В начале 1940-х наш соотечественник, физик-экспериментатор Евгений Завойский открыл явление электронного парамагнитного резонанса. Этот научный прорыв привел к возникновению новой области исследований — магнитной радиоспектроскопии, которая сегодня по праву считается одним из инструментов для создания СПИНовых технологий.
В этом году на премию РАН представлена изданная на английском языке книга директора Казанского физико-технического института им. Е.К.Завойского, заместителя председателя Казанского научного центра РАН, академика Кева Салихова “Electron paramagnetic resonance: From fundamental research to pioneering applications&Zavoisky award”. Красочное издание рассказывает о перспективном научном направлении, переживающем сейчас настоящий ренессанс, а также о людях (начиная с Е.К.Завойского), которые внесли выдающийся вклад в его развитие.
Явление ЭПР открыл в нашей стране в 1944 году Евгений Константинович Завойский, будучи доцентом Казанского государственного университета. В 1945-1946 годах ученый стал одним из основателей КФТИ АН СССР (ныне — КФТИ РАН), совместно с членами-корреспондентами АН СССР С.А.Альтшулером и Б.М.Козыревым создал признанную во всем мире Казанскую школу радиоспектроскопии.
Судьба открытия Е.К.Завой-ского сложилась счастливо. За прошедшие годы методы ЭПР стали замечательным инструментом исследования в физике, химии, биологии, минералогии, других областях науки и технологии. Появляются новые методики, основанные на ЭПР, расширяются области приложения.
Книга Кева Салихова в доступной наглядной форме рассказывает об огромном значении открытия Евгения Завойского. В ней излагаются физические основы ЭПР, дается краткое изложение методов спектроскопии электронного парамагнитного резонанса, вводятся основные физические характеристики молекул, веществ, которые могут быть получены с их помощью, описываются методы управления состоянием электронных спинов. В книге приведен ряд примеров, которые показывают, что ЭПР действительно имеет необозримый потенциал.
Интересные результаты получены в Институте химической кинетики и горения СО РАН при изучении образования агрегатов биомакромолекул (А.Д.Милов, Ю.Д.Цветков), проникновения воды в мембрану (С.А.Дзюба).
Важнейшей проблемой является адресная доставка лекарств. ЭПР оказался весьма полезным инструментом для разработки технологии приготовления таблеток, которые обеспечивают адресную доставку лекарств (К.Мэдер, Германия).
В связи с развитием водородной энергетики огромный интерес вызывает механизм расщепления молекул водорода на протоны и электроны. Например, [FeFe]-гидрогеназа в природе очень эффективно расщепляет молекулы водорода. С помощью ЭПР удалось показать, что активный центр этого катализатора изменяет свое спиновое состояние, осуществляется переход между парамагнитным и диамагнитным состояниями (В.Любитц, Германия).
ЭПР дает уникальную информацию о квантовой природе магнетизма. В книге также приведены результаты изучения с помощью ЭПР магнетизма производных фуллерена, переноса электрона в молекулярных нанопроволоках, примеры использования ЭПР для изучения механизма химических реакций, в том числе разделения зарядов на первичной стадии ассимиляции солнечной энергии фотосинтетическими системами.
Дан пример применения ЭПР для датирования археологических находок (А.Скиннер, США).
Одно из важных применений ЭПР связано с изучением природы активных центров твердотельных лазеров. Большой интерес вызывают спиновые кластеры. Они могут дать новые молекулярные магниты и стать элементной базой квантовых компьютеров. В книге обобщаются результаты исследования спиновых кластеров, полученные В.К.Воронковой с коллегами (КФТИ КазНЦ РАН).
Но науку делают люди. Поэтому в соответствующем разделе книги идет речь о плеяде замечательных последователей Е.К.Завойского. Представлены более 20 профессоров из России, США, Германии, Нидерландов, Великобритании. Эти ученые были удостоены престижной международной премии имени Е.К.Завойского за выдающийся вклад в развитие спектроскопии электронного парамагнитного резонанса и ее применение.
Завершается издание сюжетами, которые иллюстрируют огромный потенциал спектроскопии ЭПР. В 1969 году в Казани состоялась международная конференция, посвященная 25-летию открытия ЭПР. Лауреат Нобелевской премии А.Кастлер (Франция) так оценил значение открытия электронного парамагнитного резонанса:
“Вчерашним вечером, когда мы приближались к казанскому аэропорту, чтобы присутствовать на этой конференции, наш самолет пролетел над Волгой. Увидеть эту реку было для нас волнующим событием. Волга начинается с небольшого источника, растет все больше и больше и, наконец, превращается в громадный поток, многоводный, как море. Так и парамагнитный резонанс. Он начался с небольшого эксперимента, выполненного в Казанском университете 25 лет назад, и за прошедшие годы превратился в огромную область исследований, привел к тысячам экспериментов и публикаций. Теперь самое подходящее время оглянуться назад и обозреть совершенное”.
Именно это и сделано в представленной на премию РАН книге.
Белла Светина
Нет комментариев