Номер 2, страница 431 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 84. Особенности современной науки. Глава 10. Химия в современной науке - номер 2, страница 431.

Условие.

2. Какие положительные изменения произошли в химии за последние 30 лет?

Решение.

Решение 2.

За последние 30 лет химия, как фундаментальная наука, претерпела колоссальные изменения, которые привели к прорывам во многих смежных областях: от медицины и биотехнологий до материаловедения и энергетики. Вот некоторые из ключевых положительных изменений:

Становление и развитие "зеленой" химии
В последние десятилетия сформировалась концепция "зеленой" химии, направленная на снижение негативного воздействия химической промышленности на окружающую среду. Ее принципы включают разработку процессов, которые минимизируют или полностью исключают использование и образование опасных веществ. Это привело к созданию новых, более эффективных катализаторов, использованию возобновляемого сырья, разработке безопасных растворителей (например, ионных жидкостей и сверхкритических флюидов) и повышению общей энергоэффективности химических производств.

Революция в нанотехнологиях и наноматериалах
Это время стало эрой наноматериалов. Были детально изучены и начали широко применяться фуллерены и углеродные нанотрубки, а открытие графена в 2004 году (Нобелевская премия по физике, 2010) открыло путь к созданию сверхпрочных, легких и электропроводящих материалов. Квантовые точки нашли применение в дисплеях (QLED), освещении и биомедицинской визуализации. Нанотехнологии активно используются в медицине для адресной доставки лекарств и в электронике для создания миниатюрных компонентов.

Прорыв в вычислительной химии и молекулярном моделировании
Экспоненциальный рост вычислительных мощностей позволил химикам-теоретикам моделировать сложные молекулярные системы и химические реакции с высокой точностью. Методы, такие как теория функционала плотности (DFT), стали стандартным инструментом для предсказания свойств новых соединений, изучения механизмов реакций и дизайна лекарственных препаратов. Это значительно ускоряет и удешевляет исследования, позволяя проводить "вычислительные эксперименты" до начала работы в лаборатории.

Совершенствование аналитических методов
Чувствительность и точность аналитических приборов достигли невероятного уровня. Методы масс-спектрометрии (Нобелевская премия, 2002) и ЯМР-спектроскопии позволяют определять структуру сложнейших биомолекул, таких как белки. Криоэлектронная микроскопия (Нобелевская премия, 2017) дала возможность "увидеть" атомную структуру биологических макромолекул в их естественном состоянии. Это имеет решающее значение для понимания фундаментальных процессов в живых организмах и разработки новых лекарств.

Создание новых полимеров и "умных" материалов
Были синтезированы материалы с уникальными свойствами. К ним относятся проводящие полимеры, которые легли в основу органических светодиодов (OLED), биоразлагаемые пластики, помогающие решать проблему загрязнения, а также "умные" материалы, способные изменять свои свойства (цвет, форму, вязкость) в ответ на внешние стимулы, такие как температура, свет или pH. Развивается химия металл-органических каркасных структур (MOFs), обладающих огромной пористостью и потенциалом для хранения газов и катализа.

Успехи в биохимии и медицинской химии
Понимание химических основ жизни вышло на новый уровень. Разработка технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 (Нобелевская премия, 2020) стала одним из величайших достижений в истории науки. Были созданы новые поколения лекарств, включая препараты для таргетной терапии рака, которые целенаправленно воздействуют на раковые клетки, минимизируя вред для здоровых тканей. Значительный прогресс достигнут в разработке противовирусных препаратов и вакцин.

Достижения в области катализа
Разработка новых каталитических систем позволила проводить химические реакции с невиданной ранее эффективностью и селективностью. Огромное значение имели работы в области асимметрического катализа (Нобелевская премия, 2001 и 2021), позволяющего получать только один из двух зеркальных изомеров молекулы, что критически важно в фармацевтике. Реакции кросс-сочетания с использованием палладиевых катализаторов (Нобелевская премия, 2010) стали стандартным методом для синтеза сложных органических молекул.

Развитие супрамолекулярной химии
Эта область химии изучает системы, состоящие из нескольких молекул, связанных не прочными ковалентными, а более слабыми межмолекулярными связями. Это позволило создавать сложные самоорганизующиеся структуры и первые "молекулярные машины" — устройства размером в несколько нанометров, способные выполнять механическую работу под действием внешнего сигнала (Нобелевская премия, 2016). Это открывает перспективы для создания молекулярных роботов и нанофабрик.

Ответ: За последние 30 лет в химии произошли революционные положительные изменения, ключевыми из которых являются: становление "зеленой" химии для устойчивого развития; прорыв в создании и применении наноматериалов (графен, нанотрубки); широкое внедрение вычислительного моделирования для дизайна молекул и материалов; качественное улучшение аналитических методов для изучения сложных систем; разработка "умных" полимеров и материалов; огромные успехи в медицинской химии (включая технологию CRISPR) и создании высокоэффективных катализаторов, а также развитие химии молекулярных машин.