グリゴリー・ヤブロンスキー

グリゴリー・ヤブロンスキー
グリゴリー・ヤブロンスキー、2004年
生まれる	( 1940-09-07 )1940年9月7日（84歳） イェセントゥキ、スタヴロポリスキー クライ、ソ連(ロシア連邦)
母校	ウクライナ国立工科大学（キエフ工科大学）で化学修士号取得、ソ連ノボシビルスク市ボレスコフ触媒研究所で物理化学博士号取得、 ソ連ノボシビルスク市ボレスコフ触媒研究所で理学 博士号取得
知られている	複雑な非線形触媒反応の理論
受賞歴	科学アカデミーによるジェームズ・B・イーズ賞（2013年）、生涯功労賞（化学反応速度論と工学における数学、MaCKiE-2013）
科学者としてのキャリア
機関	パークス工科大学、航空技術学部

グリゴリー・ヤブロンスキー（またはヤブロンスキー）（ロシア語：Григорий Семенович Яблонский ）は、化学反応速度論と化学工学の分野、特に持続可能な開発の主な原動力の一つである完全かつ選択的な酸化の触媒技術の専門家です。

彼の複雑な定常状態および非定常状態の触媒反応の理論^[1]は、世界中の多くの国（米国、英国、ベルギー、ドイツ、フランス、ノルウェー、タイ）の研究チームによって広く使用されています。

ヤブロンスキー氏は、セントルイス大学 パークス工科大学、航空技術学部、および芸術科学学部で化学の准研究教授を務めています。 ^{[現在? ]}

ヤブロンスキー氏は2006年以来、ロシア系アメリカ人ミドルウェスト誌の編集者を務めている。

ヤブロンスキーはラズマンとともに、定常状態の速度論的記述の一般形（「速度論的多項式」）を開発した。これは、以前に提案された多くの理論式（ラングミュア・ヒンシェルウッド方程式やフーゲン・ワトソン方程式）を非線形に一般化したものだ。^{[2]ヤブロンスキーはまた、セントルイスのワシントン大学のジョン・T・グリーブスが開発した世界的に先進的な実験技術（}生成物の時間的分析）のための正確な触媒特性評価の理論も作成した。 ^[3]

2008年から2011年にかけて、ヤブロンスキーは、コンスタレスとマリン（ベルギーのゲント大学）、アレクサンダー・ゴルバン（英国レスター大学）と共同で、運動依存性の一致と交差に関する新たな結果を得て、観測可能な運動データと初期運動データの間に新しいタイプの対称関係を発見した。^{[4] [5] [6]}

ヤブロンスキーはアレクサンダー・ゴルバンとともに化学熱力学の理論と不可逆反応の限界における詳細な平衡を開発した。 ^{[7] [8]}

不均一触媒反応における非線形運動振動の単純なスキームは、1978年にビコフ、ヤブロンスキー、キムによって提案されました。^[9]著者らは、自己触媒作用がなく、定常状態の多重性を可能にする最も単純な触媒反応である触媒トリガー（1976 ^{[10] [11]} ）から始めました。

そして、彼らはこの古典的な触媒 酸化吸着機構を「緩衝」段階によって補完した。

ここで、A ₂、B、ABはガス（例えば、O ₂、CO、CO ₂）、Zは固体触媒（例えば、Pt）表面の「吸着場所」、AZ、BZは表面の中間体（吸着原子、吸着分子、ラジカル）であり、（BZ）は主反応に関与しない中間体である。

気体成分の濃度を一定とします。すると、質量作用の法則により、この反応機構に対して、表面上の反応速度を記述する 3 つの常微分方程式のシステムが得られます。

ここで、z  = 1 − ( x  +  y  +  s )は表面上の吸着自由場所の濃度（「1つの吸着中心あたり」）、xとyはそれぞれAZとBZの濃度（これも「1つの吸着中心あたり」に正規化されています）。s は緩衝成分（ BZ ）の濃度です。

この3次元システムには7つのパラメータが含まれています。詳細な分析により、このシステムには振動、定常状態の多重性、さまざまな種類の分岐など、23の異なる位相ポートレートがあることが示されました。^[12]

反応機構は反応から構成されるものとします。

${\displaystyle \alpha _{r}A_{i_{r}}\to \sum _{j}\beta _{rj}A_{j}\,,}$

ここで、は成分の記号、rは素反応の数、は化学量論係数（通常は整数）です。（過剰に存在する成分や濃度がほぼ一定の成分は含まれません。） ${\displaystyle A_{i}}$${\displaystyle \alpha _{r},\beta _{rj}\geq 0}$

PT 上での CO 酸化のEley -Rideal 機構は、表面上の異なる成分の相互作用のないこのような反応機構の簡単な例を提供します。

${\displaystyle {\ce {2Pt(+O2)<=>2Pt;\;\;{PtO}+CO<=>{Pt}+CO2\!\uparrow }}}$。

反応機構に保存則を持たせる

${\displaystyle \alpha _{r}m_{i_{r}}=\sum _{j}\beta _{rj}m_{j}{\text{ ある }}m_{j}>0{\text{ およびすべての }}r について}$

そして反応速度が質量作用の法則を満たすとします。

${\displaystyle W_{r}=k_{r}c_{i_{r}}^{\alpha _{r}},}$

ここで はの濃度である。すると運動システムのダイナミクスは非常に単純になる。定常状態は安定しており^[13] 、保存則の同じ値を持つすべての解は重み付きノルムに単調に収束する。このような解間の距離は、 ${\displaystyle c_{i}}$${\displaystyle A_{i}}$${\displaystyle \mathbf {c} (t)=(c_{i}(t))}$${\displaystyle m(\mathbf {c} )=\sum m_{i}c_{i}}$${\displaystyle l_{1}}$${\displaystyle \mathbf {c} ^{(1)}(t),\mathbf {c} ^{(2)}(t)}$

${\displaystyle \|\mathbf {c} ^{(1)}-\mathbf {c} ^{(2)}\|=\sum _{i}m_{i}|c_{i}^{(1)}-{c}_{i}^{(2)}|,}$

時間の経過とともに単調に減少する。^[14]

異なるコンポーネントの相互作用がないシステムのこの準熱力学的特性は、触媒反応のダイナミクスの分析にとって重要です。2 つ (またはそれ以上) の異なる中間試薬による非線形ステップは、定常状態の多重性、振動、または分岐などの重要な動的効果の原因となります。異なるコンポーネント間の相互作用がない場合、開放系であっても、運動曲線は単純な基準に収束します。

多くの実際の物理化学的複雑系の詳細なメカニズムには、可逆反応と不可逆反応の両方が含まれます。このようなメカニズムは、均一系燃焼、不均一系触媒酸化、および複雑な酵素反応で典型的です。完全系の古典的な熱力学は可逆反応速度論に対して定義され、不可逆反応に対する制限はありません。^[8]逆に、質量作用の法則は、可逆反応と不可逆反応の任意の組み合わせに対して化学反応速度論方程式を記述する可能性を与えます。追加の制限がなければ、このクラスの方程式は非常に広く、 濃度の正値と線形保存則を保存しながら、任意の動的システムを近似できます。（この一般的な近似定理は1986年に証明されました。 ^[15]）実際のシステムのモデルは、いくつかの制限を満たす必要があります。標準的な微視的可逆性要件の下では、これらの制限は次のように定式化される必要があります。いくつかの不可逆反応を含むシステムは、すべての可逆反応と詳細なバランス条件を含むシステムの限界にある必要があります。^[7]このようなシステムは2011年に完全に説明されました。^[7]詳細バランスの拡張原理は、一般化質量作用法則に従うすべてのシステムの特徴的な性質であり、反応速度定数のいくつかがゼロに近づく場合の詳細バランスを持つシステムの限界です（ゴルバン・ヤブロンスキー定理）。

詳細バランスの拡張原則は、次の 2 つの部分で構成されます。

• 代数条件: 詳細平衡の原理は可逆部分に有効です。これは、すべての可逆反応の集合に対して、すべての基本反応がその逆反応によって平衡化される正の平衡が存在することを意味します。
• 構造条件は、不可逆反応の化学量論ベクトルの凸包が、可逆反応の化学量論ベクトルの線形スパンと空の交差を持つことである。（物理的には、これは不可逆反応が有向循環経路に含めることができないことを意味します。）

反応の化学量論的ベクトルは、座標を持つ 増加ベクトルから損失ベクトルを引いたものです。 ${\displaystyle \sum _{i}\alpha _{i}A_{i}\to \sum _{j}\beta _{j}A_{j}}$${\displaystyle \gamma_{i}=\beta_{i}-\alpha_{i}}$

(正式な規則を思い出してみると役に立つかもしれません: 空集合の線形範囲は 0 であり、空集合の凸包は空です。)

拡張された詳細バランスの原理は、熱力学と微視的可逆性に違反することなく、いくつかの逆反応をどのように捨てるかという問題に対する究極的かつ完全な答えを与えます。その答えは、不可逆反応の化学量論ベクトルの凸包が可逆反応の化学量論ベクトルの線形スパンと交差してはならず、残りの可逆反応の反応速度定数がヴェグシャイダー恒等式を満たす必要があるということです。

ヤブロンスキー氏は、1997 年から 2007 年まで、セントルイスのワシントン大学でエネルギー、環境、化学工学部の准教授を務めていました。2007 年以降、ヤブロンスキー氏はセントルイス大学パークス工学部、航空工学部、技術学部、および化学科の准教授を務めています。

ヤブロンスキーは、これまでのキャリアを通じて、国内および国際レベルで数多くの会議やワークショップを主催してきました。ヤブロンスキーは、数学者、化学者、物理学者、化学技術者が参加する学際的な対話に頻繁に参加しています。^[曖昧]

ヤブロンスキーは2013年にジェームズ・B・イーズ賞^{[16] [17]}に選ばれました。この賞は工学や技術分野で優れた業績を挙げた個人に贈られます。

• 化学反応速度論の研究分野への顕著な貢献が認められ、化学反応速度論と工学における数学、MaCKiE、2013年生涯功労賞を授与
• ジェームズ・B・イーズ賞、セントルイス科学アカデミー優秀科学者賞（2013年）。^[18]
• ベルギーのゲント大学より名誉博士号（2010年）^[19]
• インド工科大学（IIT）マドラス校のシェブロン教授職（2011年）
• オーストラリア高エネルギー物質研究所名誉フェロー（オーストラリア、グラッドストーン、2011年）

ヤブロンスキー氏は、ベルギー、インド、中国、ロシア、ウクライナの名高い科学アカデミーや大学の名誉教授、フェロー、博士、会員として数多くの国際的な称号を持っています。

• 1996年～現在: アメリカ化学工学会
• 2011年～現在: アメリカ化学会
• 2011年～現在：ロシア科学アカデミー触媒科学評議会会員
• 2013年～現在：セントルイス科学アカデミー会員

ヤブロンスキーは 7 冊の本の著者であり、最新刊は^{[ 2011年? ]} 『Kinetics of Chemical Reactions: Decoding Complexity Wiley-VCH』(Guy B. Marin との共著) です。また、200 本以上の論文も発表しています。

• Yablonsky, GS; VI Bykov; AN Gorban'; VI Elokhin (1991).触媒反応の速度論モデル。アムステルダム–オックスフォード–ニューヨーク–東京: Elsevier。
• Marin, GB; GS Yablonsky (2011)。複雑な反応の速度論。複雑性の解読。Wiley-VCH。p. 428。ISBN 978-3-527-31763-9。
• Estathiou, AM; GS Yablonsky; Gleaves, JT (2012)。「過渡的手法: 生成物の一時的分析と定常状態同位体過渡速度解析」。過渡的手法: 生成物の一時的分析 (TAP) と定常状態同位体過渡速度解析 (SSITKA)。第 1 巻と第 2 巻。pp. 1013–1073。doi : 10.1002 /9783527645329.ch22。ISBN 9783527645329。
• グリーブス、JT; GSヤブロンスキー。 P. ファナワディー; Y. シュールマン (1997 年 10 月 14 日)。 「TAP-2. 疑問動態アプローチ」。応用触媒 A: 一般。160 (1): 55-88。土井：10.1016/S0926-860X(97)00124-5。
• Grigoriy , Yablonsky; M. Olea; G. Marin (2003 年 5 月～ 6 月)。「製品の時間分析: 基本原理、応用、理論」。Journal of Catalysis。216 ( 1–2): 120–134。doi :10.1016/S0021-9517(02)00109-4。
• Yablonsky, Grigoriy ; IMY Mareels; M. Lazman (2003年11 月)。「化学反応速度論における臨界的単純化の原理」。化学工学科学。58 (21): 4833–4842。Bibcode :2003ChEnS..58.4833Y。doi :10.1016/j.ces.2003.08.004 。
• Feres, R.; GS Yablonsky (2004). 「Knudsen 拡散とランダムビリヤード」.化学工学科学. 59 (7): 1541–1556. doi :10.1016/j.ces.2004.01.016.

• 化学反応ネットワーク理論

• パークス工科大学、航空技術学部のヤブロンスキー教授のプロフィール