Научная работа

1. Направления научной работы на кафедре:

1) Название: «Распределение внутреннего давления электронной плотности и его применение для анализа химического связывания в кристаллах. Руководитель – д.ф.-м-н, профессор В.Г. Цирельсон.

Цель: установить связь особенностей распределения давления внутри неоднородного континуума электронов с характеристиками химического связывания для кристаллов разных типов и применить этот подход для углубленного исследования химической связи и принципов трехмерной структурной организации конкретных соединений.

Ожидаемые результаты: Новая информация о природе структурной организации органических и неорганических кристаллов на уровне электронного распределения и их свойствах

2) Название: «Разработка научных основ создания растворимых форм лекарственных соединений на базе многокомпонентных молекулярных кристаллов посредством комбинации теоретических и экспериментальных подходов». Руководитель – д.ф.-м-н, профессор М.В.Венер.

Цель: выработка алгоритмов создания новых растворимых форм лекарственных соединений на базе многокомпонентных молекулярных кристаллов путем комбинации теоретических и экспериментальных подходов.

Ожидаемые результаты: Будут выявлены закономерности надмолекулярного строения, в зависимости от топологии составляющих кристалл молекул и природы нековалентных взаимодействий, изучены спектральные характеристики смешанных кристаллов и их индивидуальных компонент. На основе комбинации теоретических и экспериментальных подходов будут выработаны алгоритмы создания новых растворимых форм лекарственных соединений в виде многокомпонентных молекулярных кристаллов.

Работы сотрудников кафедры широко цитируются в мировой научной литературе (более 900 цитирований за последние 5 лет).

Научные партнеры кафедры: НИФХИ им. Л.Я. Карпова, Ивановский институт химии растворов РАН, Университет Зигена (Германия), Институт Химической Физики Твердого Тела им. Макса Планка (Германия), Университет Турина (Италия), Университет Овьедо (Испания), Университет Толедо (США), Quantum Theory Project, Университет Флориды (США), Университет Северной Каролины (США). Имеются совместные научные публикации.

2. Государственные и международные проекты и гранты.

1)"Распределение внутреннего давления электронной плотности и его применение для анализа химического связывания в кристаллах", проект РФФИ №16-03-00057а. Руководитель – д.ф.-м-н, профессор В.Г. Цирельсон.

Разрабатывается новый метод, позволяющий характеризовать внутри- и межмолекулярные взаимодействия с помощью внутреннего давления электронной плотности.

2)«Разработка научных основ создания растворимых форм лекарственных соединений на базе многокомпонентных молекулярных кристаллов посредством комбинации теоретических и экспериментальных подходов», проект РФФИ №14-03-01031-а. Руководитель – д.ф.-м-н, профессор М.В.Венер.

В ряду сокристаллов противотуберкулёзного соединения изониазида с дикарбоновыми кислотами показано, что хорошо растворимые и относительно стабильные сокристаллы изониазида характеризуются энтальпиями сублимации от 185 до 200 кДж/моль.

3. Разработки кафедры:

Сотрудниками кафедры развита квантовая теория дифракции рентгеновских лучей на кристаллах в ангармоническом приближении для атомного движения и теория дифракции рентгеновских лучей на кристаллах во внешнем электрическом поле. Разработаны физические принципы прецизионного рентгеноструктурного анализа, развит квантово-топологический подход к описанию кристаллических структур на основе экспериментальной электронной плотности, предложены новые методы описания характеристик химической связи и межмолекулярных взаимодействий в терминах электронной плотности. На этой основе с помощью рентгенодифракционного эксперимента воссоздана и систематизирована картина многообразия химических связей в веществах с различными типами атомных и молекулярных взаимодействий. С помощью современных теоретических методов проведено углубленное изучение структурообразующих нековалентных взаимодействий и водородных связей разной силы в супрамолекулярных и наноразмерных системах. В результате этих исследований осуществлен переход от картины строения молекул, молекулярных систем и кристаллов как совокупности неподвижных атомов к существенно более содержательному их представлению как динамических электронно-ядерных систем, большинство свойств которых определяется распределением электронной плотности и характером теплового движения ядер.

Три сотрудника кафедры имеют индекс научного цитирования более 1000, один – более 3000.

4. Награды (государственные награды, премии правительства и пр.).

Сотрудники кафедры награждены почетными знаками «Изобретатель СССР», премией Минвуза СССР, Почетными грамотами Минобразования и науки РФ, знаком «Почетный работник высшего профессионального образования РФ», почетным званием Соросовский Профессор, премией им. ак. Б.К. Вайнштейна и премией Александра фон Гумбольдта.