гидрогеология, четвертичная геология, геоморфология, палеогеография, неотектоника и новейшая геодинамика. Последними двумя направлениями занимается академик А.К. Карабанов.

Работы белорусских ученых-геологов отличаются не только фундаментальностью, но и высокой практической значимостью. Благодаря их усилиям открыты Припятский нефтегазоносный бассейн, крупнейшие месторождения калийных и натриевых солей, минеральных вод и других полезных ископаемых.

Вклад представителей Отделения в развитие отечественной науки получил широкое общественное признание. Звания лауреата Государственной премии СССР удостоены пять членов Отделения, Государственной премией БССР и Государственной премией Республики Беларусь в разные годы награждены 44 человека. Почетное звание «Заслуженный деятель науки и техники БССР» получили три исследователя, почетное звание «Заслуженный деятель науки БССР» и «Заслуженный деятель науки Республики Беларусь» присвоено 19 научным сотрудникам.

Важнейшими направлениями исследований организаций Отделения химии и наук о Земле последних лет стали проблемы органического синтеза функционально замещенных гетероциклических, ароматических и алифатических соединений, ионообменных и экстракционных процессов, полимеров специального назначения. Ученые изучают поверхностные явления в дисперсных системах, структуру и функции биополимеров и низкомолекулярных биорегуляторов, разрабатывают имму-нохимические и молекулярно-биологические наборы реактивов для медицинской и ветеринарной диагностики, производят фармацевтические субстанции и готовые лекарственные формы. Ведутся работы по созданию новых химически активных систем и устройств для технологических и экологических нужд, средств защиты и стимулирования роста растений, по комплексной переработке хлорсодержащих солей и отходов их производства. В ведении исследователей - вопросы охраны окружающей среды, прогнозирование и оптимизация антропогенных воздействий на природные комплексы, комплексное использование и технологии переработки полезных ископаемых. Это довольно широкий спектр проблем, которые успешно решаются научными коллективами Отделения химии и наук о Земле НАН Беларуси. СИ

Владимир ЛЕВАШКЕВИЧ, заместитель академика-секретаря Отделения химии и наук о Земле

Жанна КОМАРОВА