Получение в декабре 1921 г. высокоактивных препаратов радия стало первым шагом на пути создания радиевой и урановой промышленности.
В институте был разработан ряд методов нанесения антикоррозионных электрохимических покрытий: цинкование, лужение, свинцевание, хромирование, никелирование, покрытие сплавами и др. По этим технологиям на Белорецком, Запорожском и других заводах были построены гальванические цеха для выпуска оцинкованной проволоки и листов. На базе разработанной в институте технологии меднения проволоки и листов работали Ревдинский и Пыжвенский заводы.
КАКОЙ ИНСТИТУТ ?
С началом выполнения программы индустриализации промышленность СССР столкнулась с рядом серьезных проблем, в том числе резким ростом аварийности на производстве. Одной из главных ее причин была коррозия металлов. Правительство страны поставило задачу изучить природу коррозии и разработать эффективные методы борьбы с ней.
Инициаторами государственной постановки проблемы борьбы с коррозией выступили известные ученые - академик В.А. Кистяковский, член-корр. АН СССР Г.В. Акимов и др. В.А. Кистяковский в своем докладе на чрезвычайной сессии Академии наук, состоявшейся 21-23 июня 1931 г. в Москве, подчеркивал, что борьба с коррозией может быть основана только на плановой научно-исследовательской работе. Это обусловило создание в конце 1934 г. под его руководством Коллоидно-электрохимического института (КЭИН).
Институт работал в двух основных направлениях. Первое - изучение коррозии и электрокристаллизации металлов. Особенно актуальной была борьба с подземной коррозией, с коррозией в нефтяной и химической промышленности. В связи с этим разрабатывались такие методы защиты поверхности изделий, как нанесение металлических и лакокрасочных покрытий, образование защитных пленок и т. д.
Второе - изучение коррозии металлов и электрокристаллизации металлов; изучение физикохимии дисперсных систем и поверхностных слоев с целью исследования свойств адсорбционных слоев ориентированных молекул в связи с их значением в различных областях (теория флотации, трение и смазка, моющее действие, роль адсорбционных слоев в дисперсных системах и гетерогенных процессах).
Под руководством П.А. Ребиндера и Б.В. Дерягина в институте велись работы по изучению процессов диспергирования (механического разрушения) горных пород и минералов с целью наибольшего ускорения бурения твердых горных пород, в частности при бурении на нефть. Изучался процесс проникновения поверхностно-активных веществ, входящих в состав смазочных жидкостей, в наружные слои металла при обработке давлением и резанием.
Созданной Н.С. Курнаковым школой металловедов и металлургов решены актуальные проблемы, связанные с производством необходимых для оборонной промышленности легких авиационных, сверхпрочных, жаростойких и других специальных сплавов.
Научная школа Чугаева-Черняева разработала научные и технологические основы организации отечественной платиновой промышленности, а также наиболее полного использования и охраны месторождений платины и металлов платиновой группы. Установление И.И. Черняевым (1926) закономерности трансвлияния открыло новую страницу в изучении и синтезе соединений платины и других благородных металлов. В институте были разработаны новые способы промышленного получения чистых металлов: платины, иридия, родия, осмия и рутения.
БОМБА БЕРИЛЛИЙ
1931 г. в Москв Государственный научно-исследовательский институт редких металлов (Гиредмет). первый в нашей стране завод по извлечению ванадия из керченских руд.
Под руководством В.И. Спицына был разработан способ получения бериллия из отечественных бериллиевых концентратов, а в 1932 г. была пущена опытная полузаводская ванна для электроосаждения этого металла.
академика Н.П. Сажина. впервые было организовано производство металлической сурьмы, первая партия которой была выплавлена в конце 1935 г. на заводе Гиредмета. Разработанные им с сотрудниками (1936-1941) методы извлечения висмута и ртути из концентратов руд цветных металлов позволили уже в 1939 г. полностью отказаться от импорта этих металлов. В послевоенное время ученый руководил исследованиями по проблемам германиевого сырья и германия, на основании которых в СССР была создана собственная промышленность германия, обеспечивавшая быстрый рост производства полупроводниковых приборов для радиотехники; в 1954-1957 гг. он возглавлял работы по получению ультрачистых редких и малых металлов для полупроводниковой техники, что явилось базой для организации в СССР производства индия, галлия, таллия, висмута и сурьмы особой степени чистоты. Под руководством ученого был выполнен цикл исследований по получению чистого циркония для нужд ядерной промышленности. Благодаря этим изысканиям в практику работы наших заводов был введен целый ряд способов, новых не только для нашей промышленности, но и промышленности зарубежных стран.
Проблемы получения редких элементов разрабатывались и в других институтах. Так, еще в начале 20-х годов ряд методов аффинажа платиновых металлов создал В.В. Лебединский. С 1926 г. весь получаемый в стране родий, имевший оборонное значение, производился по разработанному им методу.
С 40-х годов благодаря трудам Н.П. Сажина, Д.А. Петрова, И.П. Алимарина, А.В. Новоселова, Я.И. Герасимова и других ученых большой импульс в своем развитии получила химия полупроводников. Ими были решены задачи глубокой очистки германия, кремния, селена и теллура, синтезированы и изучены нитриды, фосфиды, арсениды, сульфиды и селениды, халькогениды и другие соединения, внедрены методы производства полупроводниковых материалов, созданы способы производства материалов для лазеров.
Большой вклад в развитие промышленного потенциала страны в годы предвоенных пятилеток внес созданный в сентябре 1923 г. по решению СНК УССР Украинский государственный институт прикладной химии (УкрГИПХ) и ставший научным центром химической индустрии Украины. Важнейшими направлениями исследований института стали технология производства серной кислоты, минеральных удобрений, электрохимия водных растворов, расплавленных солей и щелочных металлов. В дальнейшем ориентация его работ изменилась в сторону увеличения исследований в области производства кальцинированной соды.
В 1938-1941 гг. УкрГИПХ обрел статус общесоюзного отраслевого научно-технического центра содовой промышленности, а в 1944 г. он был преобразован во Всесоюзный институт содовой промышленности (ВИСП). Главной задачей института стало восстановление содовых заводов, совершенствование технологии производства и увеличение выпуска соды и щелочей. С участием ученых института были введены в строй первая очередь Стерлитамакского содово-цементного комбината и два новых цеха на Березниковском содовом заводе.
Развитие прикладных направлений химических исследований протекало параллельно с интенсификацией изысканий в области фундаментальных наук. В системе Академии наук были образованы Институт общей и неорганической химии (ИОНХ), Институт органической химии (ИОХ), Коллоидно-электрохимический институт (КЭИН) и др. Они стали базой для формирования крупных научных школ.
В области неорганической химии научные школы были созданы под руководством Э.В. Брицке (1877-1953), И.В. Гребенщикова (1887-1953), Н.С. Курнакова, Г.Г. Уразова (1884-1957), И.И. Черняева: в области органической химии работали школы А.А. Баландина (1898-1967), Н.Д. Зелинского, А.Н. Несмеянова (1899-1980), А.Е. Фаворского (1860-1945); в области физической химии - школы Н.Н. Семенова (1896-1986), А.Н. Теренина (1896-1967), А.Н. Фрумкина (1895-1976) и другие.
Стремительное развитие биохимической науки и возрастание ее роли в наращивании хозяйственного потенциала страны обусловили принятие Президиумом АН СССР в январе 1935 г. постановления об организации Института биохимии. Он был образован на базе Лаборатории биохимии и физиологии растений и Лаборатории физиологии и биохимии животных. Институт возглавил академик А.Н. Бах, имя которого было присвоено институту в 1944 г.
В течение ряда лет институт занимался главным образом изучением тех биокатализаторов, которые определяют ход течения химических реакций в живых организмах, изучением механизма ферментативного синтеза. Учение о ферментах было широко использовано для решения многочисленных практических вопросов народного хозяйства. Организация витаминной промышленности во многом была связана с научными исследованиями института.
А.И. Опарин (директор института в 1946-1980 гг.) выполнил многочисленные исследования по биохимии переработки растительного сырья. В.А. Энгельгардт пришел в институт, будучи автором открытия дыхательного (окислительного) фосфорилирования, положившего начало биоэнергетике. В 1939 г. он совместно с М.Н. Любимовой открыл ферментативную активность миозина и тем самым положил начало механохимии мышечного сокращения. А.Л. Курсанов опубликовал фундаментальные труды по проблемам ассимиляции углекислоты, химизму и обмену дубильных веществ, энзимологии растительной клетки. А.А. Красновский открыл реакцию обратимого фотохимического восстановления хлорофилла (реакция Красновского). Основные труды Н.М. Сисакяна посвящены исследованию ферментов растений, биохимии хлоропластов, технической биохимии. В.Л. Кретович - автор работ по биохимии растений, энзимологии процесса фиксации молекулярного азота, биохимии зерна и продуктов его переработки.
Развитие химико-фармацевтической промышленности связано с деятельностью Всесоюзного научно-исследовательского химико-фармацевтический института (ВНИХФИ). Уже в первые годы существования в институте под руководством А.Е. Чичибабина были разработаны методы синтеза алкалоидов, заложившие основу отечественной алкалоидной промышленности, метод получения бензойной кислоты и бензальдегида из толуола, осуществлено окисление амида в сахарин, метод получения пантопона и сернокислого атропина.
В 1925 г. перед институтом были поставлены задачи, связанные с созданием и развитием отечественной химико-фармацевтической промышленности, в том числе разработка методов получения не производящихся в СССР химико-фармацевтических, душистых и других препаратов, улучшение существующих технологий, изыскание отечественного сырья с целью замены импортного, а также разработка научных вопросов в области фармацевтической химии.
Большую работу по развитию химии алкалоидов в институте провел А.П. Орехов. В 1929 г. им был выделен алкалоид анабазин, который приобрел народнохозяйственное значение в качестве прекрасного инсектицида.
Основной задачей созданного в Москве в 1918 г. Института чистых химических реактивов (ИРЕА) стало "содействие в организации в республике производства реактивов путем изучения методов их изготовления, изыскание полупродуктов и исходных материалов, аналитическое изучение отечественных и иностранных реактивов, опытное изготовление чистейших препаратов". Институт возглавили ученые МГУ А.В. Раковский, В.В. Лонгинов, Е.С. Пржевальский.
В годы индустриализации в институте было положено начало широкому проведению научных исследований в области химии и смежных наук. Исследования в области аналитической химии всемерно содействовали развитию ведущих разделов науки и техники: металлургии, электротехники, геохимии, физики и др. При этом возросли требования к ассортименту и качеству химических реактивов. В плане развития народного хозяйства на первую пятилетку в разделе, посвященном химическим реактивам, впервые основное внимание уделялось производству органических реактивов. В годы второй пятилетки особое внимание было уделено производству органических реактивов с более сложной технологией, чем традиционные неорганические реактивы. Среди работ, проводимых институтом в годы третьей пятилетки, - разработка методов получения высокочистых бромистых препаратов, методы синтеза высокочистых хлоридов лития, калия и стронция, а также бессвинцовых солей и кислот, оригинальные методы получения гипофосфита натрия, окиси урана и солей цезия.
Исследования в области препаративной органической химии были посвящены синтезу окислительно-восстановительных индикаторов индофенольного ряда, органических аналитических реактивов: купрона, гуанидина карбоната, дитизона - чистых органических препаратов для научных целей: пальмитиновой кислоты, изопропилового спирта. Цикл работ по использованию отходов лесохимической промышленности позволил организовать промышленное производство метилэтиленкетона и метилпропилкетона, разработать метод получения высокочистого мезитила, выделить из сивушных масел аллиловый и пропиловый спирты.
Важное значение в развитии теории органических реактивов и применения их в аналитической химии имели исследования С.А. Вознесенского в области внутрикомплексных соединений и работы В.И. Кузнецова, которому принадлежит заслуга в развитии концепции функционально-аналитических группировок и аналогии неорганических и органических реактивов.
В период индустриализации ИРЕА сыграл решающую роль в развитии производства химических реактивов. Только за годы первой пятилетки он передал производствам и организациям методики и технологии производства более 250 химических реактивов. В период с 1933 по 1937 г. в институте были разработаны методики получения таких реактивов, как родизонат натрия для колориметрического определения сульфат-иона, димедон для количественного осаждения альдегидов в присутствии кетонов, а также новых аналитических реактивов: магнезона, флороглюцина, семикарбазида, дифениламиносульфоната бария и др., новых индикаторов: крезолфталеина, ксиленолового синего, щелочного голубого и др.
Во время Великой Отечественной войны институт дал стране целый ряд реактивов, предназначенных для оборонных целей. В эти годы здесь были разработаны методы получения оксидов бериллия, цинка, магния и кремневой кислоты для изготовления люминофоров, создан ассортимент реактивов для определения натрия, цинка, кобальта и алюминия, предложены методики получения ряда новых аналитических реагентов: б-нафтофлавона, нафтилового красного, антразо, титанового желтого, получено около 30 высокочистых растворителей для микробиологии, спектроскопии и других целей.
ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И РАСЩЕПЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ.
Ленинграде 1 октября 1931 г.Наркомтяжпрома на базе Государственного физико-технического института Института химической физики АН СССР.
Исследования велись в двух основных направлениях. Первое - изучение кинетики химических реакций. Решением этой проблемы занимались лаборатории общей кинетики и газовых реакций, газовых взрывов, изучения реакций окисления углеводородов, распространения горения, взрывчатых веществ, растворов.
Вторым направлением - изучением элементарных процессов - занимались лаборатории элементарных процессов, катализа, молекулярной физики, реакций в разряде. Руководителями лабораторий были будущие известные ученые В.Н. Кондратьев, А.В. Загулин, М.Б. Нейман, А.С. Соколик, Ю.Б. Харитон, С.З. Рогинский и др.
"Большая часть работ ЛИХФ, - отмечал его директор академик Н.Н. Семенов в 1934 г., - посвящена разработке узловых проблем современной теоретической химии и исследованиям таких процессов, которые в дальнейшем могли бы послужить базой для новых производств химической промышленности, а также исследованиям процессов, изменяющих коренным образом технологии существующих производств".
Начиная с 1934 г. в институте проводилась большая серия работ, целью которой являлись обоснование и развитие созданной Н.Н. Семеновым теории разветвленных цепных реакций. Важное теоретическое и практическое значение имело изучение процессов теплового взрыва, распространения пламени, быстрого горения и детонации топлива в двигателе и взрывчатых веществ.
В 1943 г. институт перебазировался в Москву, где большая научная школа Н.Н. Семенова продолжала развивать теорию разветвленных цепных реакций в различных направлениях. Ю.Б. Харитон и З.С. Вальта изучали их механизмы на примере окисления фосфора, Семенов, В.Н. Кондратьев, А.Б. Налбандян и В.В. Воеводский - водорода, Н.М. Эммануэль - сероуглерода. Я.Б. Зельдович, Д.А. Франк-Каменецкий и Семенов разработали тепловую теорию распространения пламени, а Зельдович теорию детонации. Затем А.Р. Беляев системы распространил эту теорию на конденсированные. Российские физикохимики создали основы теории турбулентного горения. Новые типы цепных реакций в различных средах и условиях исследовали А.Е. Шилов, Ф.Ф. Волькенштейн, С.М. Когарко, А.Д. Абкин, В.И. Гольданский и Н.М. Эмануэль.
На основе теоретических представлений, развитых школой Семенова, были впервые осуществлены многие технологические процессы, в частности ядерные реакции, окисление метана до формальдегида, разложение взрывчатых веществ и др. В 1956 г. Эмануэль предложил новый метод получения уксусной кислоты окислением бутана, который в дальнейшем разрабатывался под его руководством сотрудниками лаборатории Института химической физики АН СССР.
В 1956 г. за работы в области механизма химических реакций Н.Н. Семенову совместно с английским физикохимиком С. Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия.
В конце 30-х годов К.А. Андрианов предложил общий метод получения кремнийорганических полимеров, положив таким образом начало созданию новой отрасли химической промышленности, выпускающей используемые в разных областях народного хозяйства термостойкие масла, каучуки, клеи и электроизоляционные материалы.
В годы первой пятилетки получили развитие электрохимическая промышленность, производство минеральных солей, химическое машиностроение и ряд других отраслей. Значительным достижением была разработка конструкции фильтр-прессных электролизеров для электролиза воды, которые в третьей пятилетке были установлены на ряде заводов.
ОРГАНИЗАЦИЯ С 1917 ГОДА.
в частности, необходимость организации Исследовательского института физико-химического анализа (Н.С. Курнаков), Института по изучению платины, золота и других благородных металлов (Л.А. Чугаев), Института прикладной химии (А.П. Поспелов), нефтяного института в Баку, лаборатории для исследования продуктов сухой перегонки дерева (Н.Д. Зелинский), института эфирных масел (В.Е. Тищенко). Кроме того предметом внимания учёных были координация исследований, повышение роли вузов в научном потенциале страны, обеспечение правильного взаимоотношения между наукой, техникой и промышленностью, рациональное размещение институтов на территории России. В докладах и выступлениях подчёркивалось возрастающее значение науки в жизни государства, отмечалось, что наука нуждается в постоянной поддержке государства и общества. Участники заседания настаивали на увеличении финансирования исследований, поощрении творческого труда русской профессуры. Большинство этих предложений в той или иной форме уже в ближайшие годы были реализованы.
В 1917 г. в составе КЕПС насчитывалось 139 крупных ученых и специалистов в различных областях науки и практики, десять научных и научно-технических обществ, пять министерств, ряд университетов, ведомств. Комиссия была самым крупным научным учреждением России в первой трети XX в.
В трудный для советской власти период 1918-1920 гг. были созданы многие институты, составившие базу химической отраслевой науки. Так, в 1918 г. были организованы Центральная химическая лаборатория при ВСНХ - "для удовлетворения научно-технических потребностей химической промышленности" (в 1921 г. преобразована в Химический институт, а в 1931 г. преобразована в Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова); Институт физико-химического анализа, возглавлявшийся Н.С. Курнаковым; Институт по изучению платины и других благородных металлов под руководством Л.А. Чугаева; Научно-исследовательский институт чистых химических реактивов; в 1919 г. - Научный институт по удобрениям (впоследствии Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам), Институт гидролизной промышленности, Институт силикатов, Российский институт прикладной химии (с января 1924 г. - Государственный институт прикладной химии); в 1920 г. - Научно-исследовательский химико-фармацевтический институт и др. В начале 1922 г. был учреждён Государственный радиевый институт, директором которого стал В.И. Вернадский. Этот институт стал третьим (после парижского и венского) специальным центром по изучению явлений радиоактивности и радиохимии.