Сотрудники лаборатории комплексной переработки отходов энерго-металлургического комплекса в 2024 году опубликовали серию статей в международных журналах.
Напомним, что данная лаборатория была создана в октябре 2021 года в рамках Научно-образовательного центра «Байкал» при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Руководит лабораторией к.х.н. Игорь Петрушенко.
Как отмечает Игорь Петрушенко, направлениями деятельности ученых являются разработка новых методов переработки отходов, выделение ценных наноразмерных частиц из отходов, синтез и изучение свойств сорбентов, а также вопросы водородной энергетики.
В лаборатории трудятся как сложившиеся ученые, имеющие большое число научных работ в областях химии и физики, так и молодые специалисты.
Одним из направлений научных интересов Игоря Петрушенко является изучение нековалентных взаимодействий, значимость которых велика, особенно в областях физики, химии и биологии.
В своей недавней работе ученый исследовал адсорбцию таксифолина (дигидрокверцитина) на допированных азотом графеновых сорбенты:
«Таксифолин (антиоксидант натурального происхождения) – это популярная пищевая добавка, имеющая широкие перспективы для использования в фармацевтической промышленности. Актуальной задачей является совершенствование методов его экстракционного извлечения. В свою очередь, предсказание свойств новых сорбентов таксифолина и последующее их получение – важное направление в органической химии».
Как отмечает Игорь Константинович, насущной тематикой нанотехнологий является также манипуляция различными наноматериалами и нанообъектами. В связи с этим, ученый предпринял исследование, посвященное изучению неплоских полиароматических углеводородов (ПАУ) как элементов «нанопинцетов» для манипуляций с фуллереном С60 – широко известным нанобъектом. Было установлено, что введение заместителей приводит к уплощению ряда изученных ПАУ и последующему увеличению силы взаимодействий между ними и фуллеренами. Таким образом, предсказано их потенциальное использование в области нанотехнологий.
В еще одной публикации Игорь Петрушенко отразил результаты работ по изучению сорбции газов на пористых углеродных наноматериалах. Ученый проследил эволюцию энергий адсорбции как молекулярного водорода («зеленого» топлива), так и молекул – загрязнителей атмосферы (СО, HF) в зависимости от используемого адсорбента. Были установлены закономерности влияния кривизны поверхности на сорбцию газов H2, СО, HF.
«Изучение микросилики как сорбента интересно не только с точки зрения фундаментальной науки, но и прикладной, поскольку это может привести к созданию новых систем для сорбции загрязнителей. Применяя различные кластерные модели микросилики, я изучил адсорбцию бензола на них. Современными методами квантовой химии установлены закономерности сорбции этого органического загрязнителя как на чистых, так и на модифицированных кластерах», - уточнил ученый.
Игорь Петрушенко ведет активную научную работу с молодыми учеными: студенты магистратуры и бакалавриата выполняют под его руководством свои первые научные исследования.
Так, в конце 2024 года выполнена работа по гидротермальному синтезу «зеленых» углеродных квантовых точек из хитозана – природного полисахарида. Они обладают интенсивной люминесценцией с максимумом на 470 нм. Предполагается, что эти углеродные квантовые точки могут применяться как биосовместимые флуоресцентные метки в приложениях для медицины. Руководитель лаборатории совместно со студентом бакалавриата Александром Шабалиным подготовили статью по изучению наноконтейнеров для водорода на основе фуллерена. По мнению ученых, такие структуры найдут свое применения при разработке хранилищ для водорода.
Под руководством Игоря Петрушенко студент магистратуры Владислав Галеев синтезировал углеродные мезопористые структуры, которые могут быть использованы в качестве материала для электродов литий-ионных батарей.
Результаты работ сотрудников лаборатории представлены на международных (г. Астана, Казахстан) и всероссийских конференциях (г. Санкт-Петербург).
Исследования были выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования России в рамках НОЦ «Байкал» (FZZS-2024-0002).
СПРАВКА: Игорь Константинович Петрушенко является автором более 60 работ, входящих в международные базы данных (среди которых более половины, входящих в Q1-Q2), имеет индекс Хирша, равный 16 (Scopus), работы получили более 600 цитирований.
Список статей:
Petrushenko, I.K. Interaction of fullerenes C60 with pristine and substituted buckybowls: A theoretical study
Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, 2025, 165, 116115
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1386947724002194
Petrushenko, I.K. Bowl-shaped PAHs as gas adsorbents: Hydrogen storage and binding of gaseous pollutants
Results in Surfaces and Interfaces, 2024, 17, 100302
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666845924001223
Petrushenko, I.K. Taxifolin Adsorption on Nitrogenated Graphenes: Theoretical Insights
Solids, 2024, 5(3), pp 341–354
https://www.mdpi.com/2673-6497/5/3/23
Petrushenko, I.K. Physisorption of benzene on cation/silica clusters via cation-π interactions: Theoretical study, Computational and theoretical chemistry, in press.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2210271X24005589
Акамова Е.В., Миленькая Е.А., Мясникова В.С., Петрушенко И.К. Получение квантовых точек на основе хитозана в условиях гидротермального синтеза (статья направлена в журнал).
Шабалин А.А. Петрушенко И.К. Квантово-химическое исследование сорбции молекулярного водорода в наноконтейнерах на основе фуллерена (статья направлена в журнал).
Галеев В.Г., Небогин С.А., Иванов Н.А. Синтез полых углеродных наносфер на темплатах наносилики рукавной пыли кремниевого производства (статья направлена в журнал).
