V.G. Plotnikov: life in science.pdf Авторство термина «фотоника молекул» принадлежит академику А.Н. Теренину, который ввел его для обозначения области исследований всей совокупности процессов, протекающих в молекулярных системах после поглощения кванта света и образования электронно-возбужденных состояний [1]. В Томск представление о фотонике молекул «завезла» Наталия Александровна Прилежаева, ученица и ближайшая сотрудница А.Н. Теренина, сосланная как «социально-чуждый элемент» (была дворянкой) из Ленинграда в 1935 г. Ей сразу, как уже авторитетному ученому, в отделе теоретической физики Сибирского физико-технического института (СФТИ), возглавляемом профессором П.С. Тартаковским (тоже бывшим ленинградцем) и при его непосредственном содействии, была открыта первая в Сибири лаборатория спектроскопии из трех человек. В этой лаборатории Н.А. Прилежаева продолжила исследования по спектроскопии и фотохимии сложных молекул [2]. В 1937 г. Наталия Александровна защитила кандидатскую диссертацию на тему «Фотохимические процессы в сложных молекулах», а в 1938 г. - докторскую диссертацию на тему «Превращение электронной энергии в элементарных процессах» в возрасте тридцати лет вместе с В.М. Кудрявцевой, одной из первых двух в СССР женщин - докторов физико-математических наук. Среди многочисленных учеников Н.А. Прилежаевой - создатель Института оптики атмосферы академик В.Е. Зуев [3], инициатор применения квантовой химии при исследовании спектров многоатомных молекул в Томске, доктор химических наук В.И. Данилова [4] и другие известные ученые-оптики. В это замечательное окружение Н.А. Прилежаевой в 1962 г. и попал в качестве ее аспиранта Виктор Георгиевич Плотников. Он родился 27.08.1940 г. в Новосибирске, в 1962 г. окончил химический факультет Томского государственного университета (ТГУ), поступил в аспирантуру ТГУ, осуществляя научную деятельность в группе В.И. Даниловой, занимавшейся спектроскопией многоатомных молекул в лаборатории спектроскопии атомов и молекул СФТИ. Его диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук на тему «Спектральные и физико-химические свойства n-электронов» (специальность 01.04.05-оптика) [5] выполнялась под руководством Н.А. Прилежаевой и В.И. Даниловой. Думается, что особое значение в научной биографии В.Г. Плотникова имело то, что оба его научных руководителя были яркими представителями классического университетского образования и науки: Н.А. Прилежаева окончила физико-математический факультет Ленинградского университета по двум специальностям (оптика и теоретическая физика, где в числе ее учителей был академик В.А. Фок), а В.И. Данилова, научная карьера которой начиналась в лаборатории спектроскопии СФТИ, являлась выпускницей химического факультета ТГУ по специальности «физическая химия». Существенно, что оба руководителя имели не только блестящее образование, но сами активно занимались исследованиями на переднем крае науки. Теперь уже абсолютно понятно, что и удачно сформулированная тема диссертации, и широкие научные интересы, и эрудиция руководителей, и их увлеченность наукой и безусловный талант ученика предопределили широкий диапазон научного творчества В.Г. Плотникова. В круг его интересов вошли вопросы физической химии, квантовой химии, теоретической физики, фотохимии, спектроскопии и люминесценции, то есть все то, что и соответствует предмету молекулярной фотоники. Являясь высококвалифицированным специалистом в области молекулярной спектроскопии и люминесценции конденсированных сред, В.Г. Плотников активно и плодотворно сотрудничал со многими ведущими учеными России из Москвы, Петербурга, Томска, а также Минска, Харькова, Киева и Вильнюса. В результате уже в кандидатской диссертации при исследовании фотоники молекул фактически были системно применены квантово-химические представления об электронном строении многоатомных органических соединений и получены крупные научные результаты, заключающиеся в установлении зависимости относительного положения ππ- и nπ-состояний от длины цепи сопряжения в сложных органических молекулах. Эти результаты послужили теоретической основой гипотезы о влиянии относительного положения ππ- и nπ-состояний на спектрально-люминес¬центные свойства гетероароматических соединений, составляющей суть спектрально-люминес¬центной систематики молекул, разработанной уже в НИФХИ им. Л.Я. Карпова Р.Н. Нурмухаметовым, В.Г. Плотниковым и Д.Н. Шигориным [6]. Большую роль в становлении Плотникова как физика-теоретика сыграло то обстоятельство, что сразу после защиты кандидатской диссертации и отъезда из Томска он стал работать в теоретическом отделе филиала НИФХИ им. Л.Я. Карпова (г. Обнинск), руководимом профессором И.Г. Капланом - учеником школы академика Л.Д. Ландау. Активно участвуя в регулярно проводимых семинарах по теоретической физике и радиационной химии, М.Г. Плотников быстро вошел в новую для него тему. В это время И.Г. Каплан занимался разработкой теории триплет-триплетного переноса энергии в молекулах и жидких средах [7]. Плотников включился в обсуждение теоретических проблем переноса и опубликовал с И.Г. Капланом первую в мировой литературе работу по экситонному механизму триплет-триплетного переноса энергии вдоль С-С-связей в полимере [8]. В этот же период В.Г. Плотников разработал теорию триплет-триплетного переноса в молекулярных кристаллах в возбужденных состояниях. Эту теорию он впоследствии развил и применил для объяснения экспериментальных данных, когда работал в Центре фотохимии РАН, руководимом академиком М.В. Алфимовым. Научные связи В.Г. Плотникова с И.Г. Капланом продолжались и после отъезда И.Г. Каплана из Обнинска для работы в Мексиканском национальном университете. В 2012 г. В.Г. Плотников был приглашен участвовать в специальном выпуске журнала Internationai Journal Quantum Chemistry, посвященном И.Г. Каплану. В этом выпуске П.В. Комаров и В.Г. Плотников опубликовали интересное и оригинальное исследование о влиянии межмолекулярных взаимодействий на спектрально-люминесцентные свойства многоатомных молекул [9]. В своей докторской диссертации, выполненной на тему «Природа электронно-возбужденных состояний и спектрально-люминесцентные свойства многоатомных молекул» (специальность 02.00.04-физическая химия) В.Г. Плотников представил целостную систему представлений о связи фотофизических и фотохимических процессов, протекающих в многоатомных молекулах, с их электронным строением [10]. При этом были соединены достижения теории электронного строения молекул с теоретическими методами рассмотрения фотопроцессов, протекающих в электронно-возбужденных состояниях. Все это непротиворечивым образом включало широкий круг экспериментальных данных о внутримолекулярных параметрах, полученных коллективами под руковод¬ством Н.А. Борисовича, М.В. Алфимова, В.Л. Ермолаева, Б.С. Непорента, Р.Н. Нурмухаметова, Д.Н. Шигорина, Е.Б. Свешниковой, Б.М. Красовицкого, В.И. Даниловой, В.А. Смирнова и других ученых. Для произвольного состава возбуждающего электромагнитного поля В.Г. Плотниковым были разработаны методики и получены общие выражения для оценки констант скоростей безызлучательной конверсии, которые до настоящего времени (уже в течение 30 лет) являются базовыми формулами, позволяющими оценить константы скоростей процессов внутренней и интеркомбинационной конверсии в многоатомных молекулах органических соединений [11]. Принципиальное значение для фотоники молекул имеет установление границ применимости ряда общих закономерностей: закона Вавилова, правила Каши, правила Ермолаева - Свешниковой, что позволило понять глубинную связь теории внутримолекулярных процессов и теории электронного строения молекул [12]. Важнейшим результатом для фотохимии молекул является теория отщепления атома водорода и молекулы водорода в электронно-возбужденных состояниях молекул органических соединений, созданная совместно с А.А. Овчинниковым [13]. Но, наверное, главным результатом работ В.Г. Плотникова в области фотоники молекул является теоретическое обоснование существования пяти спектрально-люминесцентных типов молекул, что составляет основу спектрально-люминес¬центной систематики молекул, сыгравшей огромную роль в понимании связи спектрально-люминесцентных свойств с электронным строением многоатомных молекул [14]. Эта систематика молекул является основой методов прогнозирования молекулярных структур с заранее заданными физико-химическими и спектрально-люминесцентными свойствами, что позволяет обычно трактовать подобные результаты как высшее достижение теории. В филиале НИФХИ им. Л.Я. Карпова (г. Обнинск) В.Г. Плотников работал в должностях младшего, а затем старшего научного сотрудника, заведующего сектором, заведующего отделом, заместителем директора по научной работе, директором филиала НИФХИ. В 1990-е годы в должности директора он очень много сделал для сохранения научных направлений филиала НИФХИ им. Л.Я. Карпова в г. Обнинске. Много сил и внимания В.Г. Плотников уделял подготовке научно-педагогических кадров высшей научной квалификации. Среди его учеников - ряд докторов наук: В.М. Комаров - зам. директора Института биофизики клетки РАН, С.С. Рашев - зам. директора ИФТТ Болгарской АН, Г.В. Майер - ректор Национального исследовательского Томского государственного университета и много активно работающих в науке докторов и кандидатов наук. В последние годы В.Г. Плотников работал в должностях ведущего научного сотрудника Центра фотохимии РАН и профессора физического факультета ТГУ, сделав несколько работ обобщающего плана [15-20]. Исключительно высокой оценки заслуживает его деятельность по содействию развития теоретической молекулярной фотоники в ТГУ. В.Г. Плотников являлся большим энтузиастом и популяризатором спектрально-люминес¬центной систематики молекул, его доклады на научных конференциях всегда вызывали повышенный интерес, его труды широко использовались при разработке новых люминофоров и лазерно-активных сред. Этому способствовала исключительная доброжелательность, оригинальная манера общения и дружеские отношения со многими ведущими учеными в области фотоники молекул и квантовой химии из России, Белоруссии, Украины, США и других зарубежных стран. Научная и практическая значимость его приоритетных научных результатов позволяет отнести В.Г. Плотникова к когорте творцов теоретической молекулярной фотоники.

Скачать электронную версию публикации