Болдырев Владимир Вячеславович

Материал из Электронная энциклопедия ТПУ
Перейти к: навигация, поиск
Болдырев Владимир Вячеславович
Boldirev.gif
Дата рождения:

8 апреля 1927г.

Место рождения:

г. Томск

Научная сфера:

химия твердого тела

Место работы:

НГУ

Учёная степень:

доктор химических наук

Учёное звание:

академик

Альма-матер:

ТГУ

Болдырев Владимир Вячеславович (р. 8 апреля 1927 г., г. Томск) - российский химик, один из основателей сибирской школы химиков-твердотельщиков, академик РАН, директор Института химии твёрдого тела и механохимии СО РАН 1976-1998 гг., профессор кафедры химии твёрдого тела Новосибирского государственного университета.

Биография

1948 — окончил Томский государственный университет.

1949—1975 — работал в Томском университете, Томском политехническом институте, Новосибирском институте химической кинетики и горения СО АН СССР.

1962 — защитил докторскую диссертацию.

1963 — по рекомендации академика Н. Н. Семёнова перешел на работу в Институт химической кинетики и горения СО АН СССР, где организовал лабораторию кинетики химических реакций в твердой фазе.

C 1964 — также профессор Новосибирского государственного университета.

1975 — переведён в Институт физико-химических основ переработки минерального сырья СО АН СССР.

1976—1998 — директор Института физико-химических основ переработки минерального сырья СО АН СССР.

С 1978 — ответственный редактор журнала «Известия Сибирского отделения АН СССР. Серия химических наук».

1988—1997 — президент Международной механохимической ассоциации при IUРАС.

C 1991 — действительный член (академик) РАН по Секции химических и медико-биологических наук.

1992—1996 — президент Международного консультативного комитета по реакционной способности твердых веществ.

C 1998 — советник РАН.

2002 — 21 марта провёл LVIII Менделеевские чтения по теме «Реакционная способность твёрдых веществ. проблемы и перспективы».

Член бюро Европейской ассоциации по прикладной физической химии, иностранный член Японского общества порошковой технологии, член Американского химического общества и действительный член Российской академии естественных наук, член Национального комитета российских химиков (с 2000 года).

С 1981г. – заведующий кафедрой химии твердого тела Новосибирского государственного университета (НГУ).

С 2000г. - директор научно-образовательного центра "Молекулярный дизайни и экологически безопасные технологии" при НГУ.

Работа в ТПИ

В ТПУ работал с января 1959 г. Ректор института профессор А.А. Воробьев поручил Б. организовать на физико-техническом факультете новую кафедру радиационной химии. 01.03.1960г. Б. был назначен и.о. заведующего созданной им кафедрой, 21.08.1961г. утвержден в должности заведующего. При организации кафедры Б. был разработан учебный план по специальности «Радиационная химия», подготовлена необходимая методическая литература, укомплектован штат преподавателей.

Для студентов Б. читал курс лекций «Радиационная химия», большое внимание уделял работе дипломников, организации производственной практики студентов. На кафедре интенсивно велась работа по хоздоговорной тематике. Одновременно по совместительству руководил сектором РХА в НИИ ЯФ при ТПИ, отделом химии твердых веществ в проблемной лаборатории электроники диэлектриков и полупроводников (ЭДИП).

В этот период им были установлены деловые контакты с правительственными организациями и многими научными учреждениями страны: Министерством высшего и среднего специального образования РСФСР по вопросам организации и деятельности созданной кафедры радиационной химии в ТПИ, АН СССР, СО АН СССР, Институтом общей и неорганической химии АН СССР, МГУ, Ленинградским физико-техническим институтом АН СССР, Ленинградским институтом прикладной химии и Алтайским научно-исследовательским институтом химической технологии, НИИ-6, ГСКТБ-5 Минмаша СССР и др. В декабре 1961г. на заседании объединенного Ученого совета по защите диссертаций при СО АН СССР защитил докторскую диссертацию на тему «Влияние дефектов в кристаллах на скорость термического разложения твердых веществ».

Основной идеей диссертации была новая постановка вопроса о влиянии дефектов на скорость твердофазных реакций. Если до Б. считалось, что на скорость твердофазных процессов влияют любые нарушения кристалла, то ему удальсь показать, что разричные по механизму реакции по разному чувствуют различные дефекты решетки. Это открыло возможность управлять процессом, если знаем его механизм, вводя в кристаллы нужные дефекты при получении кристаллов или путем их предварительной переработки. И, наоборот, зная, как различные дефекты влияют на скорость процесса, можно было сделать выводы о его механизме.

Этото подход позволил по-новому подойти к изучению процессов термического разложения, радиолиза твердых веществ и влиянию предварительной радиационной фотохимической и механической обработки на скорость твердофазных процессов. 06.10.1962г. Б. была присуждена ученая степень доктора химических наук, 10.04.1963г. он был утвержден в ученом звании профессора по кафедре радиационной химии.

Многократно участвовал в работе научных конференций, семинаров, совещаний по координации научных исследований в области радиационной химии, атомной энергетики и др. актуальным проблемам химической науки. 27-28.02.1962г. участвовал в качестве делегата в работе 70-го съезда ВХО им. Д.И. Менделеева, выступал с докладами, лекциями в различных научных учреждениях.

Научная деятельность

Основным направлением научной деятельности Б. и созданной им научной школы является изучение реакционной способности твердых веществ с целью найти способы управления химическими реакциями, происходящими в твердом состоянии. В ходе исследований в этой области, которые принесли Б. известность во всем мире, была показана связь между характером влияния разупорядочения в кристаллах на скорость химических реакций и особенностями механизма реакции, введено понятие локализации и автолокализации процесса, показана роль различных факторов в химических реакциях в твердом состоянии. Обнаруженное явление обратной связи позволило наметить эффективные методы управления химическими реакциями в твердой фазе, если известен механизм реакции, путем создания или, наоборот, уничтожения дефектов, варьированием способов получения твердого вещества и методов его предварительной обработки. Найденный подход позволил решить и обратную задачу: по тому, как влияют на реакционную способность твердого вещества отдельные виды дефектов в кристаллах, можно сделать выводы об особенностях механизма реакции.

Bold.jpg

Б. была предложена классификация реакций термического разложения (эта классификация, как потом оказалось, полезна и для других типов химических реакций в твердой фазе). Согласно этой классификации все процессы термического разложения могут быть разделены на две группы. К первой из них отнесены те реакции, в которых процесс разложения происходит за счет локального, ограниченного размерами элементарной кристаллической ячейки, разрыва химической связи. Вторую же группу представляют реакции, в которых процесс разложения сопровождается переносом массы или заряда на расстояния, намного превышающие размеры элементарной ячейки. Предполагалось, что реакции, относящиеся к первой группе, будут в большей степени чувствительны к дефектам кристалла (изменение габитуса, наличие ступенек роста на поверхности, дислокации), изменяющим в конечном итоге соотношение между поверхностью кристалла (внешней и внутренней) и его объемом. Реакции, относящиеся ко второй группе, в большей степени чувствительны к дефектам решетки: точечным ионным и электронным дефектам.

Экспериментальные исследования, проведенные в это время, и изучение опыта, накопленного в мировой науке по исследованию реакций термического разложения твердых веществ, - все это легло в основу написанной Б. и изданной в 1958 г. в издательстве Томского государственного университета книги "Методы изучения кинетики реакций термического разложения твердых веществ". Появление книги было встречено с большим интересом у широкого круга химиков и на конкурсе Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева она заняла первое призовое место.

Уже в это время молодой ученый ищет области возможного приложения результатов его исследований на практике. Для Кемеровского азотнотукового завода был выполнен цикл исследований по кинетике дегидратации и регидратации добавок, используемых для предотвращения слеживания гранул аммиачной селитры. Проведены исследования по использованию твердофазных реакций для качественного анализа руд и минералов в полевых условиях. Результаты этих исследований были затем использованы в работах, проведенных для геологов Верх-Енисейского разведрайона Енисейстроя МВД СССР. Эта работа явилась стимулом для проведенного затем цикла исследований, направленного на понимание механизма протекания химических реакций в смесях твердых солей при их механическом нагружении. Эти работы явились началом механохимических исследований в Сибири.

Во время работы в ТПИ Б. занимается фундаментальными исследованиями в области радиационной химии. Были получены интересные результаты о роли свободного объема при радиолизе солей, предложен механизм влияния предварительного облучения на термическую устойчивость солей, исследовано влияние плотности ионизации на радиолиз солей, проведено сравнительное исследование влияния предварительного облучения и облучения в момент химической реакции на реакционную способность твердых веществ, показана возможность управления процессами термолиза, фотолиза и радиолиза солей путем их допирования иновалентными добавками. В 1963 г. по рекомендации академика Н.Н. Семенова Б. приглашают на работу в Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения Академии наук СССР, и он переезжает в Новосибирск, где организует лабораторию кинетики химических реакций в твердой фазе.

При формулировке задач, стоящих перед лабораторией, внимание Б. привлекло то, что, изучая влияние дефектов в кристаллах на скорость термического разложения, обычно ограничивались только начальной стадией процесса - его локализацией. Но важно знать, почему реакция дальше развивается именно с того места, на котором она началась, почему происходит автолокализация процесса. Работы в этом направлении проводились еще в Томском университете, но более или менее целенаправленные исследования начались после переезда Б. в Новосибирск. Объектами исследования вначале были оксалат серебра, перхлорат аммония и гидрид алюминия. В ходе проведенных исследований было показано, что использовавшаяся ранее для описания процесса автолокализации модель, перенесенная из теории кристаллизации и основанная на каталитическом влиянии твердого продукта, не может быть принята в топохимии, где для автолокализации могут быть и другие причины, отличные от катализа твердым продуктом.

Была построена модель автолокализации для процесса термического разложения оксалата серебра, основанная на движении межузельных ионов к потенциальному центру реакции, и модель автолокализации при термическом разложении перхлората аммония, учитывающая возможности накопления хлорной кислоты в порах и хлорат-иона - в решетке, получены первые данные по механизму влияния предварительного облучения на термический распад гидрида алюминия.

Наряду с исследованиями по механизму автолокализации при термическом разложении, Б. занимается прикладными работами. Из них главными являлись работы по созданию бессеребряных фотографических составов, прямо связанные с изучением каталитического действия продукта, образующегося в ходе фотолиза различных солей металлов, а также исследования по влиянию добавок на термическое разложение перхлората аммония.

В это время были получены количественные данные по автолокализации процессов фотохимического и термического разложения оксалата серебра и гидрида алюминия, процессу термического разложения гипофосфита меди, развитию реакционной зоны при дегидратации кристаллогидратов, механизму фазовых превращений в галогенидах аммония, компьютерному моделированию обратной связи в топохимических процессах. Были получены интересные новые результаты в области механохимии. Было показано, что механохимические реакции не могут быть сведены к инициируемым действием Джоулевого тепла реакциям термического разложения, предложена модель механохимического процесса, учитывающая соотношение между диспергированием и активированием твердых веществ при их механической обработке, установлена возможность механического активирования ферритов-шпинелей за счет перераспределения катионов между окта- и тетра-положениями в решетке оксида. В результате механической активации гидраргиллита удалось осуществить процесс интеркалирования лития в межслоевое пространство, положив тем самым начало развитию интеркаляционной химии в институте. Получены новые результаты в области применения механохимии к электрохимическим процессам, таким как электрохимическое растворение сульфидов, впервые механохимически синтезированы икосаэдрические структуры, сплавы для аккумулирования водорода. Показана возможность использования механохимии для малотоннажного органического синтеза и модифицирования свойств лекарственных препаратов.

На базе сильноточных электронных ускорителей, производимых ИЯФ СО АН СССР, получили развитие работы по радиационно-термическому синтезу. Эти работы явились продолжением исследований в области радиационной химии твердых веществ, которые были начаты еще в Томске. Здесь впервые удалось показать, что облучение в момент твердофазной реакции существенно ускоряет процесс. Эти исследования привели к открытию радиационно-термического эффекта (диплом № 108 от 09.09.1999 на открытие "Явление радиационно-термической активации твердофазных химических реакций в неорганических системах"), суть которого сводится к тому, что при больших мощностях дозы облучения часть создаваемых радиацией дефектов не отжигается, а может принимать участие в твердофазных химических процессах, инициируемых термически.

Развивались также и работы по технологическому горению. Было предложено проводить самораспространяющийся высокотемпературный синтез в оксидных системах при получении сложных оксидов из простых. Исследования процессов, происходящих в зоне горения, проводились in situ с использованием дифракционного кино на синхротронном излучении. Из прикладных работ, в выполнении которых В.В. Болдырев принимал участие и которыми он руководил, как наиболее значительные, можно отметить следующие.

Разработана беспалладиевая малооперационная технология изготовления печатных плат. Идея этих работ основана на термическом разложении гипофосфита меди, в результате которого получается металлическая медь, способная катализировать реакцию восстановления меди из раствора. В результате, например, в таком весьма широко распространенном технологическом процессе, каким является производство печатных плат, удалось вдвое сократить число стадий, исключить дорогой и дефицитный палладий и уменьшить загрязнение окружающей среды сточными водами.

Предложено использовать механохимическую активацию природных фосфорных руд как бескислотный метод получения удобрений. Этот метод особенно важен для районов Сибири и Дальнего Востока, где нет заводов по производству серной кислоты.

Разработана технология извлечения лития из подземных высокоминерализованных и попутных нефтяных вод путем интеркалирования лития в межслоевое пространство гидраргиллита. Сорбированный литий может использоваться как добавка в криолитовые ванны, в которых происходит электролитическое восстановление алюминия из растворенного в криолите оксида. Введение этой добавки значительно снижает расход электроэнергии, потребляемой ваннами, уменьшает угар угольных электродов и загрязнение окружающей среды. Все это делает понятным значение этой работы для сибирской промышленности.

Отличительной особенностью школы Б. является стремление к использованию полученных при проведении фундаментальных исследований результатов для решения прикладных проблем. В качестве примера можно сослаться на создание новых видов фотографических процессов; разработку малооперационной технологии металлизации диэлектриков; разработку технологии извлечения лития из подземных попутных нефтяных и термальных вод, основанной на процессах интеркаляции лития в решетку гидраргиллита; разработку технологии бескислотного способа получения минеральных удобрений из фосфорных руд; создание новых материалов для стоматологии, быстрорастворимых лекарственных форм (например,"аспината"); создание новых видов материалов (аккумуляторов водорода, различных функциональных материалов, новых видов косметики и т.д.).

Автор более 700 научных работ, в том числе 9 монографий, 5 из которых изданы за рубежом, около 70 изобретений и патентов.

Общественная деятельность

В ТГУ и ТПИ избирался членом партбюро, секретарем парторганизации факультета, членом областного Правления ВХО им. Д.И. Менделеева, являлся консультантом НСО ФТФ, заместителем председателя Совета ТПИ по действию излучения на метариалы. В Новосибирский период – секретарь п/бюро института, депутат городского Совета, член бюро отделения физикохимии и технологии неорганических материалов РАН, научного Совета государственной научно-технической программы России «Новые принципы и методы получения химических веществ и материалов», член редколлегий журналов «Неорганические материалы», «Успехи химии», «Неорганическая химия», «Журнал физикохимии» и др.

Международная деятельность

Президент международной мезанохимической Ассоциации при ИЮПАК (1988-1997гг.); член консультационного совета по неорганической химии этой организации (1987-1997гг.); вице-президент (1989-1992гг.), президент (1992-1996гг.) международного консультативного Комитета по реакционной способности твердых веществ. Избирался членом международного комитета по термическому анализу (1985г.); член бюро Европейской Ассоциации по прикладной физикохимии (1998г.); председатель оргкомитета 1-го советско-инндийского семинара по реакционной способности твердых тел и химии материалов; 1-го советско-японского семинара по механохимии (1986г.), председатель оргкомитета международной конференции по современным проблемам реакционной способности твердых тел (Новосибирск, 1998г.); председатель секции химии твердого тела научной комиссии международной конференции по термическому анализу (1992г.), председатель оргкомитета 2-й международной конференции по механохимии и механической активации (JNCOME-2, 1997г.); член бюро Европейской ассоциации по прикладной физической химии, иностранный член Японского общества порошковых технологий (с 1990г.); член Американского химического общества (2000г.), член Азиатско-Тихоокеанской академии по перспективным материалам (1998г.).

Награды

Ордена «Знак Почета» (1981г.), Трудового Красного Знамени (1987г.), «За заслуги перед Отесчеством 2 ст.» (1999г.); медали «За доблестный труд. В ознаменование 100-летия со дня рождения В.И. Ленина», «Ветеран труда».

Источники

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BE%D0%BB%D0%B4%D1%8B%D1%80%D0%B5%D0%B2,_%D0%92%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%80_%D0%92%D1%8F%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87

2. http://www.prometeus.nsc.ru/science/schools/boldyrev/

3. Биографический справочник «Профессора Томского политехнического университета»: Том 3, часть 1/Автор и составитель А.В. Гагарин.- Томск: Изд-во ТПУ, 2005-326 стр.