Кафедра основана в 1926 году профессором Александром Николаевичем Щукаревым. Но еще в 1886 году академик Н.Н. Бекетов, один из творцов физической химии, впервые в мире прочитал курс физической химии для инженеров именно в Харьковском Технологическом институте. За год до этого (в 1885 году) он прочитал академический курс физической химии в Харьковском императорском университете (сейчас это Национальный университет им. В.Н.Каразина). Только через полтора десятка лет подобный курс прочитал В.Оствальд в Германии. Сейчас физическая химия – обязательная дисциплина во всех естественно-научных и технологических университетах в мире. Ее истоки – в Харькове.
Профессор А.Н. Щукарев возглавлял кафедру с 1926 по 1936 гг. Этот выдающийся ученый, который закончил Московский императорский университет и много лет работал там, стал основателем многих направлений в науке. Им была создана современная техника термохимии, которая применялась на протяжении более пятидесяти лет во всех научных учреждениях России, а потом СССР. Поправки Щукарева к расчетам термических эффектов используются в термохимии до сих пор. А.Н. Щукарев впервые исследовал термические явления при кристаллизации и при других фазовых преобразованиях в металлических сплавах, оксидах и органических соединениях. Он автор пионерских исследований кинетики растворения кристаллов (уравнение Щукарева), его исследования опережали свое время. Он изучал влияние магнитного поля на кинетику химических реакций, предвосхитив это направление в химии, и впервые исследовал термические явления в живых организмах. Одним из первых в мире он сконструировал «электрическую логическую машину» – прообраз современных компьютеров и был первым, сумевшим вывести результаты логических преобразований машины для наглядного обзора, что стало прообразом современных дисплеев. Имя А.Н.Щукарева упоминается в монографиях об ученых – предшественниках современной кибернетики и вычислительной техники. Имя А.Н.Щукарева – одно из немногих имен среди ученых России и Украины первой половины ХХ столетия, которое упоминается в международных справочниках «Кто есть кто в науке».
Александр Николаевич был блестящим лектором, а три учебника, изданные им, долгие годы были основными для студентов.
С 1938 по 1961 год кафедру возглавлял член-корреспондент Академии наук УССР профессор Сергей Степанович Уразовский. Выдающийся специалист по адсорбции, он был среди пионеров в исследованиях взаимосвязи явлений адсорбции с физико-химическими свойствами молекул и кристаллических тел, на которых происходит адсорбция. Разработка советских противогазов – один из примеров технических внедрений этих исследований. Вместе с проф. И.Т.Полоцким Сергей Степанович исследовал влияние ультразвука на коллоидные системы. С.С.Уразовский предложил и вместе с учениками З.М. Каневской, П.А. Чернявским, А.В. Вороновым, Л.А.Сысоевым и другими разработал идею сиботаксичных групп в растворах и расплавах, описанную им в двух монографиях. Эти работы в существенной мере опережали свое время, когда теория жидкостей Я.И.Френкеля еще не стала общепринятой. С.С.Уразовский был одним из тех, кто развил научную идеологию сохранения ближнего порядка в жидкостях.
Сергей Степанович читал лекции с неповторимым артистизмом, который захватывал слушателей, он использовал в своих выступлениях перед научными работниками и студентами стихи и фрагменты воспоминаний об истории науки. Его лекции посещали не только его студенты. Он был одним из редких в советские времена педагогов, кто стремился сформировать будущего специалиста как гармоничную личность. Научная школа проф. С.С.Уразовского насчитывает 20 кандидатов наук.
Несколько лет кафедрой коллоидной химии, которая потом стала частью кафедры физической химии, руководил член-корреспондент Академии наук УССР, профессор Илья Иванович Стрелков, ученый-энциклопедист, посвятивший себя организации науки и образования. На протяжении 6 лет он был директором Харьковского химико-технологического института и главой Комитета по химизации Украины. Он является основателем современной библиотеки НТУ «ХПИ».
В 1961-1980 годах кафедру возглавлял доктор химических наук профессор Аркадий Ефимович Луцкий, выдающийся специалист по спектроскопии, электрооптическим явлениям, диэлектрическим параметрам органических молекул и квантовой химии межмолекулярных взаимодействий. А.Е.Луцкий создал большую школу исследователей в этой области физической химии. Ее составляют 58 кандидатов наук, которые защитили диссертации по идеям и под руководством профессора А.Е.Луцкого, среди которых Е.Н.Обухова, Л.А.Антропова, Г.И.Шеина, А.Н.Панова, Л.И.Дегтярёва, В.В.Преждо, Б.А.Тромза, А.В.Шепель, Ю.И.Долженко, Н.М.Котелевский, Б.А.Веретенченко и др. Конспекты лекций Аркадия Ефимовича на долгие года оставались действующим пособием для его учеников.
С 1980 по 1981 год кафедрой заведовал ветеран Великой Отечественной войны доцент Борис Андреевич Тромза, ученик проф. А.Е. Луцкого.
С 1982 до 2011 года кафедру возглавлял Заслуженный деятель науки и техники, лауреат Государственной премии Украины, доктор физико-математических наук профессор Владимир Моисеевич Кошкин. Главным направлением научной работы кафедры в эти годы была физика и химия кристаллов. Вот ее основные результаты. Работы сотрудников кафедры проф. В.М.Кошкина и к.ф.-м.н. Е.Е.Овечкиной вместе с проф. Л.С. Палатником были признаны научным открытием «Свойство химической инертности примесей в полупроводниках со стехиометрическими вакансиями» (Открытие № 245 по Госреестру СССР, 1983 г.). Профессор В.М.Кошкин с соавторами открыл явление радиационной стойкости кристаллов с рыхлой структурой, которое позволило разработать ряд измерительных устройств с чрезвычайно высоким радиационным ресурсом (Золотая медаль ВДНХ СССР, 1985 г.). Им с сотрудниками открыт неизвестный раньше тип равновесных дефектов в кристаллах «мерцающие пары вакансия-атом в междуузлии», которые определяют ряд необычных явлений в твердых телах. На протяжении многих лет В.М.Кошкин с представителями его школы (А.П.Мильнер, Г.И.Гурина, К.А.Катрунов, Ю.Р.Забродский, Д.В.Толмачов, В.Д.Запорожский и другими) изучали явление интеркаляции, состоящее во внедрении посторонних молекул в межслойные пространства слоистых кристаллов. Был экспериментально обнаружен ряд новых эффектов в этом явлении и построены модели эффектов (Государственная премия Украины в области науки и техники 2001 года). Среди достижений также исследования эффекта гигантского влияния химической среды на критические параметры высокотемпературных сверхпроводников. Вместе с проф. Ю.И.Долженко и чл.-корр. НАНУ проф. В.В.Слезовым с ННЦ «ХФТИ» проф. В.М.Кошкин разработал модель растворимости примесей в нанокристаллах. Вместе с проф Ю.Гуревичем (CINVESTAV, Mexикo) и И.Воловичевым (ИРЭ НАНУ) предложил гетеропереходы на контакте двух собственных полупроводников.
Под его руководством были защищены 14 кандидатских диссертаций.
Ряд работ проф. В.М.Кошкиным выполнен в сотрудничестве с Институтом монокристаллов НАНУ(с Л.П.Гальчинецким, В.Д.Рыжиковым, В.Л.Чергинцом и другими).
Монография В.М. Кошкина и Ю.Н. Дмитриева, опубликована в Швейцарии («Physics and Chemistry of Compounds with Loose Crystal Structure», 1994 г., издательство Harwood Publishers). Проф. В.М.Кошкин неоднократно был приглашен для чтения лекций и докладов на международных конференциях и в университетах России, США, Австралии, Мексики, Израиля, Италии, Японии, Польши, Канады, Португалии. Кафедра дважды организовывала Всесоюзные Школы-Семинары по физике и химии рыхлых кристаллических структур (1987 и 1989 гг.). Проф. В.М. Кошкин организовывал также симпозиумы в г. Рим (Италия, 1998), г. Нью-Йорк (США, 2000) и в г. Лиссабон (Португалия, 2004) в рамках Конгрессов по эмпирической эстетике.
В 1989-1991 гг. проф. В.М. Кошкин был избран членом Координационного совета Украинского физического общества и членом Правления Физического общества СССР. Иностранный член Российской Академии естественных наук (с 2002 г.), Почетный член Российской Академии гуманитарных наук (с 2005 р). С 1996 года член Международной Ассоциации эмпирической эстетики.
На протяжении 2011 г. обязанности заведующего кафедрой выполнял профессор Юрий Иванович Долженко, который и сейчас продолжает плодотворно работать профессором, занимает должность заместителя заведующего кафедрой.
С 2012 года кафедру возглавляет доктор технических наук, профессор Николай Дмитриевич Сахненко, академик АН Высшего образования Украины.
Н.Д. Сахненко – выпускник НТУ “ХПИ” – свою предыдущую научную деятельность посвятил работе на родственной кафедре технической электрохимии и является признанным специалистом в этой области физической химии. Главные профессиональные интересы проф. Н.Д. Сахненко сосредоточены на исследовании явлений переноса, электрохимической кинетики и механизмов отдельных стадий чрезвычайно сложных по своей природе и деталям гетерогенных электрохимических процессов и возможностей их применения для решения прикладных задач.
Научные достижения проф. Н.Д. Сахненко представлены в более 500 научных публикациях, среди которых около 60 патентов и авторских свидетельств, почти 180 материалов докладов, обнародованных на научных форумах – от региональных до заграничных (Польша, Россия, Великобритания, Болгария, Австралия, Германия, Беларусь, Мальта, США и др.) Под руководством проф. Н.Д. Сахненко защищено 6 кандидатских диссертаций.
Основные научные результаты проф. Н.Д. Сахненко относятся к нескольким взаимосвязанным научным направлениям, которые им развивались. Одним из этапов научных исследований, который с десяток лет «владел умом», был электрохимический мониторинг противокоррозионных лакокрасочных и полимерных покрытий. Так, совместно с единомышленниками и сотрудниками (проф. М.В.Ведь, доц. Т.П.Ярошок, доц. А.П.Поспелов, доц. И.И.Степанова, н.с. Е.В.Богоявленская) были решены задачи электрохимического мониторинга межфазной границы «металл – полимер» согласно задачам Минсудпрома СССР. Построенные математические модели хронограмм диэлектрической проницаемости гетерогенной системы «адгезированный полимер – раствор электролита» в агрессивных средах, алгоритм обработки спектров электродного импеданса и определение площади неадгезии. Применение теории графов и случайных процессов для описания динамики разрушения таких систем позволило осуществить их формализацию и построить прогностические зависимости, которые в явном виде связывали критерии отказа с надежностью и сроком действия покрытий в условиях эксплуатации. Основанием такой модели была теоретически выдвинутая и экспериментально доказанная гипотеза о структуре системы «металл – полимерное покрытие» как совокупности дискретных фрагментов, различающихся природой фаз, степенью локализации элементарных процессов и отдельных стадий и их вероятностью и интенсивностью, т.е. построена логическая цепь: состав электродного импеданса – удельная площадь потери адгезии – интенсивность отказа покрытия – срок службы в условиях эксплуатации и предоставлены в явном виде аналитические соотношения между отдельными звеньями. Результаты были внедрены в судостроительной области, а творческие наработки отражены в монографии Н.Д.Сахненко, М.В.Ведь «Мониторинг и прогнозирование защитных свойств органических покрытий» (2012 г.).
В последнее время направлением поиска проф. Н.Д. Сахненко и сотрудников, согласно насущным нуждам настоящего, является электрохимический дизайн функциональных материалов, главным образом – противокоррозионных и каталитически-активных. Под влиянием тематики корозионно-электрохимического окрашивания, чему определенной мерой оказывало содействие многолетнее сотрудничество с проф. Э.А. Лунарской из Института физической химии АН Польши, вектор поиска сместился в направлении анодных процессов. Это расширило методологический спектр средств электрохимического дизайна и оказало содействие поиску путей создания функциональных материалов в несколько другой плоскости, среди которых электрохимическое формирование покрытий сложными и смешанными оксидами в режимах микроплазменного оксидирования; гальванохимическая обработка предрасположенных к пассивации металлов для развития поверхности (сплавы Al, Ti, Zr и др.) или повышение коррозийного сопротивления (сплавы системы Al-Cu) за счет гомогенизации поверхности; электрохимический синтез и диагностика КМ для систем обезвреживания газообразных выбросов промышленности и автотранспорта; металлические, оксидные, композитные и модифицированные электродные материалы и др.
В этих роботах, ориентированных на решение задач гетерофазового и электрокатализа (создание вариативных каталитических слоев по единой методологии, экспресс-методы оценки активности каталитических материалов и т.д.), вместе с проф. М.В.Ведь и при участии аспирантов Т.О.Ненастиной и Т.М.Байрачной созданы научные основы электрохимического синтеза функциональных покрытий сплавами металлов d4-9 и смешанными оксидами и доказана высокая эффективность электрохимических технологий на всех этапах технологических процессов создания каталитических материалов, т.е. их электрохимического дизайна. Результаты этих исследований освещены в изданной в 2010 году монографии М.В.Ведь, Н.Д.Сахненко «Каталитические и защитные покрытия сплавами и сложными оксидами: электрохимический синтез, прогнозирование свойств».
Тесное сотрудничество преподавателей и научных работников кафедры с коллегами из высших учебных заведений и академических научных институтов Харькова, ближнего и дальнего зарубежья – характерная особенность организации научной работы на кафедре. В частности, в сотрудничестве с научными сотрудниками ФТИНТа им. Б.И. Веркина и ХНУ им. В.Н. Каразина проф. Н.Д.Сахненко принимал участие в выполнении проектов УНТЦ, результаты которых составили підгрунтя стратегии электрохимического синтеза высокопрововодящих синтетических металлов на основе широкого класса ион-радикальных солей; с научными работниками ФМИ им.Г.В.Карпенко НАН Украины (г.Львов) и коллегами из России, Венгрии и Великобритании выполнено исследование по противокоррозионной защите материалов для аэрокосмической области.
К сфере наработок Н.Д.Сахненко можно отнести и создание методологической базы высоких технологий как в электрохимических, так и химико-технологических системах вообще, которые составили підгрунтя современной учебной дисциплины. Другим аспектом создания новейших материалов и функциональных покрытий стало широкое внедрение в практику физико-химических исследований достижений информационных технологий, в частности средств искусственного интеллекта, таких как метод искусственных нейронных сетей.
Активному налаживанию творческих отношений с коллегами содействует участие проф. Н.Д. Сахненко в работе Научного совета по проблеме “Электрохимия” НАН Украины, Межведомственного научно-технического совета по проблемам коррозии и противокоррозионной защиты металлов при Президиуме НАН Украины, Экспертного совета по технологиям легкой, пищевой и химической промышленности МОНмолодьспорту Украины, а также Методической комиссии по химической технологии и химической инженерии министерства.
В текущее время кафедра обеспечивает преподавание учебных дисциплин для студентов четырех факультетов университета. Курсы для разных специальностей, сохраняя общий системный подход, а именно преподавание теоретических основ поведения химических систем и хода химических процессов, адаптированные к нуждам будущих профессий студентов. Учитывая такой подход, кафедра читает такие курсы: общая химия для студентов специальностей направления «Микро- и наноэлектроника» (доц.А.В.Дженюк); физическая химия и поверхностные явления и дисперсные системы для будущих специалистов направления «Химическая технология» (проф. Сахненко Н.Д., проф. Долженко Ю.И., проф. Некрасов А.П., доц. Руднева С.И., доц. Веретенченко Б.А., доц. Антропова Л.А., доц. Дженюк А.В.); физическую и коллоидную химию для студентов, которые будут работать в пищевой промышленности (проф. Некрасов А.П., доц. Дженюк А.В.); физическую химию дисперсных систем для будущих специалистов по экологии (проф.Долженко Ю.И.); курсы биофизической и биоколлоидной химии для студентов направления «Биотехнология» (проф. Близнюк О.Н.).
Основы методических подходов, которые применяются в построении и организации учебного процесса, были разработаны учениками С.С. Уразовского и А.Е. Луцкого. Сохраняя и развивая эти подходы, в разные годы свой взнос в методические разработки кафедры внесли проф. Ю.И. Долженко, проф. А.П. Некрасов, доценты Н.М. Котелевский, Л.А. Антропова, Р.А. Тарнопольская, А.В. Шепель, С.И. Руднева, В.Д. Евтушенко, Б.А. Веретенченко, А.Ф. Корунова, О.Н. Близнюк и А.В. Дженюк.
На протяжении последних 15 лет коллектив кафедры совершенствует организацию учебного процесса и модифицирует его согласно современным требованиям. Под руководством проф. Некрасова А.П. и при участии доц. Веретенченко Б.А. и доц. Антроповой Л.А. существенно обновлена организация и методика учебного процесса по коллоидной химии. Издано два учебных пособия (проф. А.П.Некрасов), переработан лабораторный практикум (учебное пособие проф.Некрасова А.П. и доц.Веретенченко Б.А.).
Под руководством проф. Ю.И.Долженко внесены существенные изменения в организацию и методику учебного процесса по физической химии. Поставлены 6 новых и обновлены 15 лабораторных работ. Под его редакцией в соавторстве с доц.Веретенченко Б.А. и доц. Дженюком А.В. при технической помощи А.Ф.Коротковой издано четыре учебно-методических пособия. Обновлено методическое обеспечение для студентов заочной формы обучения (доц. С.И. Руднева)
В эти же годы на кафедре внедряется система индивидуализации учебного процесса (организатор и идейный руководитель – проф. Долженко Ю.И.). Эта система направлена на повышение роли самостоятельной работы студентов как в аудиторное, так и во внеаудиторное время и включает выполнение студентами индивидуальных задач, в том числе с использованием прикладных расчетных программ, разработанных на кафедре (проф. Долженко Ю.И., доц. Дженюк А.В., ст.преп. А.Ф. Короткова) на всех этапах овладения учебным материалом. Это касается практических, лабораторных и, безусловно, контрольных работ, а также индивидуальных расчетных задач для самостоятельной внеаудиторной работы. С этой целью на кафедре разработан и внедрен ряд методических разработок (проф. Долженко Ю.И., доц. Дженюк А.В., доц. Веретенченко Б.А., доц. Руднева С.И., проф. Близнюк О.Н., ст.преп. А.Ф.Короткова). Введены в учебный процесс новые курсы биофизической и биоколлоидной химии (проф. Близнюк О.Н.).
С 2008 учебного года кафедра ввела (пользуясь возможностями интернета) систему дистанционного обучения в официальном формате для студентов заочной формы обучения и, как эксперимент, для студентов дневной формы (руководитель – проф.Долженко Ю.И. при участии проф. А.П.Некрасова, доц. Дженюка А.В. и доц.Веретенченко Б.А.). В последнее время разрабатывается и внедряется система компьютерного и дистанционного тестирования студентов (руководитель – проф. Долженко Ю.И. при участии доц. Дженюка А.В., доц. Веретенченко Б.А. и ст.преп. А.Ф.Коротковой).
Все преподаватели кафедры выполнили огромный объем методических разработок для адаптации учебного процесса к Болонской системе его организации.
С 1993 года кафедра ввела чтение факультативных курсов: «Количественные методы в гуманитарных науках», «Современные идеи в физико-химическом материаловедении» (проф. В.М. Кошкин), а с 2013 г. – «Физическая химия наноструктур», «Физико-химические основы высоких технологий в химической промышленности», «Химическое сопротивление материалов в агрессивных средах: мониторинг, прогнозирование, средства защиты» (проф. Н.Д.Сахненко).
Учитывая значение физической химии, как ведущей науки в формировании фундаментальных естественных знаний, кафедра разрабатывает новые методические подходы к преподаванию как самой физической химии, так и определения ее места в просветительских подходах подготовки специалистов технических направлений. В 2002 г. В.М. Кошкин и Ю.И. Долженко издали оригинальную программу «Физическая химия: что, где, для чего ( программа-путеводитель)», а в 2006 г. В.М. Кошкин, И.В. Синельник и А.Г. Шкорбатов издали книгу “Вступление в природоведение”. Она представляет собой развернутую программу нового подхода к фундаментальному образованию, идея которой состоит в преподавании всех естественно-научных дисциплин (включая физику, химию, биологию, некоторые аспекты психологии, социологии и философии) в единой системе. Вместе с комментариями к тексту, в книге представлена подробная библиография с развернутыми комментариями и интернет-ресурсы. Книга предназначена в первую очередь для магистров, аспирантов, научных сотрудников и лиц, которые занимаются самообразованием.
Деятельность кафедры определяется не только преподавателями, но и инженерами, которые обеспечивают учебный процесс. С.А. Пахомова, Г.А. Дударчик, Т.Л. Слонская долгие годы руководили коллективом квалифицированных инженеров (В.М. Яворовская, И.А. Терентьева, О.И. Нилова, Ю.Г. Мартыненко, Т.В. Васьковская, Л.Н. Головко, О.А. Овчаренко и др.).
Вместе с проблемами фундаментальной науки кафедра физической химии настолько же традиционно занимается прикладными исследованиями.
Проф. А.Н. Щукарев впервые определил теплоты сгорания ряда топливных материалов, теплоты твердения цементов. Ему принадлежат оригинальные способы производства амонниака и сульфатной кислоты. Проф. С.С. Уразовский разработал теоретические основы противогазовой защиты. Его монография на эту тему длительное время была уникальной в мировой науке. С.С.Уразовский выполнил также ряд работ по физикохимии промышленной переработки угля. Химическим проблемам угольной промышленности был посвящен также ряд работ профессора И.И.Стрелкова. Проф. В.М.Кошкин в сотрудничестве с учениками и коллегами из других институтов и стран разработал серию измерительных устройств с исключительно высоким радиационным ресурсом.
В 2012 г. восстановила работу научно-исследовательская лаборатория (руководитель проф. Н.Д. Сахненко), сотрудники которой (к.т.н. Ю.Л.Александров, к.т.н. Е.В.Богоявленская, м.н.с. С.И.Зюбанова и м.н.с. А.С.Шепеленко) выполняют работы по планам фундаментальных и прикладных исследований, которые координируются Министерством образования и науки, молодежи и спорта Украины. Научные разработки лаборатории только в последние годы были отмечены золотыми медалями на Международных салонах изобретений и новых технологий (г.Харьков, 2007 г.) и (г.Севастополь, 2010 г.), Дипломом и отличием Государственного предприятия «Украинский институт промышленной собственности» (Укрпатент, 2010 г.), в 2012 году проект «Высокоэффективная технология микродугового оксидирования для автомобилестроительной области» отмечен дипломом финалиста Международного конкурса инновационных и инвестиционных проектов «Харьковские инициативы» в номинации «Лучший инновационный проект в сфере высокотехнологического машиностроения».
На протяжении всей своей истории кафедра объединяла исследования в области физической химии с изучением гуманитарных и философских аспектов науки. Имя основателя кафедры проф. А.Н.Щукарева вошло в историю русской философии. Александр Николаевич ввел в философию принцип структурализма. А.Е.Луцкий опубликовал ряд статей по философским аспектам термодинамики Вселенной. В 1991 – 2006 гг. В.М. Кошкин опубликовал серию работ, связанных с применением математических методов к исследованию гуманитарных проблем, что позволило ему провести анализ психологии творческой деятельности, продемонстрировать колебательный характер психологии населения и построить математическую модель, позволяющую прогнозировать периодические изменения психологии социума и обусловленную ими кинетику экономических трансформаций. В.М.Кошкин предложил оригинальную модель происхождения религий. В.М.Кошкин и Ю.Р.Забродский разработали теоретическую модель кинетики адаптации и обучения и выдвинули модель этилогического механизма естественного отбора в биологии. Доц. А.В.Дженюк продолжает начатые при участии В.М. Кошкина работы по методике оптимизации обучения на основе количественных методов.
В настоящее время Н.Д.Сахненко на основе своих наработок разработал и впервые в Украине внедрил в учебный процесс НТУ «ХПИ» (для аспирантов и соискателей научной степени) эксклюзивный начальный курс по научно-методическим основам подготовки диссертационных работ.