Академик Бучаченко Анатолий Леонидович

07 сентября

Академик Бучаченко Анатолий Леонидович

90 лет

Персональная страница

Анатолий Леонидович Бучаченко родился 7 сентября 1935 года в г. Няндома, Северный край (ныне Архангельская область) и проживал до известного 1953 года в Особом Лагерном Пункте ОЛП-1 под Плесецком, где теперь космодром Плесецк.

В 1958 году окончил с отличием Горьковский государственный университет (ныне — Национальный исследовательский университет «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского») по специальности «физическая химия». В 1958–1994 гг. он в Институте химической физики им. Н.Н. Семенова РАН: аспирант, младший научный сотрудник, старший научный сотрудник, зав. лабораторией, зам. директора, в 1994–1996 директор Института. В 2004–2007 гг. главный научный сотрудник, научный руководитель теоретического отдела Института проблем химической физики РАН (г. Черноголовка). В 2007–2012 гг. — советник РАН. В 2012–2017 гг. возглавлял Научный центр РАН в Черноголовке. В настоящее время — главный научный сотрудник Института физики твёрдого тела РАН. Профессор МГУ с 1988 года, заслуженный профессор, в 1989–2013 заведующий кафедрой химической кинетики МГУ им. М.В. Ломоносова. С 2013 года — главный научный сотрудник этой кафедры.

Член-корреспондент АН СССР c 1987 года, академик АН СССР и РАН c 1992 года по Отделению химии и наук о материалах.

Академик А.Л. Бучаченко — выдающийся учёный с мировым именем в области физической химии и химической физики, фундаментальные труды которого позволили получить результаты нобелевского уровня. Важнейшие работы А.Л. Бучаченко посвящены теории строения, химической кинетике, радиоспектроскопии и физики химических реакций, ядерно-магнитному катализу, физике землетрясений, изотопам, магнитным эффектам. Ему принадлежит ведущая роль в создании физической химии стабильных радикалов и высокоспиновых молекул, ЭПР-спектроскопии, ЯМР-спектроскопии парамагнитных молекул, спиновой химии, органических (молекулярных) ферромагнетиков. Его работы открыли путь широкому использованию стабильных радикалов в химии, физике, биологии, технике. Его главное достижение — открытие магнитного изотопного эффекта, т. е. зависимости скорости реакций от магнитного момента и ядерного спина реагентов. Ему принадлежит открытие радио-индуцированного магнитного изотопного эффекта и спинового катализа. Он обнаружил микроволновое излучение при протекании химических реакций (химический мазер) и сформулировал принципы химической радиофизики. Высказал новые идеи, важные для конструирования и синтеза молекулярных ферромагнетиков. Разработал химическую физику молекулярного разрушения и стабилизации полимеров.

В 1962 году защитил кандидатскую диссертацию «Исследование радикальных реакций ингибирования процессов окисления полимеров» (в США её перевели уже через два года), в 1968 году защитил докторскую диссертацию «Стабильные радикалы: электронная структура, реакционная способность и применение», с 1970 года — профессор.

А.Л. Бучаченко открыл магнитный изотопный эффект на ядрах углерода, кислорода, серы, кремния и урана; предсказал следствия этого эффекта в геологии, космохимии, в химической эволюции Природы.

Он сформулировал принципы конструирования и синтеза органических (молекулярных) ферромагнетиков на базе высокоспиновых органических молекул, разработал принципы создания перспективных металлоорганических ферромагнетиков. Его работы открыли путь широкому использованию стабильных радикалов в химии, физике, медицине, биологии и технике.

В 1960-е годы А.Л. Бучаченко разработал физическую химию стабильных свободных радикалов, решил ряд проблем теории реакций с участием свободных радикалов. Цикл работ «Создание нового класса стабильных органических радикалов и их применение в химии и молекулярной биологии» явился одним из наиболее ярких достижений мирового уровня в химии; авторы А.Л. Бучаченко, Г.И. Лихтенштейн, Э.Г. Розанцев, М.Б. Нейман в 1977 году были удостоены Государственной премии СССР.

А.Л. Бучаченко внёс крупный вклад в понимание магнитных эффектов в химических реакциях (химическая поляризация ядер, зависимость реакций от магнитного поля, спиновый катализ реакций и др.). Он сформулировал новый принцип разделения изотопов, предсказал важные следствия этого эффекта для геологии, геохимии, космохимии, физики и биологии (1970–1980). Разработка химии магнитно-спиновых эффектов позволила создать «магнитные» принципы управления химическими процессами и «магнитные» методы диагностики механизмов химических реакций, что является важнейшей задачей химической кинетики.

Очень значимый результат — открытие совместно с В.Л. Бердинским радиоизлучения химических реакций (химического мазера). Это явление основано на создании в продуктах реакций инверсной населённости ядерных зеемановских уровней, превосходящей порог радиочастотной генерации. Инверсная ядерно-спиновая система становится когерентной и работает как химической мазер-квантовый радиочастотный генератор с химической накачкой. Эти работы стали основой химической радиофизики — новой научной области на стыке химии и радиофизики.

А.Л. Бучаченко разработал спектроскопию ядерного магнитного резонанса парамагнитных молекул и ионов, парамагнитных комплексов органических радикалов и кислорода с органическими молекулами. Установил динамику и энергетику комплексов, их электронную структуру, реакционную способность и пространственную организацию партнёров в комплексах. Решил ряд проблем теории радикальных реакций: установил влияние спиновой и зарядовой плотности в радикалах на их реакционную способность; зависимость типа реакции и реакционной способности от природы электронно-возбуждённого состояния радикалов; влияние сольватации радикалов на механизмы и кинетику реакций. Выявил спиновую селективность различных типов химических реакций. Разработал совместно с Н.М. Эмануэлем химическую физику молекулярного разрушения и стабилизации полимеров, сформулировал принципы и практические способы обеспечения их долговременной стабильности. Широкое признание в нашей стране и за рубежом получили его совместные с Н.М. Эмануэлем книги на эту тему.

А.Л. Бучаченко — один из основателей и лидеров спиновой химии. При присуждении ему Демидовской премии так и было сформулировано: за создание и развитие спиновой химии. Спин — это угловой момент электрона как квантового волчка. Магнитные ядра — тоже квантовые волчки и имеют ядерный спин. Спиновая химия — современная наука, которая разрабатывает способы управления спином — и электронным, и ядерным. А управлять спином — значит управлять и химией, и физикой, и биологией. Угловой момент (спин) в молекулярных процессах в химии, физике и биологии строго сохраняется и запрещает множество полезных реакций и процессов. Единственное, что способно изменить спин и разрешить полезные реакции — это магнетизм. И тогда появляется магнитный катализ — он не нуждается в катализаторах; это катализ магнитными ядрами, электромагнитным излучением и магнитными полями. Открытие ядерно-магнитного катализа стало крупным событием в физике и химии. Благодаря ядерно-магнитному катализу можно фракционировать магнитные и немагнитные изотопы, проводить мониторинг химии Земли, контролировать источники и пути распространения опасных загрязнителей (таких, например, как соединения ртути) в окружающей среде. Магнитный катализ открывает новые горизонты в биохимии и медицине. Использование ядерно-магнитных ионов магния, цинка и кальция стимулирует ферментативный синтез АТФ в живых организмах, позволяя устранить её дефицит при гипоксии и сердечно-сосудистых заболеваниях. Ионы магнитных изотопов способны уничтожать раковые клетки путём блокирования в них синтеза ДНК. Открытие нового механизма ферментативного синтеза АТФ и ДНК даёт понимание геномных реакций, ответственных за корректировку неврологических дефектов при болезнях Альцгеймера и Паркинсона.

Развивая новую область физики — магнитную изотопию, А.Л. Бучаченко вместе с учениками обнаружил магнитный катализ ферментативного синтеза АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты — универсального источника энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах) и ДНК ядерно-магнитными ионами магния, цинка, кальция, благодаря чему открываются новые перспективы в магнитобиологии и медицине.

По мнению экспертов А.Л. Бучаченко давно мог получить Нобелевскую премию, уже много лет он номинировался — состоял в списке претендентов. В 2016 году как первооткрыватель магнитных эффектов в химии он вошёл в финальный список претендентов (из которого выбирают). Лишение давно заслуженной награды происходит, как многие считают, из-за политических составляющих, которые, не секрет, имеют влияние на Нобелевский комитет.

А.Л. Бучаченко читал специальные курсы по физике химических реакций, по спиновой и когерентной химии. Выступал с лекциями в Париже, Гренобле, Амстердаме, Гааге, Женеве, Лозанне, во многих других зарубежных университетах. Он — основатель и руководитель научной школы по физике и химии спин-селективных процессов, руководил работой более 50 аспирантов, докторантов и стажёров, подготовил несколько десятков докторов и кандидатов наук.

Он опубликовал более 300 научных статей и 19 монографий, его индекс цитирования 7900, число прочтений его книг и статей 30000, индекс Хирша 43. Его статья «Химия на рубеже веков: свершения и прогнозы» (1999) — это обзор современной химии, доступный широкому кругу читателей. О структуре химии он пишет: «это структурирование химии не по названиям разных „химий”, число которых уже далеко превзошло четыре десятка; это структурирование химии по задачам и целям, по её внутренней логике, которая не разделяет химию на „химические губернии”, а организует как единую науку и объединяет химиков в единое сообщество». Огромный интерес вызвала его книга «Химия как музыка» (2004) и одноименная научно-популярная статья, за которую он был отмечен премией РФФИ. Большое внимание привлекает его книга «От квантовых струн до тайн мышления» (Москва: Ленанд 2017). Наука — музыка ума: таков пафос этой книги…

Специалистам известны многие его статьи и книги:

Chemical Generation and Reception of Radio- and Microwaves.
Spin Polarization and Magnetic Effects in Radical Reactions.
Stable Radicals.
Chemical Physics of Aging and Stabilization of Polymers.
Chemically Induced Electron and Nuclear Polarization.
Комплексы радикалов и молекулярного кислорода с органическими молекулами.
• Magnetic Isotope Effect in Chemistry and Biochemistry.

Isotope Effects Induced by Molecular Compression.
Microwave stimulation of dislocations and magnetic control of the earthquake core.
Why Magnetic and Electromagnetic Effects in Biology Are Irreproducible and Contradictory?
New Possibilities for Magnetic Control of Chemical and Biochemical Reactions.
Magneto-plasticity and physics of the earthquakes. Can a catastrophe be prevented?
Magnetic field effect on the oxidation of organic substances by molecular oxygen.
Magnetic isotopes as a means to elucidate Earth and environmental chemistry.
• Magnetic control of the earthquakes.

Unusual Uranium Isotope Effect Induced by Photolysis of Uranyl Salts.
Magnetic and Spin Effects in Photo-reduction of Uranyl Salts.
Spin Catalysis: Three-Spin Model.
Spin Catalysis of the Radical Recombination Reactions.
Magnetic and Classical Oxygen Isotope Effects in Chain Oxidation.
Spin Catalysis of Chemical Reactions.
Compressed Atoms.
Recent Advances in Spin Chemistry.
Single Spin Electron Spin Resonance.
Magnetic Isotope Effect: Nuclear Spin Control of Chemical Reactions, Magnesium isotope effects in enzymatic phosphorylation.
Magnetic field affects enzymatic ATP synthesis.
The porphyrin-fullerene nanoparticles: 25Mg magnetic isotope effect.
• Ядерно-спиновая селективность химических реакций.
• Каскадная кинетика магнитно-изотопного фракционирования.
• Магнитно-спиновые эффекты в химических реакциях.
Chemical physics of ageing and stabilization of polymers.
• Магнитный изотопный эффект — ключ к функционированию молекулярных машин.
• Новая изотопия в химии и биохимии.
• Магнитная изотопия: новые горизонты.
Magnetic Effects across Biochemistry, Molecular Biology and Environmental Chemistry. Genes, Brain and Cancer under Magnetic Control. Elsevier/Academic Press. 2024.
The Beauty and Fascination of Science. Springer.
• Спиновая физика Я.Б. Зельдовича.

и другие.

Главный редактор журнала «Химическая физика» РАН, член редколлегий журналов «Известия Академии наук (серия химическая)», Journal of Physical Chemistry, Mendeleev Communications, «Успехи химии», Chemical Physics Letters. Член Американского физического общества.

Лауреат Ленинской премии, Государственной премии СССР, премии Президента России, премии Правительства РФ, премии Ленинского комсомола. Удостоен международной премии имени В.В. Воеводского, премии Триумф, почётной Демидовской премии. LVI Менделеевский чтец (2000 год). Отмечен юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук». Награждён орденом «Знак Почёта».