Полифенилциклопентадиенильные комплексы лантанидов, «Я – профессионал» и преподавание: чем живёт и как видит своё будущее победитель Международной школьной олимпиады по химии (IChO 2019) и студент факультета химии НИУ ВШЭ

До 7 декабря проходит электронная регистрация на отборочный тур юбилейного V сезона Всероссийской студенческой олимпиады «Я-профессионал!». Что это за олимпиада, по каким направлениям она проводится, какова специфика заданий и другое, мы выяснили в интервью с одним из ее победителей – Даниилом Бардоновым. Осталось всего несколько дней до окончания регистрации, успейте принять участие!

В 2019 году в НИУ ВШЭ был осуществлён первый набор студентов на образовательную программу «Химия». Одним из них стал Даниил Бардонов, победитель Международной школьной олимпиады по химии (IChO 2019). Поступление в Вышку открыло для юного исследователя много новых возможностей. Спустя 2 года Даниил – победитель Всероссийской студенческой олимпиады «Я – профессионал» и Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2021», а также соавтор нескольких научных статей, опубликованных в авторитетных химических журналах.

• Давай сначала поговорим о твоем олимпиадном опыте. Ты несколько раз участвовал и побеждал во Всероссийской студенческой олимпиаде «Я – профессионал». Расскажи, пожалуйста, немного о специфике заданий по химическому направлению. Что обычно кажется самым сложным при решении задач и как, по-твоему, рациональнее распределять время при написании олимпиады?
• В этом году я участвую в олимпиаде в третий раз и могу сказать, что ежегодно список направлений, связанных с химией, меняется. Постоянными остаются только Химия и Химическая технология. В первые два года моего участия проводились соревнования по Физической химии и катализу, в 2019 году еще были Физико-химические методы в междисциплинарных исследованиях.

Обычно олимпиада проходит в два или три тура (в зависимости от направления), сложность заданий с каждым туром повышается.
По Химии в отборочном и одном из заключительных туров – по 8 задач, разделенных на блоки по неорганической, органической, аналитической и физической химии. В каждом блоке две задачи – одна проще, другая сложнее. Общая сложность сопоставима со сложностью второго тура заключительного этапа ВсОШ по химии. Неорганика в некоторых задачах может быть даже проще, но с особенностью: одним из методических партнеров олимпиады является компания «Уралкалий», в совместной с ними задаче каждый раз просят знать названия и состав добываемых этой компанией минералов. По органике обычно дают цепочки, но с заметно более сложными, чем на ВсОШ, реакциями и меньшим количеством подсказок. Аналитика стандартная, стоит только иметь представление о современных методах анализа веществ. По физической химии темы задач могут отличаться от типичных школьных, но мне для решения в прошлые года не были нужны ВУЗовские знания или навыки типа интегрирования или решения дифференциальных уравнений. Второй заключительный тур должен был быть практическим, но нам его проводили онлайн с показом видеозаписи эксперимента и ответами на вопросы о нем.
На Химической технологии, как это ни странно, действительно нужны были знания по химической технологии, одной общехимической базы там не хватит, поэтому писать заключительный этап по ней я не стал. На исчезнувшем направлении по физической химии были школьно-олимпиадные задачи без сложностей и подвохов, поэтому там была большая конкуренция. В прошлом году для получения золотой медали по этому направлению нужно было набрать 199 баллов из 200.
Для меня самое сложное – придумать, что написать в тех пунктах задач, которые я не решил. Иногда мои даже странные идеи на этой олимпиаде оценивали хоть какими-то баллами.
Обычно в начале тура я за 5-7 минут просматриваю все предложенные задачи и сразу выбираю те, которые близки мне по теме, или те, которые можно решить быстро и без больших усилий. Потом решаю эти задачи, иногда сразу красиво переписываю, и снова смотрю на весь комплект, выбираю наименее противные из оставшихся задач. На 2-3 последних задачи у меня остается минут по 40 на каждую, чтобы хорошо подумать, поразмышлять о будущем и посидеть сложа руки с закрытыми глазами. Минут за 20 до конца я начинаю переписывать все не переписанное и заполнять пустые места лучшими из имеющихся вариантов.

• Какие советы ты бы мог дать студентам, которые только собираются попробовать свои силы на олимпиаде? На что, в первую очередь, стоит ориентироваться при подготовке?
• Неочевидные советы тут придумать сложно: не забудьте загрузить справку об обучении в ВУЗе в личный кабинет на сайте; запомните, в какое время можно будет решать отборочный этап; просмотрите демоверсию и варианты прошлых лет; при большом желании можно посмотреть, какие книги и онлайн-курсы рекомендуют изучить для написания олимпиады.

По сложности олимпиада не сильно отличается от лучших школьных, так что для подготовки можно пользоваться заданиями ВсОШ, Менделеевской олимпиады, заданиями олимпиад учебно-тренировочных сборов (http://www.chem.msu.ru/rus/olimp/). Из, возможно, не самой широко известной литературы я пользовался «Аналитической химией» Кристиана, «Atkins' Physical Chemistry», «Основами современного органического синтеза» Смита и Дильмана и приложением ChemByDesign.

• Теперь немного поговорим о твоей научной деятельности. Расскажи, пожалуйста, в какой лаборатории ты трудишься и почему в своё время ты выбрал именно её?
• Во время подготовки к школьным олимпиадам я пользовался широким набором источников, в которых, помимо прочего, были «Inorganic Chemistry» Хаускрофта и записи лекций Химфака МГУ по теоретической неорганической химии. В учебнике мне очень понравились главы по элементоорганическим соединениям и катализу, а рассказы Дмитрия Анатольевича Леменовского вдохновили на более подробное изучение металлоорганической химии, так что с конца 11 класса я очень хотел заниматься именно такой химией. На первом курсе во время экскурсии в ИНХС РАН я выбрал для себя лабораторию №8, честно написал об этом Дмитрию Михайловичу Ройтерштейну и получил от него предложение поговорить о возможности совместной работы в лантанидорганической химии. С тех пор там и работаю, очень нравится!
• Твои научные работы часто публикуются в известных химических журналах. Поделись, пожалуйста, над чем ты работаешь сейчас?
• Мы изучаем химию, люминесцентные и каталитические свойства полифенилциклопентадиенильных комплексов лантанидов. Большинство ионов лантанидов способно к люминесценции за счет запрещенных по симметрии, а потому малоинтенсивных f-f переходов. Для того, чтобы обойти этот запрет, используются лиганды-антенны, через которые энергия передается на ион лантанида. Традиционно в качестве лигандов-антенн применяются ароматические N- и O-гетероциклические лиганды, связанные с ионом лантанида по s-типу. Мы же используем принципиально другой подход – в нашем случае роль лигандов-антенн играют полифенил-замещенные циклопентадиенильные анионы, связанные по p-типу. Люминесценция таких комплексов практически не изучена, основные результаты по этой теме получены в нашей лаборатории. Полифенилциклопентадиенил-хлоридные комплексы лантанидов очень часто образуют полиядерные комплексы с большим количеством меж- и внутримолекулярных взаимодействий. Для таких сложных веществ трудно провести корреляцию между их строением и люминесцентными свойствами, поэтому одной из больших и актуальных задач для нас сейчас является синтез моноядерных полифенилциклопентадиенильных комплексов за счет подбора подходящих дополнительных лигандов и/или модификации циклопентадиенил-аниона. Кроме того, нам интересно получение люминесцирующих полимеров на основе норборнена и сополимера норборнена с этиленом. Эти полимеры гораздо хуже пропускают газы по сравнению, например, с полиэтиленом или полистиролом, так что молекулы наших комплексов, оставшиеся в полимерной матрице после полимеризации, дольше будут сохранять в них фотофизическую активность.
• На третьем курсе каждый студент нашего факультета выбирает себе специализированные курсы. Даниил, какой профиль выбрал ты и почему?
• Я выбрал специализацию по Органической и элементоорганической химии, она, по крайней мере по названиям и описанию учебных курсов, ближе к тому, чем я занимаюсь сейчас и чем хотел бы заниматься в будущем. Из специализации по Функциональным материалам и нефтехимии я тоже выбрал для себя несколько курсов, которые мне интересны. Например, я заменил курс по Химии гетероциклических соединений из первого профиля на курс по Кластерам из второй.
• Заключительный вопрос на сегодня. Поделись, пожалуйста, своими планами на будущее. Кем ты видишь себя после окончания университета?
• Пока я думаю, что буду и дальше заниматься наукой в лаборатории и, возможно, преподавать. Университет для меня кончится не так скоро, так что все может и поменяться.