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为化学事业奉献一生的人

курнаков
© Форпост Северо-Запад

尽管化学早在八年级就开始学习,但在几十个对经济有促进作用的行业中是必不可少的,如果让一个普通的俄罗斯人说出俄罗斯伟大的化学家的名字,那么绝对多数将是有限的。罗蒙诺索夫和门捷列夫。只有一小部分会增加第三个姓氏——尼古拉·库尔纳科夫院士。

俄罗斯最强大的专业研究机构之一是俄罗斯科学院普通与无机化学研究所。它成立于 1934 年,目前被列入领先科学组织的国际排名,并致力于国家的战略方向。仅在过去的六个月中,该机构的员工就合成了有望用于太阳能电池的混合卤化铋酸盐,并且基于众所周知的染料(酞菁),他们获得了一类新的分子开关,可以帮助对抗癌症。科学院富有成效的部门以第一任院长尼古拉·库尔纳科夫的名字命名。

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© Общественное достояние

当使用当代流行的教科书里写着这么一篇文章“在没有导师指导的情况下,进行最简单实验的化学初步研究”,下诺夫哥罗德一家封闭式军事体育馆的青年学子不太可能猜到即将到来的认可。他在父母家的阁楼上进行了第一次实验。最初,英雄马拉霍夫库尔干的儿子被预测到一个完全不同的职业生涯。然而,一个小小的家庭实验室决定了这个年轻人的未来职业选择。

домашняя лаборатория
© Общественное достояние

1877 年,尼古拉·谢苗诺维奇获得了可以进入任何高等教育机构的证书,并前往圣彼得堡的矿业学院就读。

为什么库尔纳科夫会选择上去矿业技术大学?化学和冶金方向一直是研究所教育和科学活动的主要方向之一。甚至在矿业学校开学之前,化学班就配备了洗矿台、各种熔炼和焙烧炉以及铸造设备。在实际工作中,运来了数千普特的各种矿石。现代矿物加工学院的五个系正是从这些课程中发展起来的:化学技术和能源加工、冶金、浓缩、物理和普通化学。

горный университет
© Общественное достояние

学业结束后,毕业生到阿尔泰出差,考察铜、银、铅的冶炼方法。回国后,尼古拉·谢苗诺维奇留在了母校——他被安排在凯瑟琳二世的化学实验室阅读特殊课程并教授实践课程。仅仅几个月后,由于出色的服务,他获得了第一枚圣斯坦尼斯劳斯勋章。

的确,很难形容这个年轻人有多开心。奖品是用贵金属和宝石制成的。德米特里·门捷列夫的侄女回忆说,她的叔叔接到下一个命令,对这种资源浪费感到非常不满。

在 19 世纪末,俄罗斯帝国的大学通常会派候选人到西欧实习。因此,这位年轻的科学家整个 1883 年都在国外度过。他曾在弗莱贝格学院的实验室工作,熟悉萨克森州和波希米亚的工厂、盐矿和啤酒厂,然后前往法国和奥地利了解分析艺术的当前工作方法。

他的毕业论文是“盐酿造的蒸发系统”,并在 1885 年的答辩中,库尔纳科夫获得了副教授的称号。1893 年尼古拉·谢苗诺维奇成为无机化学教授,1899 年 - 化学实验室和分析化学系的负责人,这被认为是最负盛名的。在接下来的几年里,这位科学家在继续在戈尔尼工作的同时,组织了电工学院物理化学和圣彼得堡理工学院普通化学的教学。

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© sbpstu.ru

教授说服三个研究所的团队朝着同一个方向努力。他一直关注通过吸引新力量来增加研究量。他的助手包括后来著名的 Sinal 炸药发明者亚历山大·库兹涅佐夫、未来矿业学院副院长彼得·萨尔道、苏联科学院通讯院士尼古拉·斯捷潘诺夫等。

随着新世纪的到来,尼古拉·谢苗诺维奇的研究活动开始了富有成果的鼎盛时期。

金属铂的精炼

尽管俄罗斯开采了大部分铂金,但还是大部分依赖国外市场。开发处理铂矿石的方法已成为一项挑战。

1922 年,库尔纳科夫领导了铂金和其他贵金属研究所,该研究所的主要重点是提炼方法的开发以及纯金属的相互分离。结果很快就出来了。叶卡捷琳堡的工厂开始生产铂,1923 年 - 钯和铱,1925 年 - 铑,1926 年 - 锇,1930 年 - 钌。随着时间的推移,其他企业也加入了这项业务。在同一时期,获得了提取铂及其所有卫星的技术,这仍然是现代精炼的基础。由于这项工作,尼古拉·库尔纳科夫 (Nikolai Kurnakov) 因其在铂族金属物理化学领域的科学工作而被授予列宁奖。

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© Форпост Северо-Запад / Горный музей

盐湖及沉积物

这位科学家从学生时代就对这个话题很感兴趣,并且在他的整个职业生涯中都没有停止研究:他调查了苏联许多盆地的盐水、泥浆和盐矿,确定了盐湖形成的原因和其工业用途的方式。在他的积极参与下,开发了钾镁盐的 Verkhnekamskoe 矿床,克里米亚盐湖和河口的镁、溴和碘储量,以及西西伯利亚领土的盐矿床。他还为索利卡姆斯克和第聂伯罗彼得罗夫斯克镁厂的启动做出了贡献。

门捷列夫曾感叹:“一个卡拉-博加兹矿床可以供应全世界最便宜的硫酸盐,奠定了基础。”

尼古拉·谢苗诺维奇组织了一个研究小组前往土库曼斯坦的探险,并研究了硫酸镁 - 氯化钠的水系统,这有助于开发从 Kara-Bogaz-Gol 湾水域中分离芒硝的方法。1924 年,德米特里·伊万诺维奇 (Dmitry Ivanovich) 实现了工业开发当地盐的梦想,停止了向俄罗斯进口原材料。

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© NASA/ Залив-лагуна Кара-Богаз-Гол

创建物理和化学分析方法

最重要的贡献是开创了一个新的科学方向。

尽管进行了大量研究,但金属合金直到 20 世纪初仍然是一个默默无闻的未知领域。与此同时,技术的发展促进了新金属组合的发明,并需要准确测定它们的特性。

上个世纪,化学是建立在常数和倍数比定律的基础上,结果证明在研究炉渣、液体和固体溶液以及合金方面是无能为力的。在欧洲科学中,他们试图应用盐溶液模型来建立合金理论。然而,如果由于盐溶液的透明度和颜色的多样性,可以直观地观察到盐溶液的转变和其中相的形成,则金属系统的物理化学研究需要不同的方法。库尔纳科夫使研究具有硅酸盐和合金特征的未定义化合物成为可能。

最初,研究的重点是确定相变温度对组成的依赖性。对熔点(或溶解度)的研究“使得可以将基本物理化学方法从广泛的解决方案中应用于金属合金。”

研究的扩展需要一个非常准确的记录系统。这位科学家发明了一种自动记录合金熔化和凝固曲线的记录装置。库尔纳科夫的高温计捕获并记录了无法直接观察的瞬时变化。

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© Общественное достояние

但很快,这些方法被认为不足以全面揭示金属溶液中发生的复杂过程。事实证明,合金的真实性质只能通过对各种物理和化学性能的同步和比较研究来判断。随后,库尔纳科夫表示,任何物理性质都是组成的函数的必要条件,并且可以使用电导率、粘度、表面张力、热容、折射系数和弹性来确定相态。

“研究简单和多组分金属合金的成分和不同性质之间的关系,以平面图和空间图的形式对结果进行几何化,随后将研究方法扩展到各种金属化合物——硫化物、氧化物、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐,盐和其他物质,以及有机化合物领域,导致了“物理和化学分析”这一新的高度富有成果的科学学科的形成和强大的发展, - 库尔纳科夫的一名学生著名的冶金学家瑙姆·格雷弗写道。

这不仅彻底改变了化学,还改变了许多技术学科的发展。这种新方法已广泛应用于冶金、石油化学、岩石学、矿物学等领域。

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© Общественное достояние

1918 年,尼古拉·库尔纳科夫创建并领导了国家应用化学研究所和理化分析研究所。1934年,最后一个成为苏联科学院新的普通和无机化学研究所的一部分,该研究所还包括科学院普通化学实验室和铂金研究所。库尔纳科夫成为这个大型结构的负责人。

尼古拉·谢苗诺维奇获得了许多奖项——从第一届门捷列夫奖到苏联荣誉科学家的称号。在他生命的最后一年(1941 年),他因其在物理化学方面的工作和前一天出版的著作《物理化学分析导论》而获得斯大林奖。

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© Вручение ордена председателем Президиума Верховного Совета СССР Михаилом Калининым

伟大的化学家的预测

有一次在全俄生产力研究会议上,尼古拉·谢苗诺维奇指出:

“化学方法在增加俄罗斯财富方面具有广阔的前景。在化学和冶金过程的帮助下,我们将通过原材料加工来使用我们的矿物,这些过程与物质内部性质的深刻变化有关。这些过程越复杂和精细,化学测试的手段就应该越精确”。

这些话成了预言。

今天,在母校和库尔纳科夫矿业大学的主要工作场所的围墙内,正在积极开展矿产和技术资源深加工领域的研究。该大学的合作伙伴包括对这些研究结果感兴趣的国内旗舰公司。它们是 Gazprom、SIBUR、Omsk Titan、PhosAgro 和许多其他公司。在专门的科学中心,正在国内经济需要的领域开展工作。其中包括获得针状焦领域的研究、生物柴油组件的生产、在燃料添加剂开发中创造突破性技术以最大限度地减少对环境的破坏等等。

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© Форпост Северо-Запад / Павел Долганов