Число публикаций сотрудников за последние 10 лет: >250
Число публикаций сотрудников за 2025 год: 30
Максимальный индекс Хирша сотрудника: 32
Основные направления работы
В лаборатории проводятся теоретические исследования строения, свойств и динамики конденсированных фаз различной природы методами квантовой химии и статистической физики.
Основные направления работы включают:
Разработка и применение методов реального пространства для изучения свойств многоэлектронных систем
Методы реального пространства представляют собой альтернативу классическому, орбитальному языку теоретической химии и сводятся к анализу различных инвариантов редуцированных матриц плотности. Преимуществом методов реального пространства является измеримость изучаемых в них полей, а также статистически-интуитивный характер выводов на их основе. В рамках данного направления в лаборатории проводятся комбинированные экспериментально-теоретические исследования, сочетающие в себе анализ данных прецизионной рентгеновской дифракции и высокоуровневых квантово-химических расчетов.
Разработка и применение методов описания электронного строения нанотрубок
Тубулярные наноструктуры представляют особенный интерес с точки зрения разработки материалов нового поколения. Особенную роль в изучении подобных объектов играют неэмпирические методы описания их свойств и электронного строения - следствий уникальной топологии атомного остова. В рамках этого направления в лаборатории разработан релятивистский метод симметризованных линеаризованных присоединенных цилиндрических волн. Метод, реализованный в виде собственного программного обеспечения, позволяет проводить систематические исследования корреляций состав-структура-свойство для нанотрубок различной природы.
Разработка методов химической термодинамики неоднородных систем
Исследования любых реальных макроскопических систем требует учета неоднородностей, возникающих вследствие границ раздела фаз, внешних сил или неравновесности протекающих процессов. Существующие методы анализа неоднородностей обычно проводятся в квазистатическом приближении и противоречат экспериментальным данным в диапазоне размеров меньше 100 нм. Для решения этой проблемы в лаборатории разработаны новые безмодельные методы неравновесной термодинамики, позволяющие на порядки повысить расчеты функций состояния неоднородных систем.
Теоретические исследования периодических систем
Моделирование материалов в подавляющем большинстве случаев требует учета влияния эффектов ближнего и дальнего порядка. Одним из наиболее корректных приближений в данном случае является неэмпирический расчет электронной энергии и ее производных в периодических потенциалах. В рамках этого направления в лаборатории проводятся систематические исследования периодических систем с различной топологией прямой и обратной решеток, моделирующих различные функциональные материалы - сегнетоэлектрики, топологические изоляторы, фото- и магнитоактивные материалы, высокоэнергетические материалы.
Теоретические исследования систем с ближним порядком
Моделирование систем с отсутствующим дальним порядком представляет большой интерес как для исследований процессов в жидкой фазе (например, при установлении механизмов каталитических процессов и направленном дизайне каталитических систем), так и с точки зрения разработки гибридных материалов (например, криопротекторов, жидких кристаллов, молекулярных магнитов). В рамках этого направления в лаборатории на основе кластерного приближения проводятся неэмпирические расчеты свойств для широкого круга сложных химических объектов, в том числе требующих явного учета сольватационных эффектов или корректного учета специфики электронного строения тяжелых металлов.
Сотрудники лаборатории
1. Ананьев Иван Вячеславович
2. Анисимов Алексей Альбертович
3. Бреславская Наталья Николаевна
4. Булдашов Иван Андреевич
5. Волыхов Андрей Александрович
6. Дубасова Екатерина Владимировна
7. Дьячков Евгений Павлович
8. Дьячков Павел Николаевич
9. Зайцева Елена Сергеевна
10. Мальцева Варвара Евгеньевна
11. Михайлова Татьяна Юрьевна
12. Романенко Алексей Сергеевич
13. Тараканова Елена Георгиевна
в.н.с., д.ф.-м.н.
н.с., к.х.н.
с.н.с., к.х.н.
м.н.с.
н.с., к.х.н
м.н.с.
н.с., к.х.н.
г.н.с., д.х.н.
с.н.с., к.ф.-м.н.
м.н.с.
с.н.с., к.ф.-м.н.
лаб.-иссл.
с.н.с., к.ф.-м.н.
Наиболее значимые публикации лаборатории (с 2021 г.)
1. Lin Y.-P., Isakoviča I., Gopejenko A., Ivanova A., Začinskis A., Eglitis R. I., D’yachkov P. N., Piskunov S. Time-dependent density functional theory calculations of n-and s-doped tio2 nanotube for water-splitting applications // Nanomaterials. – 2021. – Т. 11. № 11. DOI:10.3390/nano11112900.
2. Larin A.A., Ananyev I.V., Dubasova E.V., Teslenko F.E., Monogarov K.A., Khakimov D.V., He C., Pang S., Gazieva G.A., Fershtat L.L. Simple and energetic: Novel combination of furoxan and 1,2,4-triazole rings in the synthesis of energetic materials // Ener. Mat. Front. – 2022. – T. 3. № 3. – C. 146-153. DOI: 10.1016/j.enmf.2022.08.002.
3. Kosareva E.K., Gainutdinov R.V., Michalchuk A.A., Ananyev I.V., Muravyev N.V. Mechanical stimulation of energetic materials at the nanoscale // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2022. – T. 24. № 15. – C. 8890-8980. DOI: 10.1039/d2cp00832g
4. Anisimov A.A., Ananyev I.V. Electron density-based protocol to recover the interacting quantum atoms components of intermolecular binding energy // J. Chem. Phys. – 2023. – T. 153. № 12. – C. 124113. DOI: 10.1063/5.0167874.
5. Larin A.A., Degtyarev D.D., Ananyev I.V., Pivkina A.N., Fershtat L.L. Linear furoxan assemblies incorporating nitrobifuroxan scaffold: En route to new high-performance energetic materials // Chem. Eng. J. – 2023. – T. 470. – C. 144144. DOI: 10.1016/j.cej.2023.144144.
6. Kosareva E.K., Dubasova E.V., Dmitriev M.V., Meerov D.B., Kotov N.O., Dalinger I.L., Ananyev I.V., Muravyev N.V. From Disappearing Polymorphs to Local Anisotropy of Mechanical Properties: Decoding Impact Sensitivity of 3,4-Dinitro-1H-Pyrazole-1,5-Diamine. // Cryst. Growth. Des. – 2025. – T. 25. № 23. – C. 10124-10133. DOI: 10.1021/acs.cgd.5c00989
7. Kosareva E., Dubasova E.V., Gainutdinov R., Dalinger I.L., Pivkina A.N., Meerov D.B., Ananyev I.V., Muravyev N.V. Exploring the Relationship between Micromechanical Properties and Impact Sensitivity of Energetic Materials // Cryst. Growth. Des. – 2026. – T. 26. № 6. – C. 2288-2299. DOI: 10.1021/acs.cgd.5c01516
Гранты
Грант Российского Научного Фонда 24-23-00037
Грант Российского Научного Фонда 25-23-00580
Грант Российского Научного Фонда 25-13-00342
Научные партнёры
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН
Институт химической физики им. Н. Н. Семёнова РАН
Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
Институт Химии СПбГУ
Московский физико-технический институт (МФТИ)
Российский Университет Дружбы Народов (РУДН)
Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН
Химический факультет МГУ
История лаборатории
Лаборатория квантовой химии берет свое начало от лаборатории строения неорганических соединений ИОНХ РАН, созданной усилиями академика Якова Кивовича Сыркина в начале 1960-х годов. Научная школа Я.К. Сыркина - М.Е. Дяткиной широко известна фундаментальными исследованиями по теории химической связи, химической кинетике и физическим методам исследования веществ и материалов. Для нее характерна тесная связь теории с химической практикой, включая исследование и разработку промышленно-важных реакций и процессов. В лаборатории зародился ряд новых научных направлений, ставших в настоящее время интенсивно развиваемыми разделами наук, таких как
В течение более двадцати лет заведующим лабораторией был академик Вадим Иванович Нефедов (1937-2008).
Как отдельное структурное подразделение лаборатория квантовой химии существует в ИОНХ с 1993 года под руководством профессора Александра Ароновича Левина (1931 г.р., МГЗПИ 1965 г., д.х.н. с 1972 г., профессор с 1991 г.). С 2007 года лабораторией заведует Сергей Петрович Долин (1944 г.р., Химический факультет МГУ 1966 г., к.х.н. с 1973 г.), а А.А. Левин становится научным руководителем лаборатории. С 2022 года лабораторией заведует Иван Вячеславович Ананьев (1989 г.р., РХТУ им. Д.И. Менделеева 2010 г., к.х.н. с 2013 г., д.ф.-м.н. с 2024 г.).
