2019 год — особенный для химической науки. Мир отмечает не только 150‑летие периодического закона Дмитрия Менделеева, но и вековой юбилей Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК).

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №5(45). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

Организация ИЮПАК разрабатывает стандарты названий химических соединений и химическую терминологию. Именно благодаря ей химики из разных стран понимают друг друга. Юбилей периодического закона и юбилей ИЮПАК тесно связаны друг с другом, поскольку именно Международный союз химии рекомендует форму графического отображения периодического закона — Периодической системы. К исключительному праву ИЮПАК относится признание открытия новых элементов, утверждение их названий и символов, а также постоянная корректировка значения атомных масс химических элементов.

Однако ИЮПАК не только фиксирует уже совершённые открытия, но и пытается предугадать, каких прорывов ждать человечеству от химиков в ближайшем будущем. Для развития диалога между обществом и химиками ИЮПАК накануне своего столетия в журнале, посвящённом развитию химии, опубликовала статью «Десять новых химических технологий». Это попытка понятным языком осветить значение химии и других естественных наук и предсказать открытия XXI века, которые могут изменить мир к лучшему. Так каких же свершений и технологий нам ждать от химиков?

Население планеты продолжает расти и к концу века достигнет 11 миллиардов. Чтобы прокормить такое количество людей, потребуется значительно увеличить продуктивность сельского хозяйства — при этом в условиях сокращения посевных площадей и уменьшения выбросов парникового газа. А ещё нужно снижать количество воды для полива и, естественно, сводить к минимуму загрязнение природы удобрениями и пестицидами.

Пестициды используются для борьбы с вредителями и болезнями растений, а также сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи. Их применяют также против паразитов, переносящих опасные для человека и животных заболевания.

Влияние агрохимикатов на окружающую среду сможет снизить нанохимия. Разрабатываются наноконтейнеры, которые раскрываются строго в определённых условиях и направленно доставляют пестициды. Прицельная доставка сельскохозяйственной химии решит проблему загрязнения окружающей среды, накопления пестицидов в организмах и выработки у вредителей устойчивости к действию пестицидов.

Нанопестициды как пули, начинённые гербицидами, химическими веществами или генами, попадают в определённые участки растений и высвобождают содержимое. Нано­капсулы обеспечивают эффективное проникновение гербицидов через ткани.

В 2007 году группа учёных из университета Айовы под руководством Франсуа Торни разработала наночастицы мезопористого диоксида кремния с диаметром 3 нм для доставки фрагментов ДНК растительного вируса и химических веществ в клетки растений. Эти частицы имеют химическое покрытие и служат капсулами для генов. Покрытие позволяет веществам проникать через клеточные стенки, где гены встраиваются и контролируемо активируются без каких-либо токсических побочных эффектов. В результате вещества парализуют вредителей и убивают их. Этот метод применялся для внедрения ДНК в клетки табака и кукурузы.

Исследование нанотехнологий в сельском хозяйстве ещё продолжается. Анализируются преимущества и риски «наносельхозхимии». Конечно, никто не ожидает, что нанотехнологии решат все проблемы сельского хозяйства, но бесспорно, что они помогут повысить урожаи, снизив при этом вред для окружающей среды.