По научным основам инновационных технологий

     Катализаторы  следует отличать от инициаторов. Например, перекиси распадаются на свободные радикалы, которые могут инициировать радикальные цепные реакции. Инициаторы расходуются в процессе реакции, поэтому их нельзя считать катализаторами.

     Ингибиторы иногда ошибочно считают отрицательными катализаторами. Но ингибиторы, например, цепных радикальных реакций, реагируют со свободными радикалами и, в отличие от катализаторов, не сохраняются. Другие ингибиторы (каталитические яды) связываются с катализатором и его дезактивируют, здесь имеет место подавление катализа, а не отрицательный катализ. Отрицательный катализ в принципе невозможен: он обеспечивал бы для реакции более медленный путь, но реакция, естественно, пойдёт по более быстрому, в данном случае, не катализированному, пути.

     Каталитические  реакции весьма распространены в  химии и некоторые из них можно  провести даже в домашних условиях. Например, 3%-ный раствор перекиси водорода (именно такой продают в аптеках) вполне устойчив в отсутствие примесей. Но при добавлении очень небольшого количества (нескольких крупинок) твердого диоксида марганца MnO₂ начинается реакция разложения Н₂О₂ с выделением газообразного кислорода:

Здесь MnO₂ - катализатор реакции.

     Избирательное протекание реакции называется селективностью. Таким образом, главные полезные свойства катализаторов заключаются в повышении скорости и селективности химических реакций.

     Катализатор не способен влиять на положение равновесия, так как он одинаково хорошо ускоряет как прямую, так и обратную реакции. Однако благодаря катализатору равновесие устанавливается быстрее.

Промоторы - это вещества, сами по себе не являющиеся катализаторами данной реакции, но усиливающие  действие основного  катализатора.

Инициаторы - вещества, в ряде случаев необходимые  для возбуждения  химической реакции, которая далее  происходит без посторонней  помощи. Инициаторы расходуются в  ходе реакции, однако их требуется намного  меньше, чем реагентов.

     Впрочем, инициирование возможно и на поверхности  гетерогенного катализатора. В этом случае говорят уже не об инициаторах, а о катализаторах полимеризации - такие тоже широко применяются в химической промышленности.

     Химические  соединения – сложные вещества, состоящие из химически связанных атомов двух или нескольких химических элементов. Термин «соединение» означает: разные части так связаны друг с другом, что возникло новое вещество, с другими свойствами, чем у исходных веществ. В химическом соединении связи таковы, что уже нельзя различить свойства отдельных компонентов. Так, например, нельзя обнаружить свойства серы или меди в CuSO₄.

     Химические  реакции - динамические процессы, вызванные электрическим притяжением между  участками  молекул реагирующих веществ имеющих разный знак заряда, связанные либо с изменением строения электронных оболочек, либо с их трансформацией в новую электронную оболочку продукта реакции.  

   Все химические и большинство физических свойств веществ зависят от строения электронных оболочек, составляющих их атомов, а химическое соединение тем и отличается от физической смеси, что в нём часть электронов обобществлена; они образуют химические связи между атомами. Поэтому важным свойством химических соединений, отличающим их от механических смесей, является однородность. Состав химического соединения записывают в виде химических формул, а взаимное расположение атомов изображают при помощи структурных формул.

     Химические  соединения образуются либо при взаимодействии простых веществ, либо в результате химических реакций других соединений. Образование химических соединений всегда сопровождается выделением или  поглощением энергии. Не обязательно теплоты. Почему же, при образовании химических соединений происходит поглощение или выделение энергии? Общая теория взаимодействий описывает процесс образования химических соединений, как результат электрического взаимодействия атомов или молекул. Атомы и молекулы представляют собой совокупность изменяющихся пространственно направленных электрических сил.

     Влияние катализаторов и ингибиторов также рассчитывается исходя из распределения на поверхности их атомов или молекул электрического заряда. Здесь обязательно следует отметить, что в случае с катализаторами и ингибиторами особую роль приобретает форма распределения электрического заряда на их поверхности. Так как в противном случае такие вещества могут стать реагентами и нарушить необходимое течение химических процессов.  

     Классификация химических реакций.

1. Химические  реакции различаются по числу и составу реагирующих веществ.

2. Реакции  можно классифицировать по изменению степеней окисления химических элементов взаимождействующих в химической реакции: 
3. Химические реакции делятся и по тепловому эффекту, возникающему в результате взаимодействий атомов или молекул.

4. По участию в процессе взаимодействия катализатора, химические реакции делятся на каталитические и некаталитические (более 70% всех реакций относятся к каталитическим). 

5. По присутствию в реакции веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях химические реакции подразделяют на гетерогенные (реагенты и продукты находятся в различных агрегатных состояниях) и гомогенные (все реагенты и продукты присутствуют в одной фазе).

6. По направлению течения, химические реакции могут быть обратимыми (идущими в обоих направлениях) или необратимыми.

7. Есть  также классификация химических  реакций по виду энергии инциирующей реакцию: фотохимические, радиационные, термохимические и электрохимические. 

       Законы  генетики в  сельскохозяйственном производстве.

     Одна из самых новых и самых захватывающих наук - это генетика. Ведь каждое живое существо - растение, животное или человек - это кладовая генетической информации и, следовательно, потенциальная "лаборатория", наполненная научным знанием. Исследования показали, что наследственная информация, обнаруженная внутри ядра живой клетки, помещается туда в виде химического "кода" и что этот код имеет универсальную сущность. Вне зависимости от взглядов на происхождение жизни, это признается всеми учеными. Однако, не только тот факт, что генетический код универсален по своей сущности, делает его изучение таким привлекательным. Равным же образом интригует предназначение этого кода

     Таким образом, устройство и обмен веществ клетки зависят от ее внутреннего "почерка" в генетическом коде. Все, даже сама жизнь, с биологической точки зрения регулируется информацией, содержащейся в этом генетическом коде. Всякий синтез управляется этой информацией. Генетические исследования преследуют цели двоякого рода: познание закономерностей наследственности и изменчивости и изыскание путей практического использования этих закономерностей. То и другое тесно связано: решение практических задач основывается на заключениях, полученных при изучении фундаментальных генетических проблем и в то же время доставляет фактические данные, важные для расширения и углубления теоретических представлений.

     Современная генетика занимает центральное место среди биологических дисциплин. Так, целью создания растительных ГМИП (а к ГМИП в настоящее время относят три группы живых организмов – растения, животные, микроорганизмы) является «улучшение вида», - получение видов, устойчивых к 1) гербицидам, 2) насекомым, 3) вирусам.

     Наиболее актуальная тема западноевропейских дискуссий – производство и использование генетически модифицированных источников питания (ГМИП). Однако же, различные требования, предъявляемые в разных странах к ГМИП и колоссальная разница между посевными площадями с генетически модифицированными растениями в различных регионах, свидетельствуют, что проблема очень далека от окончательного решения. Мировая динамка роста площадей возделывания трасгенных культур поражает своими размахами: с 1996 по 2003 год количество посевных площадей под эти цели выросло в 40 раз. Лидерами здесь являются США, Аргентина, Канада. Мировые продажи трасгенных растений (в основном соя, хлопок, кукуруза, семена рапса. Аргентина, которая приняла технологию ГМИП так быстро, как ни одна другая страна мира, заслуживает самого пристального внимания и изучения ввиду определенного сходства с Россией по некоторым макроэкономическим процессам. Аргентина имеет богатый опыт в области изучения влияния генетически модифицированной сои на здоровье населения. Именно с этим ГМИП аргентинские специалисты связывают рост аллергий, онкологических и аутоиммунных заболеваний. Впрочем, медицинские оценки ГМИП крайне противоречивы. С одной стороны, исследователи говорят о возможной опасности трансгенных источников питания. С другой стороны, в мире растет и число сторонников использования ГМИП, доказывающих их совершенную безвредность при адекватной медико-биологической проверке.

     Хлынувший в Россию поток продуктов, содержащих трансгенные компоненты, в условиях неоднозначности результатов исследований в области медицинской и экологической их безопасности, ставит ряд проблем. Во-первых, необходим этический анализ и этическая оценка мотивов разработки, производства и использования генетически модифицированный продуктов питания. Во-вторых, нужно провести этический и методологический анализ предпосылок аргументации исследователей, которые позиционируют себя как сторонников и противников ГМИП. В-третьих, не осуществлен этико-философский анализ российской правовой базы, регламентирующей использование ГМИП И, наконец, необходимо сформулировать принцип ответственности за создание и использование ГМИП. В данной работе обсуждаются самые основные из этих проблем.

     Использование пестицидов, гербицидов и удобрений удорожают сельскохозяйственное производство, которое, будучи регулируемым законами рынка, как раз должно предусматривать снижение экономических затрат (на топливо, реагенты, а также за счет экономии труда) и повышением валового выхода продовольственного сырья. Обратим внимание на то, что цель создания ГМИП состоит не столько в том, чтобы расширить пространство научных возможностей, сколько в улучшении вида для увеличения его продаж. Мичуринская селекция, ставившая целью улучшение потребительских свойств (органолептических, а не производственных: изменение цвета или вкуса яблока не означало автоматического роста продаж в силу различия предпочтений потребителей) под лозунгом «взять все от природы», кажется вполне невинной затеей в сравнении с трасгенными технологиями. Технология ГМИП в истории науки - это беспрецедентное намерение, - уже не ученых, но фондовых бирж, сельскохозяйственных корпораций и промышленных холдингов, которые пытаются заставить двигаться микроэволюцию и генетический материал по законам рынка. Только будет ли генетический материал двигаться по законам рынка, который устанавливает собственную шкалу нравственных ценностей, имеющих мало общего с Евангельской проповедью? 
В этой связи обращает на себя внимание тот факт, что отличие аргументов сторонников и противников ГМИП – это отличия производителей и потребителей. Последние ставят закономерные вопросы: 1) об изменении пищевой ценности, об аллергическом, токсическом действии, об онкогенезе сопряженном с трасгенными изменениями, 2) о незаданных эффектах выражения генов, - то есть о незапланированных морфологических, биохимических и физиологических реакция живого организма на генетическую модификацию, 3) об отдаленных последствиях для микроэволюции (например, обсуждается возможность встраивания генетического материала в микробиоценоз кишечника).

     Среди аргументов сторонников производства и потребления ГМИП: необходимость решения проблемы голода и проблемы токсического воздействия химикатов, применяемых в сельском хозяйстве. Бесспорна и проблема вреда сельскохозяйственных химикатов. В странах «третьего мира» ежегодно умирает около 10 тыс. человек и заболевает около 400 тыс. человек занятых в сельском хозяйстве от отравлений, связанных с пестицидами. Разумеется, использование химикатов не должно создавать опасности для здоровья людей или окружающей среды. Однако, трансгенные сельскохозяйственные культуры с их, не изученными до конца медико-биологическими и экологическим последствиями применения, не являются единственным путем решения токсикологической проблемы сельскохозяйственного производства.