The XXXVI International Scientific Symposium "Multidisciplinary Studies of the Turkish World"
The 25
th
of March 2023 ISBN: 978-605-72481-0-7 Eskishehir / Türkiye
---235---
Фотополимеризация. С помощью фотохимических процессов можно инициировать
термическую полимеризацию. Наиболее важные практические применения этого метода связаны с
получением тонких полимерных пленок. Процессы фотоотверждения применяют для получения
изображений на
различных поверхностях, для быстрого контролируемого отверждения
пломбировочных материалов. Фотохимические превращения используются также для поперечного
сшивания полимерных цепей; такие сшитые полимеры обычно не растворяются ни в каких
растворителях. Фотохимические методы применяют для увеличения долговечности полимеров.
Многие органические полимеры разлагаются под
действием видимого и УФ-света, особенно в
присутствии кислорода, и чтобы замедлить этот процесс, в них вводят фотостабилизаторы. В
некоторых случаях (например, при производстве пластиковой посуды), напротив, применяют
светочувствительные полимеры, чтобы вышедшие из употребления изделия легче разлагались на
свету.
Фотохимическое преобразование энергии и ее накопление. Все
попытки использования
солнечной энергии сводились либо к ее прямому преобразованию в электрическую, либо к накоплению
с целью последующего высвобождения. Чтобы фотохимическое преобразование энергии могло иметь
практическую ценность, необходимо либо использовать дешевые и легкодоступные материалы, либо
разработать замкнутую технологию с регенерацией веществ – переносчиков энергии. В качестве
одного из способов накопления энергии предлагалось использовать реакцию фотоизомеризации
органических молекул с переходом их из низкоэнергетического состояния в высокоэнергетическое.
Большинство методов преобразования солнечной энергии основано на использовании окислительно-
восстановительных систем, чаще всего таких, в которых протекают фотоэлектрохимические процессы.
В фотогальванических элементах применяют облучение электролитов, а в фотоэлектрических
системах с запирающим слоем – облучение электродов. Еще одним
примером использования
солнечной энергии является фотоэлектролиз.
Синтез органических соединений. С помощью фотохимии можно осуществлять
промышленный синтез веществ, которые сложно или просто невозможно получить с помощью
обычных «тепловых» химических реакций. Что касается тонкого химического синтеза, то
использование света совсем немного удорожает производство, при этом не существует никаких особых
ограничений на применение фотохимических процессов. В качестве продуктов тонкого органического
синтеза можно привести витамин D3 (добавляемый в пищу животным), простагландины (гормоны,
применяющиеся в химиотерапии), оксиды розового масла (используемые в парфюмерии).
Крупнотоннажное химическое производство предъявляет повышенные требования к эффективности
фотохимических процессов, поскольку энергетические расходы здесь могут составлять значительную
часть его полной стоимости. По-видимому, наиболее эффективными
являются при этом цепные
фотохимические реакции. Фотохимическая технология применяется в крупнотоннажном
производстве g-гексахлорциклогексана (гаммексана, или линдана, ценного инсектицида),
алкансульфонатов (поверхностно-активных добавок и эмульгаторов), капролактама (одного из
предшественников найлона).
Импульсный фотолиз (флеш-фотолиз). Импульсный фотолиз оказался исключительно
плодотворным методом исследования фотохимических процессов. За его разработку в 1950
английские физикохимики Р.Норриш и Дж.Портер получили позднее (совместно с М.Эйгеном)
Нобелевскую премию (1967). Метод основан на облучении фотохимической системы мощным
коротким импульсом света с последующим анализом состава реакционной смеси в течение короткого
временного интервала. Во многих случаях для идентификации исходных, промежуточных и конечных
продуктов используются спектроскопические методы. При большой
интенсивности света удается
получать промежуточные продукты в высоких концентрациях и сохранять достаточно длительное
время высокоактивные соединения с целью их исследования. Вначале в качестве импульсных
источников света использовали фотовспышки и исследовали процессы, протекавшие за время порядка
10–3–10–6 с. Это позволило идентифицировать промежуточные продукты – атомы, свободные
радикалы и вещества в возбужденном состоянии, – существование
которых ранее только
предполагалось. Новым стимулом к развитию данного метода стало создание импульсных лазеров. У
исследователей появился сверхмощный источник импульсного излучения с фиксированной длиной
волны. Сейчас удается исследовать процессы, протекающие за время порядка фемтосекунд (10–15 с),
и изучать не только промежуточные продукты фотохимических реакций, но и начальные их стадии,
например проследить за диссоциацией молекулы или за инициацией в хлоропласте процесса
фотосинтеза.