Использование больших языковых моделей (LLMs) для прогнозирования химических свойств молекул
При предсказании свойств молекул с помощью классических методов машинного обучения (ML) существует основная проблема — недостаточность данных. Часто приходится собирать данные вручную, а алгоритмы начинают показывать приемлемую точность только от нескольких тысяч примеров в датасете.
Ученые из Швейцарии предложили использовать дообученную модель GPT-3 для предсказания свойств различных химических соединений с использованием небольших наборов данных.
В частности, они показали, что имея всего несколько десятков значений экспериментальных данных можно научиться предсказывать число фаз в высокоэнтропийных сплавах с точностью, сравнимой с точностью ML модели, обученной на 1200+ примерах. Также они дообучили GPT предсказывать длину волны перехода молекулярных фотопереключателей, выход химических реакций и т.д.
Авторы связывают эту высокую точность предсказания с тем, что GPT-3 была обучена на огромной части интернета и научных статей, и, следовательно, в ее весах уже содержится много информации о химических молекулах.
У такого подхода есть 2 преимущества: требуется меньше данных, а также не нужно настраивать конкретную ML модель под конкретный набор химических данных. Однако все же точность предсказания может быть ниже, чем у с нуля построенной ML модели под конкретную задачу.
Работа опубликована в📕 Nature Machine Intelligence (IF=23.8) в открытом доступе🔥 .
Воспользоваться кодом авторов и дообучить GPT на своем наборе данных можно, перейдя по ссылке:
https://github.com/kjappelbaum/gptchem — вам потребуется ключ от API OpenAI
При предсказании свойств молекул с помощью классических методов машинного обучения (ML) существует основная проблема — недостаточность данных. Часто приходится собирать данные вручную, а алгоритмы начинают показывать приемлемую точность только от нескольких тысяч примеров в датасете.
Ученые из Швейцарии предложили использовать дообученную модель GPT-3 для предсказания свойств различных химических соединений с использованием небольших наборов данных.
В частности, они показали, что имея всего несколько десятков значений экспериментальных данных можно научиться предсказывать число фаз в высокоэнтропийных сплавах с точностью, сравнимой с точностью ML модели, обученной на 1200+ примерах. Также они дообучили GPT предсказывать длину волны перехода молекулярных фотопереключателей, выход химических реакций и т.д.
Авторы связывают эту высокую точность предсказания с тем, что GPT-3 была обучена на огромной части интернета и научных статей, и, следовательно, в ее весах уже содержится много информации о химических молекулах.
У такого подхода есть 2 преимущества: требуется меньше данных, а также не нужно настраивать конкретную ML модель под конкретный набор химических данных. Однако все же точность предсказания может быть ниже, чем у с нуля построенной ML модели под конкретную задачу.
Работа опубликована в
Воспользоваться кодом авторов и дообучить GPT на своем наборе данных можно, перейдя по ссылке:
https://github.com/kjappelbaum/gptchem — вам потребуется ключ от API OpenAI
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Методы машинного обучения для открытия материалов
Вслед за AlphaFold2 DeepMind представила графовую нейросеть GNoME (graph networks for materials exploration) для предсказания кристаллических структуры материалов и их стабильности.
Всего было найдено 2.2 млн новых материалов, 380к из которых предсказаны как стабильные.
Все новые предсказанные материалы добавляются в базу The Materials Project — платформу об известных и прогнозируемых материалах.
На этой платформе с помощью удобного интерфейса можно изучать предсказанные материалы, а также получать информацию из этой базы данных с помощью API на Python.
С полным текстом работы можно ознакомиться в журнале📕 Nature: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06735-9
Вслед за AlphaFold2 DeepMind представила графовую нейросеть GNoME (graph networks for materials exploration) для предсказания кристаллических структуры материалов и их стабильности.
Всего было найдено 2.2 млн новых материалов, 380к из которых предсказаны как стабильные.
Все новые предсказанные материалы добавляются в базу The Materials Project — платформу об известных и прогнозируемых материалах.
На этой платформе с помощью удобного интерфейса можно изучать предсказанные материалы, а также получать информацию из этой базы данных с помощью API на Python.
С полным текстом работы можно ознакомиться в журнале
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Forwarded from Химия в бутылочке⚗️
Из чего делают пигменты?
Об одном из двух основных компонентов, входящих в состав красок, мы уже поговорили в этом сочном посте. Настало время окунуться в яркую палитру цветов. Только начнём с ахроматических, то есть чёрного, белого и всех оттенков серого между ними и, как всегда, с точки зрения химии👩🏻🔬
Думаю, вы с легкостью догадаетесь, из чего состоит черный пигмент🔳 Да, это одна из модификаций углерода — сажа. Она образуется в ходе неполного сгорания или термического разложения углеводородов и представляет собой чистый углерод C🔥 Почему неполного? Если горение будет протекать в избытке кислорода O₂, то, как мы знаем, углеводороды сгорают с образованием углекислого газа CO₂ и воды H₂O. Но если процесс горения поддерживать при недостатке кислорода, то образуется ядовитый угарный газ CO и сажа С, которую осаждают из коптящего пламени на специальных охлаждаемых поверхностях. Например, много сажи образуется при сжигании бензола, который горит характерным коптящим пламенем⚗️
Выбор пигмента белого цвета уже шире🔲. Вы наверняка слышали об одном из древнейших белых пигментов — свинцовых белилах (основный карбонат свинца 2PbCO₃·Pb(OH)₂). Сейчас этот пигмент запрещен для использования в малярных работах из-за его высокой токсичности, но несколько веков назад люди не знали об опасности соединений свинца и добавляли его даже в косметику☠️. С помощью свинцовых белил дамы из высшего света добивались ровного и белоснежного цвета лица, нанося при этом непоправимый вред коже и своему здоровью.
Существенным недостатком свинцовых белил также было взаимодействие с сероводородом H₂S, содержащимся в небольших количествах в воздухе. При реакции свинца с серой образуется очень прочное соединение черного цвета — сульфид свинца PbS. В ходе необратимого процесса белый цвет на картинах постепенно темнел.
На смену свинцовым белилам пришли цинковые белила — оксид цинка ZnO. Благодаря своему противовоспалительному действию он вам может быть известен как основной компонент цинковой мази, которая как раз имеет белоснежный цвет.
В современных эмалях используют титановые белила — диоксид титана TiO₂, — которые по многим свойствам обыгрывают цинковые. Титановые белила обладают более сильной кроющей способностью и не меняют своего цвета со временем и при нагревании.
Но между цинковыми и титановыми белилами есть отличия помимо кроющей способности, существенные в работе художника👩🏻🎨 Цинковые обладают более холодным слегка голубоватым оттенком, а титановые наоборот — более теплым и желтоватым. Поэтому в профессиональных наборах масляных красок так и сохранились эти два «оттенка» белого🤷🏻♀️
Диоксид титана не является токсичным соединением и используется в качестве зарегистрированной пищевой добавки E171. В качестве абразивного вещества его добавляют, например, в зубную пасту🦷
Оттенки серого, очевидно, получают смешением белого и черного. Но известны и пигменты серого цвета, приготовленные из металлического порошка или графита. Например, измельченный цинк или алюминий.
О пигментах хроматических цветов, то есть оттенков цветового круга (красный, желтый, синий и др.) поговорим в следующий раз🎨 Оставайтесь на связи😉
Об одном из двух основных компонентов, входящих в состав красок, мы уже поговорили в этом сочном посте. Настало время окунуться в яркую палитру цветов. Только начнём с ахроматических, то есть чёрного, белого и всех оттенков серого между ними и, как всегда, с точки зрения химии👩🏻🔬
Думаю, вы с легкостью догадаетесь, из чего состоит черный пигмент🔳 Да, это одна из модификаций углерода — сажа. Она образуется в ходе неполного сгорания или термического разложения углеводородов и представляет собой чистый углерод C🔥 Почему неполного? Если горение будет протекать в избытке кислорода O₂, то, как мы знаем, углеводороды сгорают с образованием углекислого газа CO₂ и воды H₂O. Но если процесс горения поддерживать при недостатке кислорода, то образуется ядовитый угарный газ CO и сажа С, которую осаждают из коптящего пламени на специальных охлаждаемых поверхностях. Например, много сажи образуется при сжигании бензола, который горит характерным коптящим пламенем⚗️
Выбор пигмента белого цвета уже шире🔲. Вы наверняка слышали об одном из древнейших белых пигментов — свинцовых белилах (основный карбонат свинца 2PbCO₃·Pb(OH)₂). Сейчас этот пигмент запрещен для использования в малярных работах из-за его высокой токсичности, но несколько веков назад люди не знали об опасности соединений свинца и добавляли его даже в косметику☠️. С помощью свинцовых белил дамы из высшего света добивались ровного и белоснежного цвета лица, нанося при этом непоправимый вред коже и своему здоровью.
Существенным недостатком свинцовых белил также было взаимодействие с сероводородом H₂S, содержащимся в небольших количествах в воздухе. При реакции свинца с серой образуется очень прочное соединение черного цвета — сульфид свинца PbS. В ходе необратимого процесса белый цвет на картинах постепенно темнел.
На смену свинцовым белилам пришли цинковые белила — оксид цинка ZnO. Благодаря своему противовоспалительному действию он вам может быть известен как основной компонент цинковой мази, которая как раз имеет белоснежный цвет.
В современных эмалях используют титановые белила — диоксид титана TiO₂, — которые по многим свойствам обыгрывают цинковые. Титановые белила обладают более сильной кроющей способностью и не меняют своего цвета со временем и при нагревании.
Но между цинковыми и титановыми белилами есть отличия помимо кроющей способности, существенные в работе художника👩🏻🎨 Цинковые обладают более холодным слегка голубоватым оттенком, а титановые наоборот — более теплым и желтоватым. Поэтому в профессиональных наборах масляных красок так и сохранились эти два «оттенка» белого🤷🏻♀️
Диоксид титана не является токсичным соединением и используется в качестве зарегистрированной пищевой добавки E171. В качестве абразивного вещества его добавляют, например, в зубную пасту🦷
Оттенки серого, очевидно, получают смешением белого и черного. Но известны и пигменты серого цвета, приготовленные из металлического порошка или графита. Например, измельченный цинк или алюминий.
О пигментах хроматических цветов, то есть оттенков цветового круга (красный, желтый, синий и др.) поговорим в следующий раз🎨 Оставайтесь на связи😉
Forwarded from Химия в России и за рубежом (канал ИОНХ РАН)
На XXVII Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед 2024» ИОНХ РАН награжден бронзовой медалью за проект «Новые фотоактивные неорганические и гибридные функциональные материалы для альтернативной энергетики и биомедицины» (подготовлен сотрудниками Центра Цвета ИОНХ РАН). Кроме того, активное участие Института в работе Салона отмечено дипломом Федеральной службы по интеллектуальной собственности.
#ионх
#ионх
История витражей как история стекловарения
Истории витражей часто начинают с рассказа древнеримского писателя Плиния Старшего, согласно которому моряки, потерпевшие кораблекрушение, поставили свои кастрюли на блоки натрона (Na2CO3*10H2O), который они перевозили, а затем разожгли под ними костер. К утру жар костра расплавил смесь песка и соды, а полученная масса остыла и затвердела в виде стекла. Легенда красивая, но многие историки в ней сомневаются, и более вероятным считается, что египетские или месопотамские гончары случайно обнаружили стекло при обжиге своих сосудов (Archaeometry, 2019)📕 .
Самое раннее известное искусственное стекло имело форму бус и датировалось между 2750 и 2625 годами до н.э (Annual Review of Materials Research, 2021). Соответственно, витражи использовались на протяжении тысячелетий, начиная с древних римлян и египтян, которые производили небольшие предметы из цветного стекла. В Великобритании витражи восходят к 7 веку н.э. Но, в первую очередь, витражи ассоциируются с готическим стилем - с огромными стрельчатыми окнами, которые возникли в XII веке благодаря инженерным новациям, позволившим эффективно перераспределять вес сводов, и со временем окна, а, соответственно и витражи, становились все выше, шире и ажурнее.
Один из центров по производству цветного стекла и витражей в Европе располагался в городе Шартр во Франции, а производимые им материалы отличались исключительно высоким качеством. Шартрский собор - одно из величайших творений готической архитектуры Средневековья, он строился почти полтора века и был освящен в 1260 г. в присутствии короля Людовика IX. Его ценность состоит еще и в том, что он сохранился до наших дней практически нетронутым. В соборе находится самый большой дошедший до наших дней ансамбль средневековых витражей. В оттенках витражного стекла преобладают красный, сиреневый и голубой цвета. Общую сиреневато-розовую тональность освещения храма в солнечный день пронизывают сполохи красного цвета, а в пасмурную погоду в соборе доминирует голубое мерцание.
Истории витражей часто начинают с рассказа древнеримского писателя Плиния Старшего, согласно которому моряки, потерпевшие кораблекрушение, поставили свои кастрюли на блоки натрона (Na2CO3*10H2O), который они перевозили, а затем разожгли под ними костер. К утру жар костра расплавил смесь песка и соды, а полученная масса остыла и затвердела в виде стекла. Легенда красивая, но многие историки в ней сомневаются, и более вероятным считается, что египетские или месопотамские гончары случайно обнаружили стекло при обжиге своих сосудов (Archaeometry, 2019)
Самое раннее известное искусственное стекло имело форму бус и датировалось между 2750 и 2625 годами до н.э (Annual Review of Materials Research, 2021). Соответственно, витражи использовались на протяжении тысячелетий, начиная с древних римлян и египтян, которые производили небольшие предметы из цветного стекла. В Великобритании витражи восходят к 7 веку н.э. Но, в первую очередь, витражи ассоциируются с готическим стилем - с огромными стрельчатыми окнами, которые возникли в XII веке благодаря инженерным новациям, позволившим эффективно перераспределять вес сводов, и со временем окна, а, соответственно и витражи, становились все выше, шире и ажурнее.
Один из центров по производству цветного стекла и витражей в Европе располагался в городе Шартр во Франции, а производимые им материалы отличались исключительно высоким качеством. Шартрский собор - одно из величайших творений готической архитектуры Средневековья, он строился почти полтора века и был освящен в 1260 г. в присутствии короля Людовика IX. Его ценность состоит еще и в том, что он сохранился до наших дней практически нетронутым. В соборе находится самый большой дошедший до наших дней ансамбль средневековых витражей. В оттенках витражного стекла преобладают красный, сиреневый и голубой цвета. Общую сиреневато-розовую тональность освещения храма в солнечный день пронизывают сполохи красного цвета, а в пасмурную погоду в соборе доминирует голубое мерцание.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Фарадей и коллоидное золото
В середине 1850х годов Фарадей посвятил значительное количество времени исследованию взаимодействия света и веществ. В частности, он сделал несколько сотен золотых пластинок из сусального золота и исследовал прохождение света сквозь них. Однако, имеющее у него сусальное золото не было достаточно тонким и прозрачным, и Фарадею пришлось использовать химические средства для получения более тонких слоев.
Дело в том, что когда свет отражается от пластинки сусального золота, то она приобретает желтовато-золотой вид, характерный для металлического золота. Но лист достаточно тонкий, чтобы быть прозрачным, поэтому он обладал еще одним замечательным свойством: когда свет проходит через золотой лист, «сквозь его вещество», как отмечал Фарадей, то он кажется зеленым, а не желтовато-золотым.
Интересно, что сам Фарадей не использовал термин «коллоид», обычно он описывал эти растворы как «рубиновую жидкость» или «фиолетовую жидкость». Часть процесса включала промывку пластин золота в «царской водке». Он хранил образцы жидкости в бутылках и использовал их для экспериментов, когда просвечивал жидкость лучом света. В своей записной книжке Фарадей отмечал: «Конус в жидкости четко определялся освещенными частицами». Он понял, что эффект конуса возник потому, что жидкость содержала взвешенные частицы золота, которые были слишком малы, чтобы их можно было увидеть научными приборами того времени, но которые рассеивали свет. Этот эффект дошел до наших дней как эффект Фарадея-Тиндалла.
Полученные Фарадеем коллоиды до сих пор оптически активны и хранятся в Королевском институте в Лондоне: даже сейчас можно провести точно такой же эксперимент, как и Фарадей, направив, например, современную лазерную указку через бутылку и создав конус света. Никто не знает, почему это происходит: в то время как большинство коллоидных растворов хранятся несколько месяцев или даже год, бутылочкам с растворами Фарадея уже более 150 лет.
В середине 1850х годов Фарадей посвятил значительное количество времени исследованию взаимодействия света и веществ. В частности, он сделал несколько сотен золотых пластинок из сусального золота и исследовал прохождение света сквозь них. Однако, имеющее у него сусальное золото не было достаточно тонким и прозрачным, и Фарадею пришлось использовать химические средства для получения более тонких слоев.
Дело в том, что когда свет отражается от пластинки сусального золота, то она приобретает желтовато-золотой вид, характерный для металлического золота. Но лист достаточно тонкий, чтобы быть прозрачным, поэтому он обладал еще одним замечательным свойством: когда свет проходит через золотой лист, «сквозь его вещество», как отмечал Фарадей, то он кажется зеленым, а не желтовато-золотым.
Интересно, что сам Фарадей не использовал термин «коллоид», обычно он описывал эти растворы как «рубиновую жидкость» или «фиолетовую жидкость». Часть процесса включала промывку пластин золота в «царской водке». Он хранил образцы жидкости в бутылках и использовал их для экспериментов, когда просвечивал жидкость лучом света. В своей записной книжке Фарадей отмечал: «Конус в жидкости четко определялся освещенными частицами». Он понял, что эффект конуса возник потому, что жидкость содержала взвешенные частицы золота, которые были слишком малы, чтобы их можно было увидеть научными приборами того времени, но которые рассеивали свет. Этот эффект дошел до наших дней как эффект Фарадея-Тиндалла.
Полученные Фарадеем коллоиды до сих пор оптически активны и хранятся в Королевском институте в Лондоне: даже сейчас можно провести точно такой же эксперимент, как и Фарадей, направив, например, современную лазерную указку через бутылку и создав конус света. Никто не знает, почему это происходит: в то время как большинство коллоидных растворов хранятся несколько месяцев или даже год, бутылочкам с растворами Фарадея уже более 150 лет.
Forwarded from Химия в России и за рубежом (канал ИОНХ РАН)
Научно-популярная онлайн-встреча для школьников «История пигментов: взгляд материаловеда в XXI веке»
09 апреля 2024 года состоялась онлайн-встреча школьников с доктором химических наук, главным научным сотрудником Лаборатории химии координационных полиядерных соединений, руководителем Центра цвета ИОНХ РАН С.А. Козюхиным.
В рамках мероприятия 36 учащихся старших классов московских школ узнали о пигментах, история которых насчитывает сотни, а в отдельных случаях и несколько тысяч лет, и которые дошли до наших дней в виде изумительных картин, фресок, витражей, скульптур. Участники встречи познакомились с современными методами изучения пигментов. Благодаря их применению можно не только разгадать тайны исторических артефактов, но и по-новому взглянуть на пигменты как на инновационные функциональные материалы.
Цикл онлайн-встреч ученых со школьниками организован Институтом развития профильного обучения МГПУ и Институтом общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Информация о следующих мероприятиях будет опубликована на сайте проекта «Академический класс в московской школе»
#ионх
09 апреля 2024 года состоялась онлайн-встреча школьников с доктором химических наук, главным научным сотрудником Лаборатории химии координационных полиядерных соединений, руководителем Центра цвета ИОНХ РАН С.А. Козюхиным.
В рамках мероприятия 36 учащихся старших классов московских школ узнали о пигментах, история которых насчитывает сотни, а в отдельных случаях и несколько тысяч лет, и которые дошли до наших дней в виде изумительных картин, фресок, витражей, скульптур. Участники встречи познакомились с современными методами изучения пигментов. Благодаря их применению можно не только разгадать тайны исторических артефактов, но и по-новому взглянуть на пигменты как на инновационные функциональные материалы.
Цикл онлайн-встреч ученых со школьниками организован Институтом развития профильного обучения МГПУ и Институтом общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Информация о следующих мероприятиях будет опубликована на сайте проекта «Академический класс в московской школе»
#ионх
profil.mos.ru
О проекте
Академический класс
Центр Цвета на Всероссийской олимпиаде школьников по химии
Зам. руководителя🏛 Центра цвета ИОНХ РАН к.х.н. Беззубов Станислав был приглашен в качестве члена жюри заключительного этапа Всероссийской олимпиады школьников по химии, а также прочитал две научно-популярные лекции для учителей и преподавателей о применении физических методов для исследования веществ и материалов и использовании результатов этих методов при составлении задач Всероссийских и Международных химических олимпиад.
С 4 по 10 апреля в г. Саранске на базе Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва прошел заключительный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии. 298 учеников 9-11 классов из 68 регионов России приняли участие в финале главной химической олимпиады страны. Юные химики соревновались в своих знаниях, решая задачи двух теоретических туров (обязательного и тура по выбору) и выполняя экспериментальные задания практического тура олимпиады, разработанные Центральной предметной методической комиссией.
По результатам упорной борьбы жюри отобрало 25 победителей и 116 призеров, которые смогут без вступительных испытаний поступить в любой ВУЗ страны на направления, соответствующие профилю Олимпиады. Кроме того, сформирована сборная команда России на Международную Менделеевскую Олимпиаду (Китай, 21-26 апреля) и утвержден состав участников учебно-тренировочных сборов для отбора на Всемирную Олимпиаду по химии (Саудовская Аравия, 21-30 июля). Пожелаем нашим ребятам удачи!
Зам. руководителя
С 4 по 10 апреля в г. Саранске на базе Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва прошел заключительный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии. 298 учеников 9-11 классов из 68 регионов России приняли участие в финале главной химической олимпиады страны. Юные химики соревновались в своих знаниях, решая задачи двух теоретических туров (обязательного и тура по выбору) и выполняя экспериментальные задания практического тура олимпиады, разработанные Центральной предметной методической комиссией.
По результатам упорной борьбы жюри отобрало 25 победителей и 116 призеров, которые смогут без вступительных испытаний поступить в любой ВУЗ страны на направления, соответствующие профилю Олимпиады. Кроме того, сформирована сборная команда России на Международную Менделеевскую Олимпиаду (Китай, 21-26 апреля) и утвержден состав участников учебно-тренировочных сборов для отбора на Всемирную Олимпиаду по химии (Саудовская Аравия, 21-30 июля). Пожелаем нашим ребятам удачи!
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Forwarded from CoLab.ws
Нестандартные инструменты научного поиска🔎
Мы стараемся развивать платформу CoLab.ws и хотим, чтобы пользователи имели набор необходимых инструментов для решения широкого спектра задач, возникающих в процессе научной деятельности. Поэтому сегодня хотим поделиться не самыми популярными инструментами, которые могут быть полезны при поиске научной литературы.
📚Когда становится недостаточно классического поисковика по научным публикациям, но для обнаружения нужной информации необходимо использовать нестандартные ресурсы или множество источников одновременно (например: газетные архивы, ресурсы электронных библиотек, баз данных или репозиториев), — достаточно полезным оказывается сайт FaganFinder.
💬Если вы можете сформулировать вопрос, подразумевающий положительный или отрицательный ответ, то вам будет полезен сервис Consensus. Он предоставляет список научных публикаций, в которых содержатся доводы в пользу положительного или отрицательного ответа.
🧑🏻💻Активно развиваются AI-помощники Elicit, ScienceOS и Scite.AI, которые могут быть полезны следующими функциями:
— Предлагают ответ на запрос в виде небольшого текста со ссылками на публикации;
— Формируют краткие описания статей, показанных по вашему запросу;
Существенные отличия в функционале почти незаметны, однако тот факт, что в бесплатной версии вам доступно ограниченное количество запросов, мотивирует попробовать каждый из этих сервисов.
🤖Наиболее мощный AI инструмент SciSpace. Помимо стандартных функций AI-помощника позволяет:
— Извлечь ключевые смысловые фрагменты из PDF;
— Перефразировать тексты научных публикаций;
📑Для более глубокого погружения в тему или выделения ключевых работ в конкретной области удобно использовать Connected Papers или его отечественный аналог PapersMatch. Эти решения применяются для визуализации связей между научными статьями через построение графов.
🔥 Кстати, скоро мы планируем выпустить обновление поисковика Cobalt, так что и в нём функций прибавится.
С любовью к пользователям,
команда CoLab.ws🔥
Мы стараемся развивать платформу CoLab.ws и хотим, чтобы пользователи имели набор необходимых инструментов для решения широкого спектра задач, возникающих в процессе научной деятельности. Поэтому сегодня хотим поделиться не самыми популярными инструментами, которые могут быть полезны при поиске научной литературы.
📚Когда становится недостаточно классического поисковика по научным публикациям, но для обнаружения нужной информации необходимо использовать нестандартные ресурсы или множество источников одновременно (например: газетные архивы, ресурсы электронных библиотек, баз данных или репозиториев), — достаточно полезным оказывается сайт FaganFinder.
💬Если вы можете сформулировать вопрос, подразумевающий положительный или отрицательный ответ, то вам будет полезен сервис Consensus. Он предоставляет список научных публикаций, в которых содержатся доводы в пользу положительного или отрицательного ответа.
🧑🏻💻Активно развиваются AI-помощники Elicit, ScienceOS и Scite.AI, которые могут быть полезны следующими функциями:
— Предлагают ответ на запрос в виде небольшого текста со ссылками на публикации;
— Формируют краткие описания статей, показанных по вашему запросу;
Существенные отличия в функционале почти незаметны, однако тот факт, что в бесплатной версии вам доступно ограниченное количество запросов, мотивирует попробовать каждый из этих сервисов.
🤖Наиболее мощный AI инструмент SciSpace. Помимо стандартных функций AI-помощника позволяет:
— Извлечь ключевые смысловые фрагменты из PDF;
— Перефразировать тексты научных публикаций;
📑Для более глубокого погружения в тему или выделения ключевых работ в конкретной области удобно использовать Connected Papers или его отечественный аналог PapersMatch. Эти решения применяются для визуализации связей между научными статьями через построение графов.
С любовью к пользователям,
команда CoLab.ws
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥14
Леонардо да Винчи
Леонардо да Винчи — итальянский живописец, архитектор, скульптор, ученый и изобретатель, творивший в эпоху Возрождения. Общепризнанный гений, считающийся одним из величайших художников всех времен, Леонардо да Винчи, кроме прочего, считается изобретателем парашюта, вертолета и танка. Созданные им живописные образы за несколько веков превратились в культурные иконы, хотя до наших дней сохранилось не более 20 картин.
Знаменитая склонность Леонардо к экспериментам присутствовала и в его живописи: построение каждой из его картин различно, также, как и используемые материалы. Одним из объектов, над которым Леонардо да Винчи проводил эксперименты, был грунтовый слой картины, т.е. толстый слой, наносимый между деревянной панелью и слоями краски. Целью экспериментов был подбор таких грунтов, которые бы позволяли масляной краске высыхать максимально быстро.
В 2023 г. (JACS, 2023)📕 провели структурные исследования пигментов свинцовых белил, использованных да Винчи при создании «Джоконды». Как оказалось, в смеси, помимо свинцовых белил, содержатся ещё минерал плюмбонакрит Pb5O(OH)2(CO3)3 и масло. Интересно, что такое же сочетание использовал Рембрандт в нескольких картинах, включая «Ночной дозор». В грунтовом слое содержатся в основном соединения на основе карбонатов кальция и магния. В слое, отделяющем грунтовый слой от слоев цветной краски, было обнаружено большое количество гидроцеруссита Pb3(CO3)2(OH)2 и некоторое количество церуссита PbCO3, которые также распределяются по окрашенным слоям, где они смешиваются с различными пигментами. Интересно, что церуссит ранее да Винчи не применял. В целом исследования учёных показывают, что да Винчи экспериментировал не только с художественными приёмами и техниками живописи, но и с технологией грунтовки и созданием красок. Результат этих экспериментов - многие из полотен мастера выглядят «живыми», что особенно актуально для «Джоконды», которая свела с ума многих ценителей искусства, решивших понять, улыбается им дама с картины или нет.
Леонардо да Винчи — итальянский живописец, архитектор, скульптор, ученый и изобретатель, творивший в эпоху Возрождения. Общепризнанный гений, считающийся одним из величайших художников всех времен, Леонардо да Винчи, кроме прочего, считается изобретателем парашюта, вертолета и танка. Созданные им живописные образы за несколько веков превратились в культурные иконы, хотя до наших дней сохранилось не более 20 картин.
Знаменитая склонность Леонардо к экспериментам присутствовала и в его живописи: построение каждой из его картин различно, также, как и используемые материалы. Одним из объектов, над которым Леонардо да Винчи проводил эксперименты, был грунтовый слой картины, т.е. толстый слой, наносимый между деревянной панелью и слоями краски. Целью экспериментов был подбор таких грунтов, которые бы позволяли масляной краске высыхать максимально быстро.
В 2023 г. (JACS, 2023)
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Курс по методам молекулярной спектроскопии
Заведующий Центра Цвета🏛 д.х.н. Козюхин Сергей Александрович будет проводить курс повышения квалификации по методам молекулярной спектроскопии
В рамках курса будут рассмотрены теоретические основы молекулярной спектроскопии, включая вопросы колебаний двух- и многоатомных молекул, правила отбора в колебательных спектрах, электронные состояния и химическая связь в двух и многоатомных молекулах, основы теории неупругого рассеяния в твердых телах и теории фотолюминесценции. Отдельное внимание будет уделено вопросам пробоподготовки для различных методов молекулярной спектроскопии. Курс будет полезен научным сотрудникам и начинающим операторам, позволит грамотно спланировать проведение экспериментов с использованием рассматриваемых методов, а также поможет в достоверной интерпретации полученных результатов.
Приглашаем принять участие!
Заявки на обучение в свободной форме можно направлять по e-mail:
[email protected]
https://yangx.top/chemrussia/4044
Заведующий Центра Цвета
В рамках курса будут рассмотрены теоретические основы молекулярной спектроскопии, включая вопросы колебаний двух- и многоатомных молекул, правила отбора в колебательных спектрах, электронные состояния и химическая связь в двух и многоатомных молекулах, основы теории неупругого рассеяния в твердых телах и теории фотолюминесценции. Отдельное внимание будет уделено вопросам пробоподготовки для различных методов молекулярной спектроскопии. Курс будет полезен научным сотрудникам и начинающим операторам, позволит грамотно спланировать проведение экспериментов с использованием рассматриваемых методов, а также поможет в достоверной интерпретации полученных результатов.
Приглашаем принять участие!
Заявки на обучение в свободной форме можно направлять по e-mail:
[email protected]
https://yangx.top/chemrussia/4044
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Telegram
Химия в России и за рубежом (канал ИОНХ РАН)
Обучение по программе повышения квалификации «Методы молекулярной спектроскопии для исследования и анализа материалов» в ИОНХ РАН
В Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН открыт прием заявок на обучение по программе повышения квалификации…
В Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН открыт прием заявок на обучение по программе повышения квалификации…
Forwarded from Виртуальный музей химии
В России создается виртуальный музей химии
Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН при поддержке Министерства науки и высшего образования начал работу над созданием виртуального музея химии в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» и инициативы «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.
«Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН – это старейший химический институт Российской академии наук, отсчитывающий свою историю от Химической лаборатории Академии наук, организованной М.В. Ломоносовым в 1748 г. В честь юбилея лаборатории в 2023 г. в ИОНХ РАН была издана книга «275 лет химической науке в России» (В.К. Иванов, А.С. Паевский, Ю.А. Золотов); из представленных в этой книге материалов наглядно прослеживается роль научных школ, созданных блестящими российскими химиками, в развитии и преемственности научных исследований в нашей стране.
При подготовке книги ее авторы убедились в том, что материалы по истории российской химической науки зачастую труднодоступны, а некоторые ее эпизоды и вовсе остаются практически неизвестными. Именно по этой причине в ИОНХ РАН в прошлом году родилась идея о воссоздании Комиссии РАН по истории химии, реализованная при деятельной поддержке Отделения химии и наук о материалах РАН, а сейчас начато создание виртуального музея химии, в котором значительное внимание, разумеется, будет уделено именно отечественной химии», - говорит научный руководитель проекта, директор ИОНХ РАН, член-корреспондент РАН Владимир Иванов.
Творческий коллектив, который готовит контент для нового химического портала, возглавил известный научный журналист, руководитель пресс-службы другого крупного российского химического института, ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН, куратор инициативы «Работа с опытом» и член научного комитета национальной научной премии «Вызов» Алексей Паевский.
«Инициатива «Работа с опытом», как мне кажется – одна из важнейших инициатив в Десятилетии. Наш проект только в начальной стадии развития, и работы здесь – не на один год, но в результате мы хотим создать масштабную картину развития химии не только в России, но и в мире, поскольку любая научная дисциплина – явление планетарное», - говорит Паевский.
Экспозиция вирутального музея химии будут включать в себя различные рубрики:
• биографии выдающихся химиков России и мира;
• истории открытия и изучения отдельных веществ;
• новая популярная библиотека химических элементов;
• история химии на карте России (репортажи из химических музеев и музеев науки, домов-музеев выдающихся химиков);
• история химических институтов страны;
• химическая повседневность (история химических сосудов, приборов и устройств, принципы их работы и использование в современной лаборатории).
Также планируется создание «химического» слоя на Яндекс-картах с отметкой памятных мест, связанных химией.
В начале июня команда музея планирует выпустить полноценный путеводитель по сайту музея, но начиная с 6 мая отдельные материалы уже будут размещаться в открытом доступе. Следить за пополнением коллекции музея можно в пабликах в VK и в Телеграм.
Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН при поддержке Министерства науки и высшего образования начал работу над созданием виртуального музея химии в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» и инициативы «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.
«Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН – это старейший химический институт Российской академии наук, отсчитывающий свою историю от Химической лаборатории Академии наук, организованной М.В. Ломоносовым в 1748 г. В честь юбилея лаборатории в 2023 г. в ИОНХ РАН была издана книга «275 лет химической науке в России» (В.К. Иванов, А.С. Паевский, Ю.А. Золотов); из представленных в этой книге материалов наглядно прослеживается роль научных школ, созданных блестящими российскими химиками, в развитии и преемственности научных исследований в нашей стране.
При подготовке книги ее авторы убедились в том, что материалы по истории российской химической науки зачастую труднодоступны, а некоторые ее эпизоды и вовсе остаются практически неизвестными. Именно по этой причине в ИОНХ РАН в прошлом году родилась идея о воссоздании Комиссии РАН по истории химии, реализованная при деятельной поддержке Отделения химии и наук о материалах РАН, а сейчас начато создание виртуального музея химии, в котором значительное внимание, разумеется, будет уделено именно отечественной химии», - говорит научный руководитель проекта, директор ИОНХ РАН, член-корреспондент РАН Владимир Иванов.
Творческий коллектив, который готовит контент для нового химического портала, возглавил известный научный журналист, руководитель пресс-службы другого крупного российского химического института, ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН, куратор инициативы «Работа с опытом» и член научного комитета национальной научной премии «Вызов» Алексей Паевский.
«Инициатива «Работа с опытом», как мне кажется – одна из важнейших инициатив в Десятилетии. Наш проект только в начальной стадии развития, и работы здесь – не на один год, но в результате мы хотим создать масштабную картину развития химии не только в России, но и в мире, поскольку любая научная дисциплина – явление планетарное», - говорит Паевский.
Экспозиция вирутального музея химии будут включать в себя различные рубрики:
• биографии выдающихся химиков России и мира;
• истории открытия и изучения отдельных веществ;
• новая популярная библиотека химических элементов;
• история химии на карте России (репортажи из химических музеев и музеев науки, домов-музеев выдающихся химиков);
• история химических институтов страны;
• химическая повседневность (история химических сосудов, приборов и устройств, принципы их работы и использование в современной лаборатории).
Также планируется создание «химического» слоя на Яндекс-картах с отметкой памятных мест, связанных химией.
В начале июня команда музея планирует выпустить полноценный путеводитель по сайту музея, но начиная с 6 мая отдельные материалы уже будут размещаться в открытом доступе. Следить за пополнением коллекции музея можно в пабликах в VK и в Телеграм.
ВКонтакте
Виртуальный музей химии
Канал виртуального музея химии, созданного ИОНХ РАН в рамках инициативы "Работа с опытом" Десятилетия науки и технологий. История химии, химический быт, история веществ и устройств, даты в истории химии. Проект реализуется при грантовой поддержке Минобрнауки…
Окраска драгоценных камней
Для большинства оксидных минералов и пигментов окраска обусловлена электронными переходами в ионах d-металлов, которые могут быть как основными компонентами, так и примесными ионами в изначально бесцветной матрице. В природе широко распространены два неокрашенных минерала – корунд (Al2O3) и берилл (Be3Al2Si6O18). Однако, даже если очень малая часть катионов алюминия(+3) будет заменена на катионы хрома(+3), то эти минералы превратятся в глубоко окрашенные и драгоценные рубин и изумруд.
В обоих случаях окраска возникает из-за того, что катионы хрома(III), оказавшиеся в искаженном октаэдрическом кислородном окружении, обеспечивают поглощение видимого света только в определенном диапазоне длин волн. Отраженный свет содержит компоненты видимого света, которые не поглотились. В результате рубин приобретает алую окраску, а изумруд, где катионы хрома находятся в немного отличающемся окружении, окрашен в ярко-зеленый цвет. Поразительно, что рубин при облучении ультрафиолетом способен еще и люминесцировать в красной области спектра, что иногда придает его окраске в естественном свете (содержащем ультрафиолетовую компоненту) завораживающее красное свечение. Это явление было открыто французским физиком Беккерелем (1859).
Важно отметить, что возникновение окраски рубина и изумруда связано с тем, что примесные катионы хрома находятся именно в искаженном окружении атомов кислорода. В идеальном октаэдрическом окружении d-dэлектронные переходы запрещены по четности, то есть они крайне малоинтенсивные. Поэтому, скажем, допирование хромом соединения LaAlO3 (структура перовскита) не приводит к возникновению окраски, поскольку октаэдры CrO6 практически идеальные (Applied Physics Express, 2014). Искажение октаэдрической геометрии частично снимает запрет по четности, и d-d переходы становятся значительно более вероятными. Удивительно, что столь ценные и порой совершенные на вид камни обязаны своей окраской несовершенствам своей внутренней структуры.
Для большинства оксидных минералов и пигментов окраска обусловлена электронными переходами в ионах d-металлов, которые могут быть как основными компонентами, так и примесными ионами в изначально бесцветной матрице. В природе широко распространены два неокрашенных минерала – корунд (Al2O3) и берилл (Be3Al2Si6O18). Однако, даже если очень малая часть катионов алюминия(+3) будет заменена на катионы хрома(+3), то эти минералы превратятся в глубоко окрашенные и драгоценные рубин и изумруд.
В обоих случаях окраска возникает из-за того, что катионы хрома(III), оказавшиеся в искаженном октаэдрическом кислородном окружении, обеспечивают поглощение видимого света только в определенном диапазоне длин волн. Отраженный свет содержит компоненты видимого света, которые не поглотились. В результате рубин приобретает алую окраску, а изумруд, где катионы хрома находятся в немного отличающемся окружении, окрашен в ярко-зеленый цвет. Поразительно, что рубин при облучении ультрафиолетом способен еще и люминесцировать в красной области спектра, что иногда придает его окраске в естественном свете (содержащем ультрафиолетовую компоненту) завораживающее красное свечение. Это явление было открыто французским физиком Беккерелем (1859).
Важно отметить, что возникновение окраски рубина и изумруда связано с тем, что примесные катионы хрома находятся именно в искаженном окружении атомов кислорода. В идеальном октаэдрическом окружении d-dэлектронные переходы запрещены по четности, то есть они крайне малоинтенсивные. Поэтому, скажем, допирование хромом соединения LaAlO3 (структура перовскита) не приводит к возникновению окраски, поскольку октаэдры CrO6 практически идеальные (Applied Physics Express, 2014). Искажение октаэдрической геометрии частично снимает запрет по четности, и d-d переходы становятся значительно более вероятными. Удивительно, что столь ценные и порой совершенные на вид камни обязаны своей окраской несовершенствам своей внутренней структуры.
Благородный синий
Окраска камней и пигментов может быть связана с переносом заряда между ионами различных переходных металлов или между ионами одного металла, которые соответствуют его различным окислительным состояниям. Ярким примером служит сапфир, представляющий из себя все тот же корунд, в котором присутствуют примесные ионы железа(II) и титана(IV). Эти ионы расположены в соседних кислородных октаэдрах, имеющих общую грань. В результате, расстояние между ионами достаточно мало, чтобы их орбитали могли эффективно перекрываться, обеспечивая эффективный перенос электрона от железа к титану при поглощении кванта света (Annual Reviews, 1981). Этому процессу соответствует широкая полоса поглощения в желто-оранжевой области спектра, в связи с чем из естественного белого света остается интенсивная синяя компонента, определяющая окраску сапфира.
Аналогичный механизм возникновения цвета имеет место в случае широко распространенного коммерческого синего пигмента Берлинской лазури с той лишь разницей, что перенос заряда осуществляется между катионами железа с разным зарядом, находящимися в октаэдрическом окружении цианидных анионов (Nature, 1936📕 , Inorganic Chemistry, 1962📕 ).
Открытие Берлинской лазури немецкими химиками в начале 18 в. было поистине прорывным, поскольку оно положило конец многовековой зависимости европейских мастеров от поставок невероятно дорогих синих пигментов из Азии (в первую очередь, ультрамарина, который какое-то время стоил дороже золота).
В настоящее время Берлинская лазурь из передовой научной разработки своего времени, озолотившей ее изобретателей, трансформировалась в традиционный и широко доступный синий пигмент, с которым знаком практически любой школьник по качественной реакции на ионы железа(3+). Тем не менее, современные исследования этого соединения и его аналогов приводят к расширению горизонтов применения (Nature Communications, 2022📕 ).
Окраска камней и пигментов может быть связана с переносом заряда между ионами различных переходных металлов или между ионами одного металла, которые соответствуют его различным окислительным состояниям. Ярким примером служит сапфир, представляющий из себя все тот же корунд, в котором присутствуют примесные ионы железа(II) и титана(IV). Эти ионы расположены в соседних кислородных октаэдрах, имеющих общую грань. В результате, расстояние между ионами достаточно мало, чтобы их орбитали могли эффективно перекрываться, обеспечивая эффективный перенос электрона от железа к титану при поглощении кванта света (Annual Reviews, 1981). Этому процессу соответствует широкая полоса поглощения в желто-оранжевой области спектра, в связи с чем из естественного белого света остается интенсивная синяя компонента, определяющая окраску сапфира.
Аналогичный механизм возникновения цвета имеет место в случае широко распространенного коммерческого синего пигмента Берлинской лазури с той лишь разницей, что перенос заряда осуществляется между катионами железа с разным зарядом, находящимися в октаэдрическом окружении цианидных анионов (Nature, 1936
Открытие Берлинской лазури немецкими химиками в начале 18 в. было поистине прорывным, поскольку оно положило конец многовековой зависимости европейских мастеров от поставок невероятно дорогих синих пигментов из Азии (в первую очередь, ультрамарина, который какое-то время стоил дороже золота).
В настоящее время Берлинская лазурь из передовой научной разработки своего времени, озолотившей ее изобретателей, трансформировалась в традиционный и широко доступный синий пигмент, с которым знаком практически любой школьник по качественной реакции на ионы железа(3+). Тем не менее, современные исследования этого соединения и его аналогов приводят к расширению горизонтов применения (Nature Communications, 2022
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Ультрамарин (#120A8F)
Один из самых дорогих пигментов, когда-либо использованных человеком, долгое время получали с помощью крайне трудоемкой процедуры из редкого минерала Lapis Lazuli (Бадахшанский лазурит), который добывали в горах Афганистана с незапамятных времен. В Европу минерал доставляли «из-за моря», в связи с чем выделяемый из него пигмент получил название ультрамарин. Глубокий и устойчивый синий цвет ультрамарина высоко ценили голландские мастера, а знаменитый Вермеер широко использовал его при создании своих шедевров, в том числе смешивая ультрамарин с другими пигментами для получения уникальных цветовых оттенков (Heritage Science, 2020📕 ).
Источник окраски ультрамарина столетиями занимал умы исследователей (Studies in Inorg Chem, 1984📕 ). Еще в 18 в. считали, что окраска вызвана железом, однако впоследствии химический анализ показал отсутствие железа, но зато присутствие серы. В 20 в. Полинг установил структуру содалита и обнаружил в ней полости определенного размера (Zeitschrift fur Kristallographie, 1930). Позже показали, что лазурит имеет аналогичную содалиту структуру с полостями, частично заполненными анионами, содержащими серу. Лишь тщательное спектроскопическое исследование позволило однозначно установить, что за синюю окраску ответственны полисульфидные анион-радикалы S3(•–) (Chemical Society Reviews, 1999📕 ).
В начале 19 в. Гмелин разработал метод синтеза ультрамарина из кварца, оксида алюминия, соды и серы, что резко снизило стоимость пигмента. В 20 в. ультрамарин фактически был вытеснен из широкого употребления фталоцианиновыми красителями.
Однако открытие и исследование полисульфидных анион-радикалов имело далеко идущие последствия. Было показано, что они являются важными интермедиатами при работе литий-серных аккумуляторов (ChemComm, 2023📕 ), могут выступать эффективными (фоторедокс-)катализаторами (OrgChemFront, 2023📕 ; JACS, 2020📕 ), а также ускорять транспорт золота и платины в гидротермальных процессах в земной коре (PNAS, 2021).
Один из самых дорогих пигментов, когда-либо использованных человеком, долгое время получали с помощью крайне трудоемкой процедуры из редкого минерала Lapis Lazuli (Бадахшанский лазурит), который добывали в горах Афганистана с незапамятных времен. В Европу минерал доставляли «из-за моря», в связи с чем выделяемый из него пигмент получил название ультрамарин. Глубокий и устойчивый синий цвет ультрамарина высоко ценили голландские мастера, а знаменитый Вермеер широко использовал его при создании своих шедевров, в том числе смешивая ультрамарин с другими пигментами для получения уникальных цветовых оттенков (Heritage Science, 2020
Источник окраски ультрамарина столетиями занимал умы исследователей (Studies in Inorg Chem, 1984
В начале 19 в. Гмелин разработал метод синтеза ультрамарина из кварца, оксида алюминия, соды и серы, что резко снизило стоимость пигмента. В 20 в. ультрамарин фактически был вытеснен из широкого употребления фталоцианиновыми красителями.
Однако открытие и исследование полисульфидных анион-радикалов имело далеко идущие последствия. Было показано, что они являются важными интермедиатами при работе литий-серных аккумуляторов (ChemComm, 2023
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Тирийский пурпур
Этот королевский пурпур был чрезвычайно ценным красителем, связанным со знатью по всему средиземноморскому региону в бронзовом веке. Краситель производился путем ферментации слизистых выделений морских улиток. Окончательный оттенок тканей, окрашенных тирийским пурпуром, мог варьироваться от зеленовато-синего до пурпурно-красного в зависимости от вида использованной улитки и способа обработки ткани.
Изготовление пурпура являлось самым прибыльным промыслом Финикии и велось с большим размахом, о чём свидетельствуют сохранившиеся отходы производства. Так, в окрестностях Сайды в 1864 году была найдена огромная груда раковин, оставшихся от пурпуроносных моллюсков (Heritage, 2021📕 ) Эта рукотворная стена простиралась на 120 метров в длину, а в высоту достигала 8 метров.
На мысе Колонна археологи нашли два фрагмента керамики с хорошо сохранившимся пурпурным пигментом, прилипшим к внутренней части (PLoS ONE, 2024📕 ). Анализ образцов методом ВЭЖХ с УФ-детектором выявил различные красители группы индиго. Ученые установили высокое содержание моноброминдиготина по сравнению с дибром-производным в пигменте, что свидетельствует о том, что производимый на мысе Колонна пигмент почти исключительно изготавливался из полосатого красителя мурекса.
Из 2364 найденных и идентифицированных образцов раковин брюхоногих моллюсков 84% принадлежали к роду Hexaplex. Исследователи считают, что высокая однородность присутствующих видов улиток может указывать на то, что их собирали вручную, а не ловили с помощью ловушек с приманкой.
Помимо инструментов и оборудования для обработки морских улиток археологи обнаружили прокаленные и обожженные кости, принадлежащие молодым поросятам, ягнятам или козлятам. Эти молодые животные могли быть принесены в жертву и сожжены в качестве подношений для защиты мастерской по производству пурпурного красителя.
Этот королевский пурпур был чрезвычайно ценным красителем, связанным со знатью по всему средиземноморскому региону в бронзовом веке. Краситель производился путем ферментации слизистых выделений морских улиток. Окончательный оттенок тканей, окрашенных тирийским пурпуром, мог варьироваться от зеленовато-синего до пурпурно-красного в зависимости от вида использованной улитки и способа обработки ткани.
Изготовление пурпура являлось самым прибыльным промыслом Финикии и велось с большим размахом, о чём свидетельствуют сохранившиеся отходы производства. Так, в окрестностях Сайды в 1864 году была найдена огромная груда раковин, оставшихся от пурпуроносных моллюсков (Heritage, 2021
На мысе Колонна археологи нашли два фрагмента керамики с хорошо сохранившимся пурпурным пигментом, прилипшим к внутренней части (PLoS ONE, 2024
Из 2364 найденных и идентифицированных образцов раковин брюхоногих моллюсков 84% принадлежали к роду Hexaplex. Исследователи считают, что высокая однородность присутствующих видов улиток может указывать на то, что их собирали вручную, а не ловили с помощью ловушек с приманкой.
Помимо инструментов и оборудования для обработки морских улиток археологи обнаружили прокаленные и обожженные кости, принадлежащие молодым поросятам, ягнятам или козлятам. Эти молодые животные могли быть принесены в жертву и сожжены в качестве подношений для защиты мастерской по производству пурпурного красителя.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Разработка новых пигментов
Люди начали использовать красные и желтые пигменты на основе охры по меньшей мере 100 тыс. лет назад, тогда как синий цвет был и остается достаточно редким. В природе синий цвет зачастую связан не с пигментами, а со структурной окраской, основанной на отражении света от наноструктурированных поверхностей. Чтобы быть синим, пигмент должен поглощать в красной области спектра, то есть поглощать низкоэнергетическое излучение. Для этого нужна особая электронная структура пигмента с близколежащими основным и возбужденным электронными уровнями.
За всю историю человечества было найдено лишь несколько практически значимых синих пигментов, и кобальтовый синий, CoAl2O4, синтезированный в 1802 г. (Science, 2019📕 ), оставался до начала XXI в. последним искусственно полученным неорганическим синим пигментом. В поисках новых мультиферроиков ученые из США совершенно случайно синтезировали новый ярко синий сложный оксид на основе иттрия, индия и марганца (Materials Today Advances, 2022📕 ). Поняв, что они получили стабильный синий пигмент, допускающий широкое варьирование окраски в зависимости от соотношения элементов, исследователи разработали эффективные стратегии для управления окраской этого оксидного материала, а впоследствии пигмент YInMn blue появился на рынке.
Многие исследователи вдохновились открытием нового синего пигмента. На основе марганца были разработаны устойчивые пигменты с окраской от желтой до фиолетовой (Inorganic Chemistry, 2021📕 ). Но совершенно потрясающий результат был достигнут, когда химики заместили катионы меди +2 в египетском синем на катионы хрома +2, за счет чего удалось стабилизировать хром в неустойчивой степени окисления и получить яркую пурпурную окраску (Chemistry of Materials, 2024📕 ). Ученые отмечают, что идея провести подобный опыт пришла к ним при изучении лунной минералогии, ведь на Луне, в отличие от Земли, хром присутствует в минералах в степени окисления +2 (Geochimica et Cosmochimica Acta, 1993📕 ).
Люди начали использовать красные и желтые пигменты на основе охры по меньшей мере 100 тыс. лет назад, тогда как синий цвет был и остается достаточно редким. В природе синий цвет зачастую связан не с пигментами, а со структурной окраской, основанной на отражении света от наноструктурированных поверхностей. Чтобы быть синим, пигмент должен поглощать в красной области спектра, то есть поглощать низкоэнергетическое излучение. Для этого нужна особая электронная структура пигмента с близколежащими основным и возбужденным электронными уровнями.
За всю историю человечества было найдено лишь несколько практически значимых синих пигментов, и кобальтовый синий, CoAl2O4, синтезированный в 1802 г. (Science, 2019
Многие исследователи вдохновились открытием нового синего пигмента. На основе марганца были разработаны устойчивые пигменты с окраской от желтой до фиолетовой (Inorganic Chemistry, 2021
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥24
Деградация пигментов. Киноварь (HgS)
Деградация цвета пигментов и красителей под действием света, влаги, кислорода и др. негативно влияет на культурное наследие как в музеях, так и на археологических памятниках. Ученые предпринимают интенсивные экспериментальные исследования для выяснения причин изменения цвета для выработки рекомендаций по хранению и реставрации предметов искусства (Angewandte Chemie, 2018📕 ); Dyes and Pigments, 2023📕 ).
Например, потемнение предметов, выкрашенных киноварью (α-HgS), известным с древнейших времен ртутьсодержащим красным пигментом, долгое время оставалось необъяснимым. Современные исследования показывают, что киноварь под действием внешних факторов претерпевает сложные превращения, включающие фазовый переход в β-HgS (Journal of Cultural Heritage, 2021📕 ), превращение в сульфохлорид (Hg3S2Cl2) и хлориды ртути (Hg2Cl2, HgCl2). Исследователи предположили механизм поглощения ионов хлора сульфидом ртути (Applied Physics A: Materials Science and Processing, 2015📕 ). Когда поверхность картины освещается светом, то влажный воздух позволяет ионам хлора, содержащимся, например, в составе хлорида натрия из загрязнений, осаждаться на краске.
Кроме того, как показал анализ образцов фресок из монастыря Педральбес в Испании, подкрепленный квантово-механическими расчетами, под действием света возможно отложение металлической ртути на поверхности предметов, окрашенных с применением киновари (Physical Review Letters, 2013📕 ). Интересно, что при комнатной температуре обнаружить ртуть с помощью рентгеновских дифракционных методов на предметах искусства невозможно из-за того, что этот металл жидкий.
Деградация цвета пигментов и красителей под действием света, влаги, кислорода и др. негативно влияет на культурное наследие как в музеях, так и на археологических памятниках. Ученые предпринимают интенсивные экспериментальные исследования для выяснения причин изменения цвета для выработки рекомендаций по хранению и реставрации предметов искусства (Angewandte Chemie, 2018
Например, потемнение предметов, выкрашенных киноварью (α-HgS), известным с древнейших времен ртутьсодержащим красным пигментом, долгое время оставалось необъяснимым. Современные исследования показывают, что киноварь под действием внешних факторов претерпевает сложные превращения, включающие фазовый переход в β-HgS (Journal of Cultural Heritage, 2021
Кроме того, как показал анализ образцов фресок из монастыря Педральбес в Испании, подкрепленный квантово-механическими расчетами, под действием света возможно отложение металлической ртути на поверхности предметов, окрашенных с применением киновари (Physical Review Letters, 2013
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Трансформации мышьяка
Аномальная погода, установившая сейчас в Москве, позволяет наиболее наглядно представить, как происходит деградация тех или иных пигментов, составляющих основу красок на большинстве художественных полотен – свет, повышенные влажность и температура весьма губительны не только для людей, но и для полотен, и зачастую приводят к тому, что их яркость заметно меняется не в лучшую сторону.
Аурипигмент (As2S3, от лат. aurum — золото, золотая краска) является природным минералом, который раньше использовали в качестве пигмента для получения насыщенного желтого цвета. Специалистам, работающим с сульфидными соединениями, известно, что и кристаллы, и стекла данных составов весьма чувствительны к облучению светом видимого диапазона, который вызывает у них фотоструктурные превращения без изменения химического состава, что в свою очередь приводит к изменению первоначального цвета. В работе (JACS, 2023📕 ) авторы предложили механизм деградации цвета роз на картине «Натюрморт с цветами в стеклянной вазе» (1650−1683 г.г.) художника Яна Давидса де Хема.
Помимо фотоструктурных трансформаций могут происходить и химические превращения аурипигмента. Например, реакция распада аурипигмента в арсенолит (As2O3) может запускаться прямым воздействием света. С применением современных методов проследили схемы превращения As(III) в As(V) и пришли к выводу, что соединения As(V) образуются через растворимые соединения As(III), и As2O3(тв) не всегда входит в схему распада аурипигмента в соединения As(V). При этом соединения As(V) способны очень легко мигрировать через различные типы сред и образовывать твердые арсенаты металлов.
Многочисленные исследования других авторов также показали, что соединения As(V) часто присутствуют во всей многослойной системе масляных картин (Heritage Science, 2019📕 ). Соответственно, реставраторы должны знать, что, если существует вероятность присутствия соединений As(V) в лаке или других слоях краски на участках картин, богатых сульфидом мышьяка, деградация будет наблюдаться всегда.
Аномальная погода, установившая сейчас в Москве, позволяет наиболее наглядно представить, как происходит деградация тех или иных пигментов, составляющих основу красок на большинстве художественных полотен – свет, повышенные влажность и температура весьма губительны не только для людей, но и для полотен, и зачастую приводят к тому, что их яркость заметно меняется не в лучшую сторону.
Аурипигмент (As2S3, от лат. aurum — золото, золотая краска) является природным минералом, который раньше использовали в качестве пигмента для получения насыщенного желтого цвета. Специалистам, работающим с сульфидными соединениями, известно, что и кристаллы, и стекла данных составов весьма чувствительны к облучению светом видимого диапазона, который вызывает у них фотоструктурные превращения без изменения химического состава, что в свою очередь приводит к изменению первоначального цвета. В работе (JACS, 2023
Помимо фотоструктурных трансформаций могут происходить и химические превращения аурипигмента. Например, реакция распада аурипигмента в арсенолит (As2O3) может запускаться прямым воздействием света. С применением современных методов проследили схемы превращения As(III) в As(V) и пришли к выводу, что соединения As(V) образуются через растворимые соединения As(III), и As2O3(тв) не всегда входит в схему распада аурипигмента в соединения As(V). При этом соединения As(V) способны очень легко мигрировать через различные типы сред и образовывать твердые арсенаты металлов.
Многочисленные исследования других авторов также показали, что соединения As(V) часто присутствуют во всей многослойной системе масляных картин (Heritage Science, 2019
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Деградация пигмента сульфида кадмия
Стабильно высокая температура в Москве сильно мотивирует, чтобы продолжить серию постов о деградации пигментов. На сей раз наш «герой» – сульфид кадмия CdS или кадмий желтый. Обладая ярким и насыщенным желтым цветом, он был весьма популярен среди художников в 19 и 20 веке. Клод Моне, Винсент Ван Гог, Эдвард Мунк, Анри Матисс и Пабло Пикассо - далеко не полный перечень выдающихся художников, любивших использовать этот пигмент из-за его ярких цветов и оттенков.
Увы, температура, влажность и свет видимого диапазона непоправимо повлияли на яркость и цвет многих фрагментов шедевров этих мастеров вследствие деградации CdS. В работе (JPP, 2024📕 ) авторы использовали метод “pump – probe” или «накачка – зонд» для того, чтобы диагностировать на ранних стадиях процесс деградации и лучше понять его природу. Подход «накачка-зонд» популярен в настоящее время среди физиков. При исследовании предметов искусства он позволяет неразрушающим образом создавать трехмерные карты структур краски с высоким разрешением и отслеживать процесс деградации в микроскопическом масштабе (PNAS, 2014).
В качестве объектов авторы использовали сульфид кадмия, синтезированный самостоятельно, а также взяли коммерческий пигмент, и провели искусственное старение этих материалов в климатической камере. Они установили, что разрушение происходит микроскопически до того, как станут возможны макроскопические наблюдения. В первую очередь, деградация начинается в более мелких зернах и на поверхности крупных зерен. Вывод состоит в том, что стабильность красок на основе CdS зависит от степени кристалличности пигмента и условий старения.
Коммерческий CdS с высокой степенью кристалличности не показал никаких изменений даже после восьми недель старения, в то время как синтезированный CdS с плохой кристалличностью показал очевидные изменения в течение одной-двух недель. В красках на основе пигмента CdS влажность вызывает деградацию, в то время как свет является катализатором превращения CdS в CdSO4·xH2O.
Стабильно высокая температура в Москве сильно мотивирует, чтобы продолжить серию постов о деградации пигментов. На сей раз наш «герой» – сульфид кадмия CdS или кадмий желтый. Обладая ярким и насыщенным желтым цветом, он был весьма популярен среди художников в 19 и 20 веке. Клод Моне, Винсент Ван Гог, Эдвард Мунк, Анри Матисс и Пабло Пикассо - далеко не полный перечень выдающихся художников, любивших использовать этот пигмент из-за его ярких цветов и оттенков.
Увы, температура, влажность и свет видимого диапазона непоправимо повлияли на яркость и цвет многих фрагментов шедевров этих мастеров вследствие деградации CdS. В работе (JPP, 2024
В качестве объектов авторы использовали сульфид кадмия, синтезированный самостоятельно, а также взяли коммерческий пигмент, и провели искусственное старение этих материалов в климатической камере. Они установили, что разрушение происходит микроскопически до того, как станут возможны макроскопические наблюдения. В первую очередь, деградация начинается в более мелких зернах и на поверхности крупных зерен. Вывод состоит в том, что стабильность красок на основе CdS зависит от степени кристалличности пигмента и условий старения.
Коммерческий CdS с высокой степенью кристалличности не показал никаких изменений даже после восьми недель старения, в то время как синтезированный CdS с плохой кристалличностью показал очевидные изменения в течение одной-двух недель. В красках на основе пигмента CdS влажность вызывает деградацию, в то время как свет является катализатором превращения CdS в CdSO4·xH2O.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM