ISSN O130-5972
ХИМИЯИЖИЗНЬ
научно-популярный журнал
академии наук ссср
и
1982

химия и жизнь
ш
с 1*61 год*
Ежемесячный научно-популярный журнал Академии наук СССР
№ и
ноябрь 1982
60 лет СССР
Что мы едим
Проблемы и методы
современной науки
Вещи и вещества
Проблемы и методы
современной науки
Земля и ее обитатели
Элемент №...
Страницы истории
Фотолаборатория
Спорт
Вещи и вещества
В. Полищук. ТАЛЛИНСКИЕ ФЕРОМОНЫ
Е. Колесникова. ФРУКТЫ ПОД НАРКОЗОМ
Ф. М. Кветный, В. В. Щербатенко. СЛОВНО ИЗ ПЕЧИ...
Д. Андреев, М. Юлин. БАКИНСКИЕ МИЛЛИОНЫ (окончание)
Н. Н. Барашков. УВИДЕТЬ НЕВИДИМОЕ
, С. Шевченко. ШЕСТЕРНЯ И ПРОПЕЛЛЕР
В. Мей. В КАБЕЛЕ — СВЕТ
А. А. Абрамзон. ВОЗЬМЕМ ЗА ОБРАЗЕЦ ЛИСТ ЛОТОСА
В. Л. Ратнер. КАК МЫ ВИДИМ
В. С. Котик, Л. В. Сивцева. РЫБЬИ ПРЕМУДРОСТИ
В. Ф. Чубуков. МИКРОБЫ ЗАПАСАЮТ МЕТАЛЛЫ
М. А. Ряшенцева. РЕНИЙ, НЕФТЕХИМИЯ, КАТАЛИЗ
Е. А. Терентьева. КАК РАЗДЕЛИЛИ РЗЭ
Д. Владимиров, В. Тодрес. ПОМОГИТЕ ОЗАГЛАВИТЬ!
А. Шеклеин. ПРОЯВИТЕЛЬ В ДВУХ БАЧКАХ
Е. И. Тамм. ВИД С ЭВЕРЕСТА
В. Кукушкин. РЮКЗАК, КОТОРЫЙ ПОБЫВАЛ НА ВЕРШИНЕ
А. Б. Герчиков. ...КАК БРИТВА
2
8
12
20
25
31
34
38
41
49
53
58
62
70
72
84
86
87
НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ —
линогравюра из цикла
«Рыбаки» известного
литовского советского
графика Витаутаса
Юркунаса. Большинство
людей встречается с
уже пойманной рыбой
и даже прошедшей
кулинарную обработку,
но чтобы такие встречи
происходили чаще,
надо больше знать о
жизни рыб на воле.
В статье «Рыбьи
премудрости»
рассказывается о том,
как обитатели вод
заботятся о своем
потомстве.
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
БАНК ОТХОДОВ
ИНФОРМАЦИЯ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
КОНСУЛЬТАЦИИ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
ПЕРЕПИСКА
17, 68
18, 30
77
48f 76
56
76
78
93
94
96

Таллинские
феромоны
Одна из важнейших задач, поставленных перед
химиками Продовольственной программой, —
разработка и освоение промышленного
производства новых эффективных средств защиты растений.
В этом направлении работают исследователи всей
нашей страны. В синтезе и производстве
инсектицидов нового поколения — феромонов — ведущую роль
играют химики Эстонской ССР. Ниже публикуются
беседы специального корреспондента «Химии и
жизни» В. Попищука с теми, кто создает и
эти и другие новые препараты.
И не только феромоны: ювеноиды,
простагландины — вот названия сложных
биоорганических соединений, которые в
Институте химии АН Эстонской ССР
научились делать сначала в колбе, а потом —
впервые в стране — в заводском масштабе.
Невелик этот масштаб, но вещества-то до-
/i
роже золота: считанные граммы некоторых
феромонов могут дать сельскому
хозяйству больше, чем центнеры
ядохимикатов.
ПРОТИВНИК, ДОСТОЙНЫЙ
УВАЖЕНИЯ
Среди прочих деяний, приведших к
нарушению экологического баланса на
нашей планете, за человеком числится и такое:
выращивание в громадных масштабах
зерновых, бахчевых, технических и всех прочих
сельскохозяйственных культур. Дело это
необходимое и благородное, но среди
прочих последствий крестьяского трудолюбия
£Ита
Шт
Щж
ййШ«^ч^й?*^
/1- i 1 _г*т
/ >
yi
ШШ^з
ш^
'шиь

значится и невиданное размножение
некоторых насекомых, которым то, что растет на
полях и в садах, приходится по вкусу не
меньше, чем нам.
Применяя для борьбы с вредителями
ядохимикаты, люди как бы палят по
площадям, почти не приноравливаясь к
индивидуальности врага, и потому заодно
"истребляют немало нейтральных и даже
дружественных существ. Но в последнее время
стратегия меняется. Стрельба делается
прицельной, и инсектициды нового поколения
уже можно считать средством
направленной регулировки нарушенного нами же
экологического баланса, а не орудиями
тотального истребления.
Каковы же эти препараты?
Доктор химических наук К. В. Лээтсг
заведующий сектором органического
синтеза. Насекомые чрезвычайно плодовиты.
И лучше всего, если средство борьбы с
ними направлено именно на стадию
размножения.
Известно, что для привлечения
самцов самки насекомых выделяют особые
летучие вещества — феромоны. Значит,
если эту химическую сигнализацию взять
под контроль — разладить или, наоборот,
наладить, но в нужном нам направлении,
то потомства у вредителей не будет.
Способность воспринимать запах
феромонов у насекомых поразительна.
Читателям «Химии и жизни», вероятно, слышать
об этом приходилось — приведу лишь один
впечатляющий пример. Детекторы самых
чувствительных аналитических приборов —
хроматографов обнаруживают вещество
даже тогда, когда на одну его молекулу
приходится несколько миллиардов молекул
газа-носителя. Так вот, жуки-щелкуны чуют
феромон в концентрациях еще меньших,
чуть ли не отдельные молекулы, и их можно
применять а качестве «сверхдетекторов».
Следя за поведенческими реакциями
самца, помещенного у выхода хроматографи-
ческой колонки, легко обнаружить
феромон даже тогда, когда самый лучший
детектор не подал бы даже крошечного
сигнала.
Такой способ детектирования иногда
прнменяется, и с немалым успехом.
Правда, жук откликается на очень
ограниченный круг веществ. Феромоны чрезвычайно
специфичны — у каждого вида, а порой
и подвида насекомых свои. А видовое
разнообразие бесконечно. Одних только
щелкунов в СССР насчитывается около 500
видов, и десяток из них — опаснейшие
вредители.
На них мы свои усилия и направили.
Полагаю, что трем видам скоро придется
туго.
Другая разновидность вредителей,
наносящих особенно крупный ущерб,—
вредители оранжерейные. Поскольку выход
продукции с единицы площади в теплицах
чрезвычайно высок, то и вредители, если
они там заводятся, съедают особенно
много. Самые опасные — это оранжерейная бе-
локрылка и паутинный клещ. К ним подход
другой. В небольшом, замкнутом объеме
теплицы лучше пускать а ход не феромоны,
а ювеноиды — аналоги ювенильного
гормона, регулирующего постадийное
развитие насекомого.
Если такой гормон поступит в
организм вредителя не тогда, когда это
требуется согласно биологическим «часам»,
жизненный цикл разладится и потомства
особь не даст — останется стерильной.
Ювенильный гормон, как и
феромоны щелкунов н других жесткокрылых,
принадлежит к классу изопренондов —
принципиальную схему синтеза для этих
веществ удалось сделать общей. Мы
освоили синтез одного эффективного ювеноида.
Щелкуны... Темно-красные, черные
или полосатые жучки, владеющие редким
среди насекомых умением вставать на ноги,
если судьба опрокинет их навзничь.
Срабатывает тогда особый отросток — щелк! —
и жук, подпрыгнув, переворачивается в
нормальное положение. По звуку,
издаваемому этим самым устройством, их
прозвали щелкунами. Они и в переносном смысле
умеют крепко стоять на ногах...
Жуков обычно на поле негусто, и
живут они недолго. А вот их личинки —
проволочники (название-то какое жесткое!)
могут держаться в почве и три года, и пять
лет, даже если жуков наверху истребляют.
Некоторые виды проволочников — хищники,
поедающие личинки других насекомых.
Эти людям не враждебны. Но вот
проволочники-вегетарианцы — злодеи
исключительно опасные. Повреждают прорастающие
семена; вгрызаясь в узлы кущения,
ослабляют растения, и урожай порой падает
драматически. Немалый вред наносят
проволочники и лесам.
Цикл размножения у щелкунов
организован на удивление тонко. Самка
выделяет не один феромон, а целых четыре.
Первый — он распространяется дальше
других— лишь сигналит о ее наличии. Самец,
попавший в поле его действия, начинает
делать над местностью круги, пока не
попадает в зону действия другого, более близко
действующего феромона — «вещества
остановки». Круги прекращаются. Жук
начинает шарить на меньшем участке, находит
душок «феромона поиска», а ориентируясь
по нему, попадает наконец на то самое
место, где находится партнерша. Это место
пахнет феромоном номер четыре —
фиксатором. Приворотным зельем невероятной
силы. С места, пахнущего фиксатором, самец
не сойдет до тех пор, пока не свершится акт
оплодотворения.
Белокрылки, они же алейродиды,
берут другим — быстротой размножения.
Существа не из крупных, не более 2
миллиметров, они тоже опасны на стадии личинок,
поколения которых сменяются в среднем
Г
3

раз в месяц. Личинки высасывают соки из
листьев настолько энергично, что те буреют
и засыхают. Плоды же — томаты или
огурцы— опадают, не достигнув зрелости.
Паутинные клещи еще меньше — до
полумиллиметра. А истребляют не только
листья, но и стебли. Размножаются еще
быстрее — до 32 поколений в год.
Противники, как видите, серьезные —
голыми руками их не возьмешь.
БУДЕТ МНОГО БУКЕТОВ
К. В. Лээтс. Противника, прежде
всего» надо хорошо знать. Первый этап
изучения феромонов — установление их
строения — начат давно. Однако ввиду
чрезвычайного разнообразия этих соединений
продолжается по сей день. В частности, и в
наших лабораториях. Естественно, в ход
пускается весь набор химических и физико-
химических методов.
Следующий этап — синтез. Мы с
самого начала нацеливались на то, чтобы он
не был многостадийным и не требовал
экзотического сырья. За основу взяли
реакцию теломеризации изопрена его же хлор-
гидридом. Когда в связь углерод — хлор
внедряется одна молекула изопрена,
получается геранилхлорид, а когда две —
фарнезилхлорид. Потом, замещая атом
хлора на остаток карбоновой кислоты,
получаем сложные эфиры соответствующих
спиртов — гераниола и фар незола. Многие
феромоны — эфиры гераниола, а ювенои-
ды — производные фарнезола.
Схема синтеза, как видите,
несложная. Состоит, считая и присоединение
хлористого водорода к изопрену, всего из трех
стадий. Но эта простота кажущаяся. Ведь
гераниол может существовать в виде 32,
а фарнезол — 1 28 изомеров,
различающихся по пространственному строению.
Природные же соединения отличаются строго
определенной геометрией, а эффективны,
как правило, только в чистом виде.
Поэтому суть задачи — не просто получить
вещество, а выделить только нужный изомер.
Конечно, если бы мы использовали
реакции, после которых образуется всех
изомеров поровну, то едва ли получилось бы
что-нибудь путное. Но катионная теломе-
ризация изопрена — наш основной
процесс — происходит стереоспецифично:
получаются продукты, сразу содержащие 50,
а то и 60 процентов нужных изомеров.
Потом начинается очистка. В одних
случаях приходится превращать вещество
в производные, то есть модифицировать
его химически, а потом, после разделения
изомеров, возвращать первоначальное
строение. В других случаях в ход пускаются
физико-химические приемы... На
подробностях останавливаться не буду, тем более
что некоторые из них — патентная тайна.
Во всяком случае, феромоны щелкунов
степного и посевного, а также щелкуна
кубанского мы уже сейчас делаем в
количествах, достаточных для широких полевых
испытаний. Хозяйственное применение —
дело ближайших лет. Делаем и один к>ве-
ноид, точную формулу которого пока
раскрывать преждевременно.
Кандидат биологических наук
Л. Э. Куузик, руководитель группы в
Институте зоологии и ботаники АН ЭССР
(Тарту). А наша группа этот ювеноид
исследует. Он весьма перспективен для
применения в тепличном хозяйстве. Дело в том,
что оранжерейные вредители очень быстро
приобретают иммунитет к обычным
инсектицидам. Хозяйствам приходится пускать
в ход все новые и новые образцы фосфор-,
хлор- или сераорганических соединений.
А ведь эти соединения небезопасны и для
людей, как тех, кто работает в теплицах,
так и для потребителей.
Чтобы свести к минимуму
численность, например, белокрылок, приходится
обрабатывать теплицы 8, а то и 10 раз
в год. И после каждой обработки немалое
время — пока препарат не разложится —
овощи в продажу не пускать.
Представляете, какие это приносит убытки?
Новый же препарат не токсичен —
LD50 У него превышает 2000 миллиграмм
на килограмм веса. Разбрызгивать его
достаточно дважды в год в количестве не
более килограмма на гектар. А гектар —
это десять теплиц. Теоретически
иммунитет может выработаться и на этот
препарат — ведь он не строго соответствует
природному гормону, но за годы
испытаний мы ничего подобного не замечали.
Вредители стерилизуются на сто
процентов; случалось, мы оставались из-за этого
без подопытного материала, приходилось
ездить в другие организации с
неслыханной просьбой: одолжите белокрылок.
Разумеется, рано еще говорить, что
решены все проблемы. Препарат не будет
допущен для применения при выращивании
пищевой продукции до тех пор, пока не
будет доказано, что он не оказывает на
человека каких-нибудь воздействий спустя
долгое время. Такие примеры в мировой
практике известны, правда, дело было не
с ювеноидами. За рубежом, кстати,
ювено иды хоть и производятся (они там
чрезвычайно дороги), но применяются в
основном для борьбы с москитами и мухами.
К. В. Лээтс. Для истребления мух,
кстати, изобрели остроумный прием:
добавляют некоторые ювеноиды в корм
скоту. Препарат — хоть он и не очень стоек —
в организме не разрушается, а выходит
с навозом. Мухи откладывают в навоз
яички, а из них ничего не вылупляется: нарушен
цикл воспроизводства. И в помещении для
скота — никаких мух!
А. Э. Куузик. Ближайшая перспектива
применения ювеноида у нас — на
технических и декоративных культурах.
Оранжерейные вредители — это настоящее
бедствие для хозяйств, специализирующихся на
4

-I- hci
изопрен
SCI
1-хлор-3-метнлбутен-2
H- RCONq
О
O-C-R
11
R =н.С3Н?- феромон щелнуна стеоного н посевного О
R = H30-C4H9-феромон щелнуна кубанского
•сн,
цветах. У нас таких много: цветы в Эстонии
любят, и выращивать их — дело доходное.
Но некоторые виды цветов, например, гер-
беру, в Таллине не купишь — исчезли.
Скоро, надо полагать, появятся снова.
К. В. Лээтс. Ювеноид приходится
разбрызгивать в количестве сотен грамм на
гектар. Фосфор- или хлорорганические
инсектициды идут килограммами, а сераор-
ганические — десятками килограммов.
Разумеется, все они дешевле ювеноидов, но
не надо забывать об их токсичности и
сравнительно невысокой эффективности. Если
же учесть все факторы, то оказывается,
что рубль, затраченный на покупку для
теплиц ядохимикатов, дает продукции на
45 рублей. Вроде бы неплохо, но если этот
же рубль вложить в ювеноиды, он
обернется 160 рублями. Сравнение говорит
само за себя. И еще одна цифра: гектар
теплиц при полной защите от вредителей
приносит продукции на сумму до 150 тысяч
рублей.
Вы, конечно, спросите: а сколько мы
можем реально на нашем заводе
изготовить этого ювеноида? Всю страну мы пока
обеспечить не можем, но потребности
Северо-Запада — Прибалтики и
Ленинградской области, видимо, будут удовлетворены
еще в текущей пятилетке.
Собеседник будто бы
оправдывается — извините, мол, на всю страну пока не
хватит. Но разве Северо-Запад — пусть
даже только цветоводческие хозяйства —
разве это так уж мало?
КАК КУРЫ ЗАКЛЕВАЛИ ПЕТУХА
Вернемся, однако, к феромонам.
Нехимику трудно даже вообразить, насколько
тонкое и трудоемкое то дело, о котором
здесь рассказывалось как бы вскользь,—
выделение строго индивидуальных изомеров.
Общая схема синтеза изопреиоидов,
применяемая в Институте химии АН ЭССР.
Внизу — формула ювенильного гормона
Ведь по всем физико-химическим свойствам
примеси здесь очень мало отличаются от
основного вещества. Между тем иногда
приходится налаживать выделение и
очистку не только этого самого вещества, но и
примесей, которые вдруг тоже оказываются
ценными препаратами.
К. В. Лээтс. При испытаниях не до
конца очищенных, технических образцов
феромонов иногда оказывается, что они
совершенно не привлекают насекомых.
Примесь, содержащаяся в очень малом
количестве, оказывается, может полностью
подавить действие основного вещества.
Можно предполагать, что в том-то здесь
и дело, что смешаны близкие
«родственники»: мало отличаясь по строению,
примесь, видимо, связывается с рецепторами
насекомых прочнее, чем феромон, и
блокирует их.
Казалось бы, кому такие неактивные
образцы нужны? Но они очень пригодились.
Ведь если ингибитор подавляет действие
феромона, то, выделив его или, еще
проще, распылив над полем недорогой, не
прошедший окончательной очистки
продукт, мы начисто лишим насекомых
возможности учуять партнершу и снова
прервем цикл размножения.
Раньше такие ингибиторы были
известны только для чешуекрылых — мы
наделили ими и щелкунов. И этого
недорогого препарата, по предварительным
оценкам, достаточно 5 грамм на гектар.
Другой продукт, который вначале
тоже получался в виде примеси,
оказался,— когда его с немалым трудом
выделили в чистом виде,— не чем иным, как
5

феромоном 4-й ступени — фиксатором.
Если феромон 1-й, нашу основную
продукцию, можно применять для дезориентации
самцов (создайте концентрацию, раз в сто
большую, чем та, на которую способны
самки,— для этого хватит 15 грамм на
гектар,— и снова жуки друг друга не
найдут) либо для отлова самцов с помощью
достаточно сложных ловушек, то феромон-
фиксатор ни в какой ловушке не нуждается.
Его даже не надо распылять.
Достаточно намазать фиксатором
уголок поля. С этого места самцы, которым
доведется туда заползти или залететь, уже
не сойдут до конца дней — такова сила
инстинкта.
Феромоны щелкунов мы испытываем
совместно с Северо-Кавказским НИИ
фитопатологии, расположенным в
Краснодаре (в Эстонии эти вредители
распространены меньше, чем на юге). И в ходе
испытаний бывают совершенно
непредсказуемые сюрпризы. Например, лаборанты,
работающие с феромонами, жалуются, что
их замучили жуки: запах препаратов,
совершенно не ощутимый для людей,
щелкуны с пригородных полей чувствуют даже
тогда, когда человек находится в центре
такого немалого города, как Краснодар,
и слетаются стаями.
Когда под Краснодаром соорудили
ловушки достаточной емкости,
снаряженные целой сотней миллиграмм феромона,
то в каждой набиралось до ведра жуков —
и это при том, что щелкуны никогда не
живут в большой концентрации. Просто
каждая такая ловушка собирала всех
самцов с площади более двух квадратных
километров.
Испытывался и другой способ, не
требующий изготовления ловушек:
феромон наносили на поверхность пруда.
Плавать щелкуны не умеют.
Слетаются — и тонут. Но особенно занятный
вариант — с петухом. Краснодарцы его
попробовали скорее шутки ради, но
предусмотрительные деятели зарубежных
фирм вполне могли бы заявить патент на
способ истребления вредителей!
совмещенный с откормом домашней птицы.
Делается это так. Петуха мажут
феромоном. Щелкуны слетаются со всей
округи — он начинает их клевать и
скликать кур. Те тоже клюют — вот вам и
откорм (помните: ведро с двух квадратных
километров, масса немалая!). Одно плохо:
клюют куры и петуха — он же сплошь
усеян кормом. Чтобы уберечь петуха,
пришлось бы надевать на него какой-нибудь
панцирь...
Эта затея любопытная, но, пожалуй,
не самая масштабная. А если говорить о
масштабах, то, чтобы добиться
уничтожения щелкунов на гектаре посевов, требуется
до 50 килограмм гексахлорана.
Феромона — 15 грамм. О токсичности я уже не
говорю... Между тем щелкунами в мире
заражены десятки миллионов гектар. Идти
6
на них с гексахлораном попросту
нереально, а с феромонами, возможно, скоро
удастся выйти. Уже в этом году наш
опытный завод сделает феромонов столько, что
удастся обработать 400 тысяч гектаров —
пока для учета и прогноза численности
вредителя (есть и такая задача, раньше даже
ее было решать непросто). На будущий год
будет обработано полмиллиона... На основе
прогнозов будем готовить и количества,
достаточные для борьбы со щелкунами.
Ну а что касается ювеноида, то
потребность страны в нем — для защиты
всех закрытых грунтов — составляет 5—
10 тонн в год. На уровень тонн мы
планируем выйти в будущей пятилетке.
За производство новых, направленных
средств защиты растений мы взялись
позже, чем зарубежные фирмы, и это дало
определенные преимущества. Удалось
пустить в ход сравнительно простые методы
синтеза, приспособить их к тому сырью,
которым располагает наша страна.
Зарубежные феромоны или ювеноиды порой
производятся по более сложным схемам,
которые были освоены давно,— менять их
фирмам не с руки. Продукция обходится
исключительно дорого. Наши препараты,
конечно, тоже недешевы, но на них не надо
тратить валюту. А о том, какую они
обещают отдачу, здесь уже говорилось.
ЗАВОД ПРИ ИНСТИТУТЕ —
ИНСТИТУТ ПРИ ЗАВОДЕ
Люди академической науки порой не
то что чураются, но как-то побаиваются
производства — совсем, мол чуждая
стихия. О производственниках же говорят как
о тяжелых иа подъем консерваторах,
тормозящих внедрение блестящих идей,
генерируемых «чистой» наукой.'
Справедливо ли это?
Ю. X. Сооне, заместитель директора
Института химии по научной работе.
Разумеется, нет. Дело в том, что производству
требуются не сырые идеи, не данные
лабораторного журнала, а начальная
техническая документация. Деятели же
академической науки порой об этом попросту
не подозревают. От производства их
отделяют барьеры, не только психологические,
но, к сожалению, и ведомственные. Один
из главных секретов успеха, за который наш
институт принято хвалить,— это то, что у
нас есть свой завод. Пока его не было,
ничем мы от других не отличались —
любая реализация разработок института
отнимала долгие годы.
То, о чем здесь рассказывалось,—
производство малотоннажной, деликатной
продукции — это не единственная
функция нашего завода. Есть вещи, которые
мы на нем лишь дорабатываем до уровня
технологии, а потом передаем другим
организациям. Например, была в нашем
институте разработана технология
изготовления высококачественных шампуней из

отходов рыбьего жира. Люди, склонные
к снобизму, скажут: разве для
академического института такие дела? А у нас по
ходу разработок в лаборатории
поверхностно-активных веществ сделали немало
интересных исследований. Ну а когда
техническая разработка была завершена,
передали мы это производство
рыболовецкому колхозу имени Кирова. У них
нужного сырья в достатке.
Другой пример — производство
амфолинов.
Здесь я хотел бы отметить роль
«Химии и жизни». После публикации статьи
об амфолинах*, которые научились (тоже,
кстати, впервые в стране) делать наши
сотрудники, институт получил более 40 заявок
на эти вещества. Из Хабаровска, Харькова,
Волгограда, Иркутска... Всего более двух
десятков городов. Из-за границы тоже
просят. Удовлетворять все просьбы силами
нашего завода уже не целесообразно —
мы заключили договор с другой
организацией, лабораторией «Хийю Калур».
Поскольку ранее «Химия и жизнь» писала,
что с заказами следует обращаться в наш
институт, теперь хорошо бы сообщить, что
адрес переменился. Лаборатория
расположена в Таллине, ул. Якобсон и 3.
Понятно, для корреспондента «Химии
и жизни» папка, в которую складывают
эти самые заказы, представляла особый
интерес. Ведь все просители узнали об
амфолинах именно из нашего журнала, и,
следовательно, география заказов — это и
есть карта тех мест, где читают наш
журнал... Но не только это законное
любопытство вызвало сообщение собеседника,
а и вопрос: какими же все-таки феромонами
институт так успешно привлекает своих
сотрудников к активному — не для
проформы, а всерьез — сотрудничеству с опытным
производством?
Ю. X. Сооне. Опытный завод, как
мы считаем,— обязательная стадия в
эволюции научной разработки. В таком духе
воспитаны не только руководящие
сотрудники нашего института.
А. Э. Куузик. Это не только к
химикам относится. Раньше мы, например,
как и большинство энтомологов, просто
ловили насекомых, изучали их,
разглядывали. А теперь, когда стали решать
практические задачи, появился особый
энтузиазм: мы помогаем, реаль но помогаем
земледельцам. Работа с новыми
препаратами позволяет и проблемами чисто
академическими заниматься более масштабно.
Применяя аналоги ювенильного гормона,
можно по-новому взглянуть на механизмы
гормональной регуляции в организме
насекомого, поставить необычные, весьма
информативные эксперименты.
Помимо прочего, теперь наши работы
стали приносить ощутимый доход: стало
*См. «Химию и жизнь», 1981, № 11.
поступать новое, самое современное
оборудование, подрос фонд материального
стимулирования. Удалось создать
комплексную группу... Недавно было
сокращение, так вопрос о том, чтобы затронуть
ее, даже не обсуждался.
Ю. X. Сооне. Конечно, моральные
стимулы в работе исследователя играют
немалую роль, однако необходимы и
материальные. А они, к сожалению,
недостаточны. Существует фонд материального
стимулирования, подчиненный Президиуму
АН ЭССР, из него мы можем выплачивать
премии за выполнение прикладных работ.
В принципе размер премии должен
зависеть от экономического эффекта
разработки, однако практически премиальный
фонд жестко связан с величиной фонда
зарплаты института и не может превышать
определенную его долю. Поэтому далеко
не всегда нам удается отметить
сотрудников так, как они этого заслуживают,—
размер премии почти никогда не
достигает даже месячной зарплаты. Думаю, это
не совсем правильно.
Еще хотелось бы сказать о
снабжении. По традиции ценное, в особенности
уникальное оборудование в академических
учреждениях направляется в основном для
обеспечения фундаментальных
исследований. Не принижая их роли, все же отмечу,
что эта традиция порой вредно сказывается
и на темпах, и на качестве прикладных
работ, от которых в наибольшей степени
зависит прогресс народного хозяйства
страны.
Наш завод окупает себя полностью.
Остаются и средства для расширения
производства. Так, через год-другой запустим
новый цех специально для производства
простагландинов. Мы и сейчас целыми
граммами (это совсем не мало)
изготовляем простагландины Е и F2*, наши образцы
сейчас проходят фармакологические и
клинические испытания. А в будущем
намерены обеспечить потребности
отечественной медицины в первом из них полностью.
Весить годовая продукция цеха будет ки-
лограмм-полтора, но валюту на закупку
этих исключительно необходимых для
гинекологии, и притом очень дорогих
препаратов тратить уже не придется. Так что
кроме уже перечисленных технологических
процессов наш завод осваивает и еще одну,
исключительно деликатную — технологию
простагландинов.
Что к этому добавишь? Разве что
такие цифры. Весь институт химии
АН СССР — это примерно 260 человек.
Вместе с заводом — около 400. И далеко
не все они заняты делами, о которых здесь
рассказано. Добрая половина работников
занимается другими, не менее важными для
народного хозяйства проблемами.
'См. «Химию и жизнь», 1977, № 12.
7

Фрукты D „
под наркозом п*
ш
В Продовольственной программе СССР
говорится о необходимоати широкого
применения прогрессивных способов °
хранения картофеля, плодов и овощей.
О перспективной отечественной о
разработке, позволяющей сохранять
фрукты и овощи свежими почти до о
следующего урожая, рассказывается1
в этой статье,
о
Мм* jt
Х-Л.

Свежие яблоки появляются на нашем
столе круглый год. Лимоны — тоже. А вот
грушу в марте и даже декабре уже не
купишь. О ягодах и говорить не приходится:
какие-нибудь две-три недели, не
успеваешь распробовать и — жди до
следующего лета. Почему — ни для кого не
секрет: всякому овощу свое время, и те
же груши, в отличие от яблок, могут
храниться всего два-три месяца. Конечно,
если не помочь им сохранить свежесть.
Как — сейчас это известно. Почему
груша, сорванная с дерева, быстро
становится ватной, или, как говорят специалисты,
увядает? Потому, что после сбора урожая
биохимические и физиологические
процессы в клетках не останавливаются. Клетки
дышат, потребляют кислород, стареют, к
тому же теряют ту влагу, которой щедро
снабжало их дерево. Все эти процессы
(не считая гниения — сейчас речь не о нем)
и вызывают гибель плодов.
Эти процессы есть смысл
приостановить. Все дело в том, каким способом
(и с какими затратами). Возьмем, к
примеру, потерю воды — основы клеточного
сока. Чтобы предохранить плоды от
высыхания, их издавна засыпали песком или
землей либо хранили в помещении с высокой
относительной влажностью воздуха (85—
90%). А некоторые (например, лук или
чеснок), наоборот, немного подсушивали,
и тогда сухой верхний слой не давал
испаряться влаге из сердцевины. Но все
это полумеры. Сохранить такими способами
грушу все равно не удается.
А почему бы не остановить
дыхание плодов? Нельзя — тогда начнется
брожение, плоды потеряют устойчивость к
микроорганизмам и загниют. Энергия,
необходимая для поддержания жизни,
образуется именно при дыхании, то есть при
окислении накопленных в клетках
углеводов, кислот, азотистых соединений. Вот
если бы дыхание приостановить, замедлить, то
есть не убить, а усыпить клетки, тогда
все процессы в них будут протекать в
несколько раз медленнее, а значит, срок
хранения плодов увеличится.
Самый надежный способ усыпить
фрукты и овощи — понизить вокруг них
содержание кислорода и увеличить
концентрацию углекислого газа. Иными словами,
поместить их в регулируемую атмосферу.
Ее можно создать в герметичных
холодильных камерах, которые так и
называются — хранилища с регулируемой газовой
средой. Правда, комфортные условия для
плодов стоят недешево: капитальные
расходы на строительство хранилищ большие,
материалы (в том числе дефицитный гер-
метик) стоят дорого, да и время
строительства немалое.
Л
Более простой вариант хранения
урожая — упаковка плодов в герметичные
полиэтиленовые мешки с газоселективными
Газообменный «колпачок» можно надеть
на полиэтиленовый пакет — и фрукты
в холодильнике сохранятся свежими два-три
месяца
мембранами. Это полимерная пленка с
мельчайшими порами, которую вклеивают
в мешок скочем. Мембрана
ограничивает поступление в мешок кислорода, зато
хорошо пропускает углекислый газ. На
первых порах фрукты и овощи интенсивно
дышат, расходуя кислород, содержащийся
в мешке (его концентрация уменьшается с
21 до 2%), и увеличивая содержание
углекислого газа (с 0,03 до 3,5%), а затем
«впадают в сон» и «под наркозом»
сохраняют свежесть многие месяцы*.
Однако у этого способа
обнаружились и недостатки. Например, тонкую,
непрочную мембрану приходится вклеивать
вручную, автоматизировать эту операцию
трудно. Кроме того, хранить мешки не
очень удобно — их нужно укладывать
мембраной вверх, иначе плоды
задохнутся. А если мембрану повредят (при ее
хрупкости это может произойти быстро),
то пропадет весь труд.
Л
Есть и другой вариант решения
задачи — крышки со встроенной мембраной
'Подробнее об этом можно прочитать в
статье С. Генеля и А. Никитаева
«Яблоки — круглый год» («Химия и жизнь», 1977,
№ 11, с. 96—99).— Ред.
9

для стеклянных банок*. Эти крышки
появились в продаже в 1981 г. по цене 55 коп. за
штуку. Фрукты и овощи, положенные в
банку любой емкости и закупоренные
такой крышкой, должны бы храниться в
домашнем холодильнике несколько месяцев.
Но диаметр горлышка банки может
колебаться в пределах нескольких
миллиметров, и не каждая банка закрывалась
крышкой герметично. Пришлось от них
отказаться.
Л
Но сам принцип — защитить
непрочную мембрану жестким
пластмассовым корпусом — был принят на
вооружение. Например, в Центральной
экспериментально-исследовательской конструктор-
ско-технологической лаборатории
химизации сельского хозяйства, которая
разрабатывает газообменные устройства,
изобретен «колпачок» ■— миниатюрное
газоселективное устройство. Колпачок
надевается на полиэтиленовые пакеты любой
вместимости, легко (в отличие от
незащищенной мембраны) переставляется с
одного мешка на другой. Мешки с плодами
укладывают в ящики и отправляют в
холодильники. Плоды можно упаковывать в
* О них рассказывалось в статье И. Ион-
ченковой «Крышка с мембраной» («Химия и
жизнь», 1979, № 8, с. 52). — Ред.
В траншеях, герметизированных
полиэтиленовой пленкой и оборудованных
газообменнымн устройствами, можно хранить
н свеклу, и картошку, н другие плоды
Универсальное лопастное устройство для
промышленного хранения урожая
ю

мешки прямо в поле, саду или огороде —
при этом храниться они будут лучше.
Закрытым мембранам нашли и еще
одно применение. Обычно свеклу хранят в
буртах — длинных траншеях, вырытых
вдоль поля. Засыпают ее навалом, а сверху
прикрывают землей или ботвой. Потери,
увы, большие. Так вот, если траншею
выстлать полиэтиленом, уложить свеклу,
закупорить пленкой и вставить трубки-выводы
с газообменными мембранами, а потом
засыпать все землей, то потери урожая при
хранении намного уменьшатся.
Другой пример использования
принципа закрытой мембраны —
«Универсальное лопастное устройство»: трубка с
четырьмя лопастями, расположенными под
прямым углом друг к другу. С одного
конца ее — мембрана. Такое устройство
вкладывают в пакет, вмещающий 100—
200 кг плодов. Лопасти придают мешку
форму и увеличивают поверхность
газообмена. Хранят мешки в обычных
холодильниках, которые есть уже на многих
овощных базах.
Экономический эффект — от 200 руб.
при хранении тонны фруктов до 400 при
хранении чеснока. Для картофеля он
меньше, всего 10 руб. на тонну, зато клубни
хорошо сохраняют энергию роста, дают
урожай выше на 25—30%-
Д
Теперь — о качестве плодов,
хранящихся таким способом. Обычно при
хранении овощей и фруктов в них
накапливается спирт, ацетальдегид, этилен. Эти
вещества служат показателем зрелости и
пригодности. Для каждого вида и даже сорта
плодов установлены свои нормы. В
Молдавии три года наблюдали за качеством
яблок сортов Ренет Симиренко, Ренет
Шампанский, Джонатан и Кальвин Снежный,
хранившихся в полиэтиленовых пакетах с
газоселективными устройствами. После
семи с половиной месяцев хранения
содержание Сахаров в яблоках снизилось на 20%,
кислот — на 50%, а спиртов и
ацетальдегида увеличилось в четыре-пять раз. Это
выше установленных норм. Значит,
способ непригоден? Вовсе нет — просто срок
хранения нужно уменьшить на месяц-
другой.
Проверяли и аллергенные свойства
плодов, и их фитонцидную активность
(способность убивать вредные для человека
микроорганизмы), и вкусовые качества,
точнее, вид, цвет, запах и вкус. Вывод:
потери, или проценты естественной убыли,
снижаются в пять-десять раз, питательные
свойства плодов при правильно
подобранном режиме хранения (определяемом пока
чисто эмпирическим путем) не ухудшаются.
Л
Итак, хранение урожая в
полиэтиленовых пакетах с газоселективными
устройствами эффективно, дешево, просто. Но это
не значит, что теперь можно избавиться
вообще от каких-либо хлопот. Чтобы плоды
лежали лучше, их нужно собирать при
строго определенной степени зрелости. Если
раньше полагались только на опыт
сборщика, то теперь надо придерживаться
объективных показателей. Зрелость нужно
определять не чутьем, а по окраске плодов
(их сравнивают с цветовыми таблицами),
по плотности (определ яемой приборным
методом), по содержанию крахмала.
Не менее важна и культура снятия
плода. Ведь фрукты будут лежать в
полиэтиленовых мешках, соприкасаясь друг с
другом, и одна треснувшая или помятая
груша вызовет порчу соседних, всех
остальных. А собранный и упакованный урожай
лучше не возить на хранение за
тридевять земель, а устраивать «на отдых»
неподалеку от поля и уже зимой
постепенно развозить мелкими партиями и сразу
реализовывать.
Л
Законный вопрос: когда же груша,
сохраненная таким способом, появится в
магазинах? Осенью 1982 г. в Кишиневе
заложили на хранение около полутора
тысяч тонн яблок, груш, помидоров,
чеснока. Они смогут пролежать и до весны,
но продать их придется в декабре. Ведь
полиэтиленовые пакеты с урожаем нужно
хранить в холодильниках, и чем дольше
они лежат, тем дороже обходится
хранение. А прейскуранты на скоропортящиеся
фрукты и овощи учитывают хранение
только до декабря-января (раньше и это
считалось почти невозможным). А раз цены
на грушу, продаваемую в марте, нет,
расходы заготовителям не оплатят и
хранить ее долго невыгодно. Когда будет
новый прейскурант, тогда, пожалуй, свежие
фрукты и овощи будут в магазинах и в
январе-феврале, и в марте-апреле.
Е. КОЛЕСНИКОВА
11

4 » ':
Что мы едим
Словно из печи.
ОТЧЕГО 4EPCTBFET ХЛЕБ
И КАИ ЗАМЕДЛИТЬ
ЕГО ЧЕРСТВЕНИЕ
Кандидат технических наук
Ф. АД. КВЕТНЫЙ,
доктор технических наук
В. В. ЩЕРБАТЕИКО
Черствый хлеб — это прямые убытки,
это зря пропавшее пшеничное или ржаное
зерно. Конечно, часть его в виде, скажем,
сухарей или хлебного кваса попадает к нам
на стол, но все же только часть.
Есть, конечно, и любители слегка
зачерствевшего хлеба — его режут на
тонкие ломтики, подсушивают или
поджаривают и только потом едят. Однако в нашей
стране — такова традиция —
предпочитают мягкий, свежий хлеб, еще хранящий
тепло печи. К сожалению, время, в течение
которого хлеб сохраняет первоначальные
свойства, недолго; оно зависит от сорта,
формы, условий остывания и хранения, но
во всяком случае исчисляется часами.
Причем свойства хлеба меняются непрерывно
с того момента, как он вынут из печи.
При остывании хлеб усыхает, теряет влагу.
Если в самом начале влажность корки
практически нулевая (а температура 130—
180°С), то затем, по мере охлаждения,
корка увлажняется за счет воды,
поступающей из мякиша. В первые часы после
выпечки корка мягкая, эластичная; по этому
признаку мы и судим о свежести хлеба.
Но при дальнейшем хранении влага мало-
помалу испаряется, корка становится все
более твердой, при нажатии она едва
деформируется. Все ясно: хлеб зачерствел...
Но еще сто лет назад французский
химик Ж. Б. Б у ее ен го показал, что хлеб
черствеет и в том случае, когда влага не
теряется вовсе, что этот процесс связан
с изменениями составных частей муки. С тех
пор процесс черствения исследовался
неоднократно, с разных позиций и разными
методами. Есть несколько теорий, найдены
и применяются различные способы
торможения процесса. Но и по сей день
процесс до конца не изучен...
ТЕОРИЯ СВЕЖЕСТИ
Чтобы уяснить, насколько свеж хлеб
(или, напротив, сильно ли он зачерствел),
мы прибегаем обычно к органолептической
оценке — на ощупь, на вид, на вкус. Прежде
всего, конечно, на ощупь: мягкий ли хлеб,
легко ли сжимается под рукой или вилкой...
Так поступают не только потребители,
но и специалисты: смотрят, как проминается
батон или булка (либо кусочек мякиша)
под нагрузкой. Но, разумеется, с помощью
приборов, дающих количественную оценку
черствения. Так, во ВНИИ хлебопекарной
промышленности (ВНИИХП) разработан
метод, позволяющий изучать динамику
черствения. Суть его в том, что кубик мякиша
сжимают под непрерывно возрастающей
нагрузкой до локального разрушения, то
есть, проще говоря, пока не появятся тре-
12

мОккь££7 /. 'S.
щины. Чем черствее хлеб, тем меньше
сжимается его мякиш, а зависимость между
деформацией и нагрузкой становится все
ближе к линейной: хлеб начинает
подчиняться закону Гука (рис. 1). Но если так,
то свежесть хлеба, как и прочность стали,
можно характеризовать модулем
упругости. И чем дольше хлеб дожидается нас
в булочной, тем выше у него модуль
упругости.
Как известно, черствый хлеб
крошится легче свежего. Но растирать мякиш
между пальцами — не слишком надежный
способ. Лучше положить ломтики на
металлическое сито, которое колеблется в
горизонтальной плоскости. Выждав
некоторое время, надо взвесить
образовавшиеся крошки: отношение их массы к массе
взятого хлеба — это так называемая крош-
коватость.
Наконец, и аромат хлеба при черст-
вении ухудшается; этот факт тоже можно
оценить экспериментально. Аромат
зависит от содержания в хлебе бисульфитсвя-
зывающих соединений, а их удается
определить количественно, окисляя до тех или
иных органических кислот.
Все эти изменения в черствеющем
хлебе вызваны, само собой разумеется,
процессами, которые проходят на
молекулярном уровне. Хлеб на 80—85% состоит
из крахмала и воды; белков в нем около
8%. Этим компонентам и уделялось
главное внимание при изучении черствения.
Некоторые специалисты связывают
черствение хлеба с ретроградацией
крахмала, то есть с обратным его переходом
из более аморфного состояния (как в
свежем хлебе) в более кристаллическое (как
в тесте). При этом предполагается, что часть
выделившейся воды связывается
клейковиной.
Крахмал состоит из двух фракций —
амилозной и амилопектиновой, в
пшеничном крахмале их соответственно 24 и 76%.
Молекулярный вес амилозы — от 300
тысяч до миллиона, амилопектина — до
сотен миллионов. Растворы амилозы весьма
нестойки, из них легко выпадают
кристаллические осадки. Амилопектин, напротив,
образует устойчивые растворы. Выпавшие
в осадок цепочки амилозы могут перейти
в жидкое состояние только при
значительном нагревании, до 140—150°С, в то время
как цепочки амилопектина диссоциируют
уже при 50—60°С. Видимо,
амилопектиновой фракции и принадлежит главная роль
в процессе черствения, в то время как
свойства амилозы изменяются
незначительно. При тепловом освежении хлеба —
скажем, в духовке — вода, находящаяся
частично в свободном состоянии, связывается
крахмалом, который приобретает более
аморфную структуру. Дезагрегация
амилопектина в процессе освежения хлеба
показана на рис. 2.
Некоторые исследователи связывают
черствение хлеба с синерезисом крахмала
(синерезис — это отсечение жидкой
фракции, сыворотки). Они полагают, что при
старении клейстеризованный крахмальный
студень разделяется на две части. Однако
крахмал при выпечке клейстеризуется
далеко не полностью, так как в тесте не
13

12,0
10,0-1
a I
="8,0 J
*"* I
i 6.0-1
з
1 4,0
2,0
0,1 0,2 0,3
относительная деформация
Диаграмма деформации сжатия мякиша
под действием переменной нагрузки —
через четыре часа A), суткн B), двое
суток C) н трое суток D). Чем черствее
хлеб, тем зависимость ближе к линейной
хватает для этого воды; предположение
о синерезисе, при котором выделяется
свободная вода, весьма шатко.
Теперь о белках хлеба, которые также
влияют на черствение: чем их больше, тем
медленнее черствеет хлеб. Во-первых,
белковая структура претерпевает изменения
значительно медленнее, чем крахмал, а
во-вторых, у высокобелкового хлеба
большой удельный объем, в нем много мелких,
равномерно распределенных пор, что
заметно тормозит черствение.
Многие исследователи придают
большое значение взаимодействию
крахмальной и белковой фракций. Так, М. И. Кня-
гиничев выдвинул гипотезу, частично
подтвержденную опытами, о том, что стенки
пор мякиша — это набухшая система,
состоящая из денатурированного белка и
частично клейстеризованного крахмала.
В процессе черствения благодаря
гибкости звеньев крахмала его цепные молекулы
сближаются и под действием
межмолекулярных сил образуется более прочная
структура мякиша.
Высказывалось предположение и о
том, что при старении мякиша амилоза и
амилопектин частично объединяются в
агрегаты. Если это справедливо, то старение
можно затормозить, заставляя
крахмальные полисахариды образовывать
комплексы с липидами или белковыми веществами.
И в самом деле, добавление этих веществ
в хлеб замедляет черствение.
Работы, проведенные во ВНИИХПе,
показали, что хлеб черствеет медленнее,
когда в мякише тонкие стенки, мелкие
поры: в этом случае энергия испарения влаги,
адсорбированной на поверхности пор,
больше, чем энергия испарения свободной воды.
Энтропия биополимеров хлеба растет по
мере хранения, когда нет потерь влаги.
Это свидетельствует о том, что
молекулярные структуры укрупняются, а значит,
мякиш становится более жестким и твердым.
Краткий вывод: точек зрения на
процесс черствения хлеба более чем
достаточно* На наш взгляд, предпочтительнее
выглядят теории, учитывающие испарение
главного пластификатора хлеба — воды и
старение биополимеров.
ПРАКТИКА КАК ПРОДОЛЖЕНИЕ
ТЕОРИИ
Зная возможные механизмы
черствения, можно ввести в технологию
хлебопечения такие приемы, которые замедлят
старение хлеба. Таких приемов известно
уже немало. Расскажем о нескольких.
Чтобы продлить свежесть хлеба,
тесто надо подготовить к выпечке таким
образом, чтобы деструкция крахмала
благодаря воздействию ферментов и
органических кислот, накапливающихся при
брожении теста, прошла как можно глубже.
Длительное набухание клейковины и
крахмальных зерен в тесте благоприятно ска-
R-S-S
крахмал водородные связи
Схема превращений амнлопектнна в хлебе.
Макромолекулярные цепочки сжимаются при
черственни н распрямляются, связываясь
с водой, при нагреве
зывается на качестве хлеба, но в
современном крупномасштабном производстве
хлеба оно и экономически, и организационно
невыгодно*. В СССР, как и во многих
других странах, широко используются
ускоренные способы изготовления теста. Как же
сделать, чтобы и в этом случае хлеб
черствел медленно?
После обстоятельных исследований
было установлено, что интенсивная меха-
* Более подробно об этом рассказывалось
в интервью с заместителем директора
ВНИИХПа В. А. Паттом A982, № 1). — Ред.
14

ническая обработка теста даже при
кратком, от 60 до 90 мин, брожении позволяет
получить тесто, по всем свойствам и по
содержанию всех компонентов не хуже
контрольного, приготовленного
традиционным опарным способом за 5—5,5 часов.
Такой интенсивный замес способствует
быстрой пептизации крахмала и замедляет
его старение. Сложность заключается в
том, что конкретные параметры процесса
зависят от качества муки и рецептуры
изделий; кроме того, излишне энергичная
обработка приводит к дезагрегации
белков и резкому ухудшению качества (в том
числе и к убыстренному черствению).
Сейчас известно, что при ускоренном способе
наилучшая доза энергии — 30—40 джоулей
на каждый килограмм теста.
Помимо сугубо технологических
приемов есть и приемы биохимические; тут
главная роль принадлежит так называемым
улучшителям хлеба. К ним относят в
первую очередь ферментные препараты.
Во всякой муке есть амилолитиче-
ские ферменты, расщепляющие молекулы
крахмала. Но в одной партии муки их
много, в другой — мало. Вот и получается
хлеб то получше, то похуже. А
ферментные препараты позволяют четко
регулировать качество теста. Из применяемых
сейчас ферментов назовем амилорезин,
под действием которого молекулы
крахмала расщепляются более интенсивно;
скорость старения образующихся
«осколков» существенно замедлена. Под
действием другого фермента — амилосубтоли-
на образуются водорастворимые
углеводы — декстрины, которые
кристаллизуются медленно, благодаря чему хлеб
дольше сохраняет мягкость. Эти
препараты, таким образом, не только ускоряют
естественные процессы, которые
происходят при брожении, но и продлевают
свежесть хлеба на 3—4 часа.
Поверхностно-активные вещества
(ПАВ), способные адсорбироваться на
поверхности раздела фаз и снижать
поверхностное натяжение, также могут служить
улучшителями хлеба. Их свойства
достаточно разнообразны. Так, анионоактивные
ПАВ (преимущественно соли высших
жирных кислот) способны укрепить слабое
тесто, а неионогенные ПАВ (простые и
сложные эфиры многоатомных спиртов),
напротив, снижают прочность теста.
Наконец, есть еще фосфат иды растительного
и животного происхождения, ПАВ со
смешанными свойствами. И все это, заметим,
пищевые продукты.
Варьируя поверхностно-активные
вещества, можно получить тесто с хорошей
газоудерживающей способностью, а из
него выпечь пышный хлеб с мелкими
порами и тонкими стенками, что и требуется
для замедленного черствения. Заметим,
что отечественная промышленность
выпускает моно- и диглицериды жирных
кислот, которые уже применяются в качестве
улучшителей теста; особо хорошо они
маскируют черствение, когда их применяют
вместе с жирами.
Если предварительно замесить тесто,
а потом ввести ПАВ и энергично
перемешать, то в результате сильного
механического воздействия произойдет
расщепление крахмальных зерен и распад белковых
агрегатов. Поверхностно-активные
вещества, обволакивая образовавшиеся частицы,
создают как бы разделительные слои,
стабилизирующие структуру теста, а затем
и хлеба. Возможно, что ПАВ
дополнительно образуют комплексные соединения с
компонентами крахмала и белка. Во всяком
случае, у хлеба с такими улучшителями
черствение замедлено еще на 6—10 часов.
Наконец, хлебопекарная
промышленность стала использовать в последние годы
модифицированный крахмал, который
улучшает качество хлеба и тормозит его
черствение. Этот крахмал изготовляют из
обычного— картофельного, кукурузного и т. п.,
воздействуя на него окислителями. По
сравнению с исходным продуктом
модифицированный крахмал дает стабильные студни;
кроме того, благодаря окисленным
спиртовым и альдегидным группам он легче
вступает в реакции.
Если добавить к муке при замесе
теста всего 5% модифицированного
крахмала, свежесть хлеба будет продлена на 3—
4 часа. Причина — в укрепляющем
действии такого крахмала на клейковину.
Модифицированный крахмал сейчас
широко применяют на многих
хлебозаводах.
ЧТО МОЖЕТ БЫТЬ ЛУЧШЕ
УПАКОВКИ1
Для хлеба, пожалуй, ничего, ибо
хорошая, правильная упаковка — лучший
способ сохранения свежести. Материалы могут
быть разными, лишь бы прочность была
достаточной, а газо- и в л агоп рон и цае-
мость — низкой. Годится прозрачная
полиэтиленовая пленка, неплоха и
парафинированная бумага. В любом случае потери
влаги резко уменьшаются, а про улучшение
гигиенических свойств и говорить не
приходится. Хоть в руках неси такой хлеб,
хоть в портфеле с бумагами, хоть в авоське
с овощами...
Хлебопекарная промышленность
сейчас использует для упаковки полиэтилен
пищевых марок в виде пленки толщиною
30—40 мкм. Заворачивают в нее хлеб и
булки на специальных автоматах, которые
заодно и сваривают пленку герметично.
Расход материала невелик, процесс
быстрый — ив результате стоимость продукта
увеличивается незначительно. А экономия
хлеба благодаря более полному его
использованию весьма велика.
В некоторых странах упаковывают
практически весь выпекаемый хлеб.
Социологические исследования, проведенные в
нашей стране, показали, что не всем потре-
15

бителям нравится упакованный хлеб;
примерно половина предпочитает
неупакованный. Так что заворачивать в пленку весь
хлеб подряд нет смысла, однако, без
сомнения, упаковывать надо гораздо больше,
чем сейчас.
Во ВНИИ хлебопекарной
промышленности сравнивали, как долго сохраняется
свежесть нарезных батонов @,4 кг),
столовых батонов @,3 кг) и рижского хлеба.
Вот результат: 36 часов, если хлеб без
упаковки, от 4 до 5 суток, если он с упаковкой.
Прибор, который замеряет усилие нажима
на поверхность хлеба (вроде того, как мы
проверяем хлеб вилкой в булочной
самообслуживания), показывает, что через двое
суток неупакованный батон сжимается в
10 раз, а упакованный — только в 2,5 раза
хуже.
Немаловажно, что хлеб в упаковке
легко освежается и после трех суток
хранения: для этого достаточно нагреть его
в газовой духовке или на сковородке (если
он порезан на ломтики) при температуре
115—130°С в течение 5—15 минут. При
этом мякиш хлеба прогревается до
требуемых 65°С, становится очень мягким и
эластичным, да к тому же появляется аромат,
свойственный свежему хлебу.
Отечественные машиностроители
уже сделали машины, позволяющие
упаковывать хлеб любой конфигурации и
любых разумных размеров — от
пятидесятиграммовых булочек до подовых караваев
весом в килограмм. Стоимость упаковки
на каждое изделие не превышает двух
копеек. Зато выпуск хотя бы 30% хлеба в
упаковке позволяет (говоря точнее,
позволил бы) сэкономить в масштабах страны
около 100 тысяч тонн хлеба ежегодно.
Частично упаковку могут заменить
закрытые контейнеры для хранения,
перевозки и торговли хлебом. Они способны
продлить свежесть хлеба на 8—1 2 часов,
однако, к сожалению, их выпускают пока
явно недостаточно. И пожалуйста, не
пренебрегайте дома хлебницами с крышками:
они не дадут хлебу зачерстветь примерно
двое суток.
'***?

Приглашение
к столу
Если вы купили хлеба
чуть больше, чем надо (или
если съели чуть меньше* чем
предполагали), словом, когда
хлеб зачерствел, ему следует
найти кулинарное применение.
Нв твкой спучвй есть
множество рецептов. Вот лишь
некоторые: все они взяты из книги
if Хлеб в нвшем доме»,
вышедшей два года назад в
издательстве «Пищеввя
промышленность».
Гренки с омлетом.
Нарезать хлеб тонкими
ломтиками, поджарить на масле до
золотистого цвета. Масло
смешать с яйцами, посолить,
залить гренки, поджарить.
Подавая на стол, перевернуть,
чтобы гренки были сверху, и
посыпать укропом либо
петрушкой.
На 200 г хлеба — 4
яйца, 3 столовые ложки масла.
Гренки С брынзой.
Ломтики хлеба уложить на
противень, смазанный маргарином,
посыпать натертой брынзой,
положить несколько кусочков
масла и запечь в духовке.
На каждой гренок положить
по маленькой, из одного яйца,
глазунье. Поперчить, подавать
с кефиром или простоквашей.
На 200 г хлеба — по
столовой ложке маргарина и
масла, 2 столовые ложки
брынзы, 5 яиц.
Гренки с горохом.
Сваренный до мягкости горох
посолить, размешать и, слив
воду, протереть. Ломти хлеба
обжарить в масле, намазать
гороховым пюре и положить
сверху обжаренные кольца
репчатого лука.
На 200 г хлеба —
400 г вареного гороха, 2
столовые ложки маспа, луковица.
Луковый суп
по-армянски. Лук и чеснок крупно
нарезать, поджарить на масле,
положить в кастрюлю и залить
горячей водой. Посолить,
слегка поперчить, положить
лавровый лист и гвоздику, дать два-
три раза вскипеть. Сырые яйца
смешать с тройным
количеством холодной воды, влить в
бульон, остывший до
температуры парного молока, разме-
16

шать. Положить хлеб,
нарезанный ломтиками, закрыть
кастрюлю крышкой и слегка
подогреть. Когда хлеб хорошо
разбухнет, всыпать рубленую
зелень.
На 200 г хлеба — 1 л
воды, 4 луковицы, головка
чеснока, 4 столовые ложки масла,
2 яйца, зелень по вкусу.
Бульон с хлебными
клецками. Нарезать булку
кубиками, подрумянить в
духовке, смешать с поджаренным в
жире луком и рубленой
зеленью петрушки, добавить
жир, молоко, яйца, муку, соль,
перец и хорошо перемешать.
Слепить маленькие клецки,
опустить их в крутой
кипяток и варить, пока не всплывут.
Вынуть шумовкой, залить
горячим бульоном.
На 200 г булки —
3/4 стакана молока, 2 яйца,
большая луковица, по 2
столовые ложки жира, муки
и-зелени петрушки.
Рассольник с хлебными
корквми. Корки мелко
нарезать, добавить нарезанный
репчатый лук, зелень петрушки,
соленые огурцы; посолить и
поперчить. Залить кефиром
или простоквашей.
На 200 г корок — 8
больших луковиц, 2—3 соленых
огурца, 1 л кефира или
простокваши.
Из писем
В редакцию
Аэрофлоту
нужна
посуда!
Каждый год самолеты
гражданской авиации нашей
страны перевозят миллионы
пассажиров. Мы, работники
Аэрофлота, стараемся
сделать все, чтобы пассажиры
во время рейсов чувствовали
себя удобно. Правда,
обслуживание на борту самолета
иногда вызывает
недовольство. Одна из причин, как ни
странно, заключается в
бортовой посуде.
Сейчас мы подаем еду
и питье в пластмассовой
посуде так называемого многора-
Крутоны с яйцами. Хлеб
нарезать ломтиками, залить
теплым молоком. Когда хлеб
размокнет, добавить яйца,
муку и тщательно перемешать.
Массу разделать на колбаски,
обвалять в сухарях и обжарить
со всех сторон на масле или
маргарине. Подавать со
сметаной.
На 200 г хлеба — стакан
молока, 3 яйца, 3 столовые
ложки муки, 2 столовые ложки
сухарей, столовая ложка масла
или маргарина.
Трескв с гренками.
Поджарить ломтики хлеба на
маргарине или на растительном
масле. В глубокую сковороду,
смазанную маслом, налить
немного майонеза, уложить
слоями гренки, отварное тресковое
филе и лук. Залить майонезом
и запечь.
На 200 г хлеба —
300 г филе, полстакана
майонеза, 2 столовые ложки
растительного масла, луковица.
Шарлотка с творогом.
Взбить яйца с молоком,
смочить ломтики хлеба. В творог
добавить немного молока,
протереть через сито,
добавить сухари, сахар и муку.
Смазать форму маслом, на дно
положить хлеб, затем слой
творога, слой хлеба и т. д. На
верхние ломтики хлеба
положить кусочки масла или мар-
эового пользования, то есть в
стаканах и тарелках, которые
после мытья используют
вновь. В результате даже такое
простое дело, как раздача
фруктовой или минеральной
воды, становится проблемой.
Напитки поступают к нам в
обычных стеклянных бутылках,
их надо разлить по стаканам,
потом стаканы следует вымыть,
высушить, вновь наполнить...
Еще больше забот с посудой
для дальних рейсов, во время
которых пассажиры завтракают
или обедают. Посуду получаем
перед полетом, проверяем,
чистая ли, после рейса сдаем
грязную в цех бортпитания.
Все эти хлопоты отнимают
много времени, которое
следовало бы уделять не посуде,
а пассажирам.
Аэрофлоту нужна
посуда одноразового пользования,
легкая, не требующая мытья,
из современных материалов.
Такую посуду можно
выбрасывать после окончания
полета в специальные контейнеры,
а затем, вероятно, отправлять
на вторичную переработку.
Мы обращаемся через
журнал «/имия и жизнь» к
гарина, посыпать сахарным
песком, запечь в не очень
горячей духовке.
На 200 г хлеба —
500 г творога, полстакана
молока, столовая ложка муки,
3 ложки песку (из них 2 для
творога), 2 яйца, 2 столовые
ложки масла или маргарина.
«Бедный рыцарь». Батон
или булку нарезать
ломтиками, обмакнуть в болтушку из
молока, яиц и муки, обжарить
на масле до румяной корочки,
посыпать сахаром.
На 200 г хлеба — стакан
молока, 2 яйца, половина
столовой ложки муки, по 2
столовые ложки масла и сахарного
песка.
Пирожное if картошка».
Сухари из пшеничного хлеба
подсушить и горячими
провернуть через мясорубку.
Размешать масло с яйцом и сахаром,
добавить вино, охлажденную
массу из сухарей и молоко.
Смешать, сформовать
«картошки»), обвалять в какао и
измельченных орехах, выложить
на блюдо. Не печь!
На 2,5 стакана толченых
сухарей — стакан молока,
100 г ^асла, яйцо, полстакана
сахарной пудры, 2 столовые
ложки вина (или коньяка),
орехи и какао для обсыпки.
нашим пассажирам, среди
которых, конечно же, есть и
химики и технологи; пожалуйста,
ускорьте разработку и
изготовление такой посуды. Вряд
ли эта проблема относится к
технически сложным...
Бортпроводницы
Т. ВИНОГРАДОВА,
И. ОВЧАРОВА,
В. ПЕТРЕНКО,
А. ШЕЙНИНА
От редакции. В этом
году редакция газеты
«Воздушный транспорт» провела
совещание, на котором
присутствовали представители ВПО «Со-
юзпластпереработка», НПО
«Пластик», завода «Полимер-
контейнер», Управления
организации перевозок
гражданской авиации, работники
столичных аэропортов Внуково
и Домодедово. Участники
совещания обсуждали
один-единственный вопрос — тот
самый, о котором пишут в
редакцию бортпроводницы.
Надеемся, что при поддержке
таких авторитетных
организаций проблема будет решена
в самое короткое время.
17

Технологи,
внимание!
Ускорители
в Одесском
порту
Два года назад на
Одесском портовом элеваторе
начала работать первая в мире
опытно-промышленная
установка для радиационной
дезинсекции зерна, созданная
Институтом ядерной физики
СО АН СССР и Всесоюзным
научно-исследовательским
институтом зерна и продуктов его
переработки. Об этом «Химия
и жизнь» A982, № 6, с. 49) уже
давала короткую информацию.
Теперь сообщаем
подробности.
Установка состоит из
двух одинаковых
технологических линий
(производительностью 200 т зерна в час
каждая), которые могут работать
вместе и отдельно. Из
корабельного трюма транспортер
подает зараженное
вредителями зерно на черпаковый
подъемник, который
доставляет его в приемный бункер
емкостью около 10 м3. В бункере
специальное устройство
отделяет крупные механические
примеси.
Вытекающий из бункера
поток зерна разгоняется и
проходит камеру облучения со
скоростью 6 м/с, получая дозу
от 20 до 40 крад. В качестве
источников излучения
использованы ускорители электронов
ЭЛВ-2 с энергией
электронного пучка 1,4 МэВ и мощностью
20 кВт.
Пройдя аспирационную
камеру, из которой
отсасывается пыль и мелкие примеси,
поток облученного зерна
попадает в демпфирующий бункер,
а оттуда транспортеры
отправляют его в элеватор.
Нео6лученное зерно в элеватор
попасть не может: при
отключении ускорителя поток
автоматически перекрывается.
Установка смонтирована
в башне высотой 26 м. Для
биологической защиты
предусмотрены массивные
бетонные стены и свинцовые плиты,
надежно перекрывающие
18
рентгеновскому излучению все
пути наружу. Дистанционный
пульт управления установкой
вынесен в отдельное здание.
«Атомная энергия»,
1982, № I, с. 57—59
Аэрозоли
ДЛЯ ЦЫПЛЯТ
Биостимуляторы —
витамины, гормоны, ферменты,
антибиотики, тканевые
препараты — заметно повышают
продуктивность
сельскохозяйственных животных и птиц,
позволяют уменьшить расход
кормов. Особенно
эффективны тканевые препараты,
которые готовят из свежей
селезенки крупного рогатого скота,
добавляя немного агар-агара.
Тканевые препараты с
успехом применяют при
откорме коров и свиней, причем при-
Технологнческая лнння
радиационной дезинсекции
зерна
прием
весы животных, получающих
биостимуляторы, на 5—7%
выше, чем у контрольных.
Однако в птицеводстве они до
сих пор не нашли широкого
применения, прежде всего
потому, что не было достаточно
надежного способа введения
добавки: накормить
биостимулятором поодиночке десятки
тысяч птиц практически
невозможно. Лишь недавно во
Всесоюзном
научно-исследовательском ветеринарном
институте птицеводства (Ленинград)
был разработан аэрозольный
метод применения а г аро
воткан евого препарата (АТП),
позволяющий подкармливать
сразу несколько тысяч птиц.
Аэрозоли АТП
распыляют в выводном инкубаторе и
специальной камере
инкубатория с помощью генератора
САГ-1. При этом препарат
равномерно распределяется по
всему объему, и его
концентрация достигает 5 мл на кубометр
воздуха. Таким образом, все
обитатели инкубатория (до
30 тысяч цыплят) получают
одновременно ценный
биостимулятор. Благодаря биостимули-
рующему действию препарата
прирост живой массы увеличи-
нын буннер
ускоритель ЭЛВ 2
>
*
датчини уровня ^^-^
зерна ~~РЧ
V 5
т I воздух »»^|[ |
! vi
^г подьемнин 1
задвнжна
О
аспирационная намераг
наная разгонки зерна
радиатор водяного охлаждения
^
У*к
I ВОДЫ
холодная вода
«Ф
обработанное зерно

вается на 6—8%, а потери
птицы от инфекций уменьшаются
на 2—4%.
В инкубаториях
бройлерных хозяйств были
проведены производственные
испытания аэрозолей АТП на
полумиллионе цыплят. Теперь
можно уже говорить об
экономическом эффекте, который
дает новый метод. При
средней массе одного бройлера
1,4 кг от тысячи птиц с
помощью аэрозольных
биостимуляторов можно получить
дополнительно 50—60 кг
мяса. Если же учесть уменьшение
потерь при выращивании, то
эффект составляет около
170 руб. на тысячу
обработанных цыплят.
И еще одна несложная
арифметическая выкладка. Из
одного килограмма селезенки
можно приготовить литр АТП.
Литра достаточно для
обработки 120 тысяч бройлеров,
иными словами, литр препарата
обеспечивает прибавку 6 тонн
мяса.
Доктор ветеринарных наук
В. Д. Соколов,
Н. Л. Андреева, П. А. Степанян
Банк
защиты
растений
Республиканский
сельскохозяйственный
вычислительный центр Министерства
сельского хозяйства
Молдавской ССР ведет подготовку к
созданию
специализированного банка данных по защите
растений. В банке
предполагают хранить агротехническую,
агрометеорологическую,
экономическую и прочую
информацию, позволяющую с
помощью ЭВМ принимать
оперативные меры по защите
полей, садов и виноградников от
вредителей, болезней и
сорняков.
«Защита растений»,
1982, № 1
Рога
и копыта
В Киевском
технологическом институте пищевой
промышленности создан новый
кормовой концентрат на
основе рогов и копыт — это сырье
гидролизуют под давлением
мочевиной и сернокислым
натрием. Приготовленную
таким способом муку
скармливали свиньям и установили,
что новый концентрат хорошо
усваивается и обладает
высокой биологической ценностью.
В мышцах животных,
получавших муку из рогов и копыт,
больше, чем обычно,
гликогена, протеина и аминокислот.
«Известия вузов.
Пищевая
промышленность»,
1982, № 1, с. 31, 32
Творожная
линия
Во Всесоюзном научно-
исследовательском институте
молочной промышленности
создана автоматизированная
линия, которая за час
перерабатывает в творог 2500 л
молока. В основе технологии —
биохимическое сквашивание
молока чистыми культурами
молочнокислых бактерий,
нагрев и обезвоживание сгустка
в потоке.
«Молочная
промышленность»,
1982, № 6, с. 33—35
Что можно
прочитать
в журналах
О новых сортах озимой
пшеницы, дающих устойчивые
урожаи при различных
погодных условиях («Селекция и
семеноводство», 1982, № 5,
с. 23—26).
О противоэррозионной
защите виноградников
(«Садоводство, виноградарство и
виноделие Молдавии», 1982,
№ 5, с. 5—11).
О хранении семян
подсолнечника в регулируемой
газовой среде («Масло-жировая
промышленность», 1982, № 6,
с. 5—8).
О хранении чайного
листа с помощью селективных
газообменных мембран
(«Субтропические культуры», 1982,
№ 2, с. 75—77).
О применении сорби-
новой кислоты против
болезней картофеля («Картофель и
овощи», 1982, № 5, с. 8, 9).
О предпосадочной
обработке картофеля в
электрическом поле («Картофель и
овощи», 1982, № 6, с. 15).
Об использовании
инфракрасных
спектрофотометров для определения качества
зерна, кормовых трав и семян
масличных культур
(«Агрохимия», 1982, № 6, с. 112—114).
О влиянии добавок
марганца, кобальта, бора и
молибдена на урожай и качество
зеленой массы гороха
(«Сельское хозяйство Белоруссии»,
1982, № 6, с. 22).
Об агрохимической
ценности сточных вод
гидролизного производства
(«Гидролизная и лесохимическая
промышленность», 1982, № 4, с. 13).
О флуоресцентных
дозиметрах для контроля
лечебной дозы при аэрозольной
вакцинации животных
(«Механизация и электрификация
сельского хозяйства», 1982,
№ 6, с. 19—21).
О хранении
охлажденных продуктов («Холодильная
техника», 1982, № 4, с. 53—57).
Об использовании
молочной сыворотки в
хлебопекарном и кондитерском
производстве («Молочная
промышленность», 1982, № 5,
с. 25—27).
О переработке
черствого хлеба и дробленого зерна
(«Хлебопекарная и
кондитерская промышленность», 1982,
№ 5, с. 13, 14).
Об использовании
сапропеля для выращивания
моллюсков — естественного
корма для рыбы («Рыбное
хозяйство», 1982, № 5, с. 41).
Об оптимальных
параметрах машин,
предназначенных для транспортировки и
внесения жидких удобрений
(«Трактора и сельхозмашины»,
1982, № 6, с. 29, 30).
О хромированной жести
для консервных банок
(«Консервная и овощесушильная
промышленность», 1982, № 6,
с. 22—24).
19

com советских
Бакинские
миллионы
ЗАМЕТКИ О РАБОТАХ И
РАБОТЕ
ВНИПИГаза
НЕСКОЛЬКО СЛОВ
О СВОБОДЕ
ТВОРЧЕСТВА
И ПЛАНИРОВАНИИ
НАУКИ
В старом хорошем фильме «Девять
дней одного года», вошедшем в число
классических лент нашего кино, в
качестве примера бюрократического подхода
к научному поиску приводится пункт
квартальных обязательств: открыть к
такой-то дате еще одну элементарную
частицу. Далее, если авторам заметок не
изменяет память, следует эффектный монолог
Смоктуновского о глупости. Планировать
поквартально открытия лептонов и б ар
ионов и впрямь нелепо, однако если вложить
в ту же ядерную физику вдвое-втрое
больше средств, то вероятность
открытий — в том числе и каких-нибудь
частиц — возрастает. И эти открытия в
конце-концов наверняка принесут
практическую пользу.
Но дополнительные средства в
физику элементарных частиц можно вложить,
Окончание. Начало — в N2 10.
лишь сократив расходы на биологические,
или медицинские, или технологические,
или астрономические исследования, в
которых добавочные вложения тоже
принесут добавочный результат. Так что не
планировать вообще не менее нелепо.
Порою слышишь: в науке, как и в
искусстве, нельзя работать по заказу. Не
знаем. Микеланджело и Леонардо да
Винчи, Джузеппе Верди и Михаил
Иванович Глинка назначенных сроков сдачи
творческой продукции, как правило, не
срывали...
Вдохновение вдохновением, а время
и денежки считать надо, никуда не
денешься. Вопрос в ином: как считать — об этом
спорят и спорят.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ.
О ТОМ,
КАК ПОЛУЧИТЬ ПЯТЬ РУБЛЕЙ
С ВЛОЖЕННОГО РУБЛЯ,
ЧТОБЫ НЕ ВЫЛЕТЕТЬ В ТРУБУ
В ХОЗРАСЧЕТНЫХ
БАТАЛИЯХ
Рассказывает заместитель директора
ВНИПИГаза по науке и координации научно-
исследовательских работ Рауф Израилевич
Криман:
— Наш институт недавно перешел на
новую форму организации научных
исследований, новую форму
взаимоотношений с промышленностью, с
предприятиями, для которых мы ведем
исследования. Это система заказов-нарядов.
Что такое заказ-наряд? ВНИПИГаз
получает от министерства задания,
связанные с развитием газовой
промышленности. Есть задания, которые необходимо
выполнить для целевых комплексных
программ; есть конкретные задачи, которые
ставят перед нами газопромысловые,
газоперерабатывающие предприятия. В
начале года все задания собираются в
институте.
Разумеется, мы не можем за все
научные и технологические проблемы отра-
20

ели взяться сразу. Институт располагает
определенными возможностями —
кадрами, оборудованием, опытным
производством. Одного желания сделать как можно
больше — мало. У нас есть твердые
финансовые рамки: за год вместе с
опытным заводом нам надо выполнить работы
на 2 миллиона 250 тысяч рублей. Мы
набираем этот объем, руководствуясь
прежде всего важностью той или иной
проблемы для народного хозяйства. За тем,
чтобы исследования не дублировались, следит
особое подразделение института —
лаборатория координации.
Технологическая лаборатория,
которая будет проводить то или иное
конкретное исследование (создавать новое
вещество, разрабатывать новый процесс,
регламент, рекомендацию), составляет вместе
с заказчиком заказ-наряд на предстоящую
работу; определяется долевое участие
заказчика и исполнителя; плановый отдел
выдает сметную стоимость разработки —
в рублях.
Откуда берутся деньги? Их дают
заказчики. 25% подсчитанной суммы
предполагаемого экономического эффекта от
выполненной институтом работы — аванс,
который выдается институту.
Разумеется, есть у нас работы, где
мы не рассчитываем на прямой
немедленный эффект в рублях. Это
исследования по нормам и стандартам,
разработка экономических вопросов, наконец,
решение экологических проблем —
экономисты пока не научились точно
подсчитывать выгоды, получаемые от сохранения
окружающей нас среды. А пора бы, между
прочим.
В общем, нам надо покрыть расходы
на «безэффектные» темы. И потому 80%
наших работ должны давать экономический
эффект. И не какой-нибудь, а на каждый
вложенный рубль — пять рублей прибыли.
Затратили 100 тысяч рублей на
исследование — должны получить эффект в
полмиллиона.
Почему так много? Иной раз
лаборатория может биться над темой
год-другой и в результате ничего не сделать.
Трудности есть не только в
исследовательской сфере: иные заказчики порою как
черт ладана боятся экономического
эффекта — как бы им не увеличили планы.
Так что нам иногда противодействует не
только неживая материя. Все это надо
учитывать, на все это нужно иметь резерв.
Отсюда и жесткое требование: на рубль —
пять!
К этой своего рода исповеди
экономиста надо бы добавить вот что. В условиях
напряженных хозрасчетных баталий, в
которых недолго вылететь в трубу, если не
умеешь, или не любишь, или ленишься
считать деньги, траченные на науку и
добытые с ее помощью, складывается новый тип
научного работника, исследователя,
связанного с практикой не только целями
Емкость со змеевиком для пара — вот
н весь мннн-конденсатоперерабвтыввющнй
завод» созданный во В НИ ПИ Газе для
якутских газодобытчиков
своего научного поиска, но и крепкими
экономическими узами.
Он, такой научный работник, должен
быть не только сильным, широко
образованным, пытливым исследователем, но и
энергичным деловым человеком, знающим
промышленность, умеющим вести
переговоры, спорить, доказывать.
Он должен, когда нужно, без
трепета войти в кабинет высокого
министерского начальства, суметь отстоять позицию
своей лаборатории, своего института на
газовом промысле, на заводе.
Он должен быть таким, как завлабы
ВНИПИГаза, с которыми мы уже знакомы и
с которыми нам еще предстоит встретиться.
НЕСКОЛЬКО СЛОВ
О НАУЧНОМ ЗАДЕЛЕ
В науке без задела нельзя. Даже там,
где перед лабораторией стоят сугубо
утилитарные задачи, исследователь должен
иметь за душой несколько свежих идей,
проверенных лабораторным
экспериментом. Иначе трудно ждать оригинальных и
эффективных решений.
Во ВНИПИГазе же 80% исследований
должны заканчиваться немедленным
экономическим эффектом. И все же поисковые
исследования идут и здесь. В лаборатории
химических средств защиты газопроводов,
например, проведен сложный и изящный
синтез алифатических нитрилов жид ко
фазным окислительным аммонолизом
парафиновых углеводородов, о котором
докладывалось на Менделеевском съезде в Баку.
Найдено и практическое применение
продуктам реакции — это эффективная
сырьевая база для получения азотсодержащих
биоцидов.
Скрепя сердце в институте могут
подождать прибытка от этой или иной работы
три-четыре-пять лет. Но не больше.
Иначе — в трубу.
Мы стараемся быть деловыми
людьми. Это необходимо. Но в этом
стремлении нередко узкий практицизм застилает
21

нам глаза. Эффект через семь лет?
Великолепная технология за пределами
пятилетки? Зачем? Срабатывает насред-
диновское: либо я помру, либо шах, либо
ишак... Нет, подход этот не деловой,
скорее деляческий. И в самых острых
хозрасчетных баталиях опытный,
прозорливый экономист, организатор науки должен
изыскать резерв для неспешных, глубоких,
вдумчивых исследований без мгновенного
практического выхода. На будущее, на
перспективу, в задел.
В науке без задела нельзя. Иначе —
опять же в трубу...
ГЛАВА ПЯТАЯ. О РАБОТЕ,
КОТОРАЯ НЕ СУЛИТ СКОРОГО
ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
И ТЕМ НЕ МЕНЕЕ
ПОЛЬЗУЕТСЯ ПОДДЕРЖКОЙ И
ПРИЗНАНИЕМ
Среди примесей, которые
содержатся в природном газе, одна из самых
неприятных — сероводород. Его много:
в разных месторождениях от 3 до 25%.
И оставлять его в трубе нельзя, это
равносильно тому, что заливать в нее
кислоту.
Очистка газа от сероводорода —
процесс сложный, металлоемкий и
энергоемкий, капризный и, увы, недостаточно
эффективный. Сначала газ пропускают
через абсорбент, как рассказано в первой
главе этих заметок. Сероводород
растворяется в жидкости. Затем в десорбере
абсорбент отделяется и вновь
возвращается на абсорбцию. А освободившийся
сероводород сжигают в печах Клауса при
температуре свыше 1000°С и получают серу
и воду.
Эта многоступенчатая технология
полна внутренних противоречий. Сначала
джинна с помощью абсорбции, расходуя
огромное количество энергии, загоняют в
бутылку, потом на стадии десорбции, с
такими же затратами, выпускают.
Очистка природного газа — больное
место газоподготовки. Ею много
занимаются, ее постоянно совершенствуют. Но это
лишь полумеры, частные решения,
способные лишь несколько смягчить трудности,
но не устранить их совсем.
А как устранить — предложено в
лаборатории переработки природного газа
и конденсата с использованием
электрических разрядов. Руководит лабораторией
кандидат технических наук Фарида Алиев-
на Теймурова, или просто Фарида-ханум,
как называют ее в институте.
Вот в чем заключается идея Теймуро-
вой. Довольно мягкий коронный разряд
(в лаборатории его получают с помощью
обычных бытовых озонаторов) заряжает
дипольные молекулы сероводорода:
H2S— H2S' ^(H2S>;.
При нейтрализации одного из ионов
выделяется энергия, достаточная для
расщепления этого комплекса и для
разложения сероводородных молекул на водород и
серу.
Процесс идет: 1) в одну стадию;
2) со стопроцентным выходом; 3) со
смехотворным (против существующего)
расходом энергии; 4) при комнатной
температуре; 5) с получением элементарной
серы и другого не менее ценного
продукта — водорода; 6) без отходов, а
значит, без загрязнения окружающей
среды.
И это не голая идея, не результат,
полученный в стекле, в тепличных
лабораторных условиях. В Мубареке, на
тамошнем злом газе с 5% сероводорода уже
работает — в металле! — пилотная
установка мощностью 20—25 кубометров
перерабатываемого газового сырья в час.
Если только один Мубарекский завод
перевести на газоочистку электрическим
разрядом, годовой экономический эффект
составит 1,5 миллиона рублей. Причем в
этих предварительных выкладках не учтена
стоимость получаемого попутно водорода.
Можно продолжить счет прибылям от
новой идеи, если обратиться от газовой
промышленности к нефтепереработке, к
очистке нефтей от серы и ее соединений —
ведь каталитические процессы в
нефтехимии и нефтепереработке смертельно
боятся серы.
У работы Фар иды Алиевны есть и
более высокая, можно сказать,
научно-философская ценность. Вместо грубого
теплового воздействия на химический или
физико-химический процесс использовано
воздействие тонкое, глубоко селективное,
вместо стрельбы по площадям —
прицельный огонь.
А теперь вновь вернемся к
экономическим эффектам. Когда-то они еще будут
получены? Наверняка за пределами
текущей пятилетки. Внедрение принципиально
новых технологий — процесс долгий.
По насреддиновскому счету, силы
лаборатории Теймуровой надо было бы бросить на
что-то сулящее живые рубли уже
сегодня. К счастью, этого не произошло.
НЕСКОЛЬКО СЛОВ О САМОДЕЛКАХ,
САМОСНАБЖЕНИИ И ДРУГИХ
ИЗДЕРЖКАХ
НЫНЕШНЕЙ
ОРГАНИЗАЦИИ ИССЛЕДОВАНИИ
Разные науки по-разному зависят от
материальных факторов, лежащих вне их
сферы. Философу, лингвисту, математику
порою достаточно чистой тетради,
карандаша да ясной головы. Физику, химику,
биологу нужны сверх того приборы, порою
уникальные; реактивы и материалы, порою
труднодоступные; и все это может
потребоваться внезапно, сегодня, завтра, вне
всякого плана. Недаром в институтах и
лабораториях не меньше, чем ученые с
оригинальными идеями, ценятся механики,
стеклодувы, прибористы с золотыми рука-
22
I

ми, снабженцы, способные в кратчайшие
сроки, что называется, из-под земли
достать нужное сегодня.
Вспомним весьма богатую (о чем
рассказано в первой части этого очерка) идею
кипящих арбузов, родившуюся и
реализованную в лаборатории Алекперова.
Ее обсчитали на бумаге, проверили в стекле,
не встретили ни малейших возражений
против проверки на промышленных
установках. Но достать сотни тысяч
полипропиленовых шариков, а главное, придать им
нужную для эффективной абсорбции
конфигурацию должны были сотрудники
лаборатории.
Для установки с коронным разрядом
Теймуровой нужен электрический
изолятор, надежно работающий при давлении
десятки атмосфер. В отрасли такого
изолятора нет, и Фарида Алиевна, отчаявшись
найти столь нужный ей предмет,
спрашивала у далеких от техники
корреспондентов, нет ли у них каких-нибудь случайных
сведений о стойких электрических
изоляторах.
Мы живем в плановом обществе,
плановые начала — залог огромных
успехов нашей экономики. И потребности науки
тоже можно и должно планировать.
Только порою получается, что нужный
сегодня изолятор станет доступным для
лаборатории лет через пять, когда и шах, и
ишак, увы... Начиная работу по только что
оформленному заказу-наряду, обычную
технологическую работу с ясными целями и
средствами, исследователь не всегда
твердо знает, какие реагенты, какие
исходные вещества ему потребуются.
Институт должен разработать и наработать
несколько килограммов ингибитора
стоимостью несколько сот рублей за тонну.
Но чтобы сделать это, готов платить
тысячи за дешевые исходные вещества.
Лишь бы достать. Не через пять лет —
по предварительной заявке, по плану, а
сегодня — когда нужно.
В условиях оперативной и четкой
работы по заказам-нарядам самоделки,
самоснабжение — очевидный анахронизм,
очевидный тормоз в работе. Впрочем, это
беда не одного ВНИПИГаза.
ГЛАВА ШЕСТАЯ. О ТОМ,
КАК ИССЛЕДОВАТЕЛИ
ОБРАТИЛИСЬ К ДЕДОВСКИМ МЕТОДАМ
ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО
СЫРЬЯ,
ЧТО, ПО ИХ МНЕНИЮ,
ТОЖЕ
неплохой научный результат,
коль скоро
экономический эффект налицо
Ставшая уже банальной, но не
потерявшая актуальности цепочка
рассуждений. Природа мало позаботилась о том,
чтобы с прятать свои клады в досту п ных
и удобных для добычи местах. Газ
добывают на сибирском Севере и в
пустынях на юге Средней Азии, куда нелегко
забрасывать оборудование, машины,
горючее. Добывая энергетическое и моторное
топливо, отправляя его за тысячи
километров потребителям, газодобытчики в то
же время сами испытывают острый
топливный голод. Всего две цифры: в Якутию,
на тамошние газовые промыслы возят
дизельное топливо для котельных по 120
рублей за тонну, бензин для автомобилей —
по 225 рублей за тонну. Не надо думать,
что это какие-то особые сорта горючего,
бензин самый обычный — А-76. За морем
телушка — полушка... Эти рассуждения не
теряют смысла, когда речь идет о более
доступных месторождениях — на Украине,
под Оренбургом, под Астраханью.
Горючее возят и сюда. Между тем, все эти
месторождения содержат великолепное
сырье для получения топлива — и
котельного и моторного — газовый конденсат.
Сейчас главная техническая
тенденция в переработке углеводородного сырья
(прежде всего нефти) — ее углубление,
более тонкое фракционирование, создание
мощных и сверхмощных установок.
Углубленная переработка семи миллионов тонн
нефти в год на одной установке —
это уже реальность. Но строить такие
гиганты можно далеко не везде. В главных
нефте- и газодобывающих районах, местах
отдаленных, труднодоступных, это сегодня
практически невозможно. Но в этих-то
местах и испытывают особенно остро
нехватку горючего.
Авторы этих заметок были в Новом
Уренгое как раз в те дни, когда там было
получено первое горючее в построенной
на месте газодобычи конденсатоперера-
батывающей ректификационной установке,
и видели, как водители не без гордости
заливали в свои машины первое
уренгойское горючее.
Однако даже сравнительно простая
ректификационная установка,
обеспечивающая топливом северный промысел, не
может быть построена и пущена в первый
год его освоения. Когда якутские
газодобытчики поставили перед ВНИПИГазом
задачу создать конденсатоперерабатываю-
щую установку, им нужна была еще более
простая технологическая схема, которую
можно было бы слепить, что называется,
из подручных средств.
Рассказывая о техническом задании,
которое в 1977 г. выдал институту Якут-
газпром, Роза Багировна Алиева, кандидат
химических наук, глава лаборатории по
переработке и использованию газового
конденсата, употребила чисто
азербайджанский образ: «Они хотели меду из ничего».
Далекое якутское месторождение
«Местах» этот мед получило. В
лаборатории Алиевой была создана установка под
названием мини-КПЗ «Мастах». КПЗ — кон-
денсатоперерабатывающий завод. Это
действительно завод, потому что он
перерабатывает за год тысячи тонн конденсата.
Он «мини», потому что весь завод пред-
23

ставляет собою, попросту говоря, большую
стальную бочку. В бочке змеевик, по
которому идет пар. Тепла пара хватает, чтобы
отогнать легкие фракции конденсата и
получить неплохой бензин марки А-76. А в
остатке — мазут, легкое котельное
топливо.
Примитив? Возвращение к дедовским
методам переработки углеводородного
сырья? Безусловно. И это обстоятельство
чуть не поставило крест на дешевом,
простом, но сулящем большие выгоды
проекте. Мини-завод все же был построен,
легко пущен и стал давать продукцию: мед из
ничего! И себестоимость полученного
бензина оказалась всего-навсего 32 руб. за
тонну — в семь раз дешевле привозного.
И скупо рассчитанный экономический
эффект (только по экономии на ввозе
котельного топлива и горючего, без учета
сохранения леса, который прежде шел на
отопление) составил 1,3 миллиона рублей.
Когда же все-таки будут созданы
настоящие методики для подсчета
экономических эффектов?..
И В ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЕЩЕ НЕСКОЛЬКО СЛОВ
О МЕСТНОМ КОЛОРИТЕ
Наш рассказ о ВНИПИГазе подходит к
концу, хотя мы не успели рассказать и о
половине его лабораторий. Но место в
журнале ограничено, а общая картина
деятельности института у читателя уже, вероятно,
сложилась.
Институты — как люди. Внешне,
конечно, одни могут быть похожи на другие.
Но всегда есть и нечто свое, глубоко
индивидуальное. Нам приходилось уже
говорить о глубоких корнях сегодняшней
азербайджанской науки, о ценности опыта,
накопленного многими поколениями
бакинских нефтяников и специалистов по
природному газу. Этот опыт, эти знания и
навыки в обращении с нефтью и газом —
народное достояние, его надо бережно
хранить, развивать, использовать с
максимальным эффектом.
И так же бережно, с максимальным
эффектом надо использовать природные
ресурсы республики. Давние слова
Менделеева о нефти и ассигнациях,
повторенные где-нибудь в Москве или Тюмени,
нередко воспринимаются как трюизм. Однако
в Баку эти слова звучат сегодня совсем
свежо. Ведь бакинская нефть, поившая
некогда всю страну, кончается. Она
составляет сегодня лишь малую струйку
общесоюзной нефтяной реки. А нефть здесь
уникальная. Достаточно еще раз упомянуть
содержащиеся в ней природные
нафтеновые кислоты, продукт миллионнолетней
эволюции вещества в земных недрах,
обладающий единственным в своем роде
спектром только ему присущих свойств.
Но, к сожалению, сегодня
нафтеновые кислоты разбазариваются,
используются там, где можно использовать
гораздо более простые и общедоступные
соединения. И вся бакинская нефть, и весь
здешний газ продолжают расходоваться
точно так же, как углеводородное сырье
Средней Азии или Сибири. Разумен ли
такой подход, не стоит ли не столь уж
огромные ресурсы нефти и газа
республики направлять только в нефтехимию,
только в газохимию, чтобы завтра не тащить
сюда химическое сырье за тридевять
земель?
Об этом думают и говорят во
ВНИПИГазе многие.
А еще думают здесь о том, как
увеличить местные ресурсы углеводородного
сырья. Об одной интересной возможности
нам рассказал Рустам Абульфазович Баги-
ров, кандидат технических наук,
заведующий лабораторией адсорбционных
процессов.
«Лес скважин» — затрепанный
литературный штамп — в совершенно
натуральном виде возникает перед глазами
каждого, кто хоть раз подлетал к Баку
на самолете или проезжал по его
окрестностям на автомобиле. Самый настоящий
лес, в котором вместо сосен или дубов
растут ажурные металлические башенки.
Сегодня это скорее декорация, чем
индустрия, нефти тут — капля. Но зато грунт,
на котором стоит этот лес, весь пропитан
нефтью, как губка.
Здешние битуминозные породы
можно добывать дешевым открытым способом,
экскаваторами. И алюмосиликатные
катализаторы для полного извлечения
углеводородов, уже изученные в лаборатории
Багирова, тоже недороги...
ВНИПИГаз — институт
ведомственный. Но не узковедомственный.
Здесь считают сегодняшние деньги.
Но думают и о том, что придется считать
завтра.
Д. АНДРЕЕВ, М. ЮЛИИ,
специальные корреспонденты
«Химии и жизни»
24

Проблемы и методы
современной науки
Увидеть невидимое
О ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ
И ЛЮМИНЕСЦЕНТНОМ АНАЛИЗЕ
Кандидат химических наук
Н. Н. БАРАШКОВ
Наверное, эта история вам знакома,
однако примите извинения и выслушайте
еще раз.
Продавалась картина. По
утверждению владельца,— кисти Айвазовского.
Аргументы очевидны: во-первых, манера
письма, во-вторых, подпись в углу полотна.
Эксперт подтвердил возраст картины.
И все же в окончательном заключении
значилось: подделка. Чтобы выяснить это,
достаточно было применить один из
простейших приемов люминесцентного
анализа — осмотр в ультрафиолетовых лучах.
Рядом с подписью якобы Айвазовского
оказалась еще одна, невидимая при обычном
освещении.
История не выдумана — она случилась
в 1928 г., а картина называлась «Бурное
море»...
Прежде чем продолжить разговор о
практической пользе метода, особенно в
тех случаях, когда надо увидеть невидимое,
напомним, что такое люминесценция и
люминесцентный анализ.
СВЕТИТ, НО НЕ ГРЕЕТ
Лампа накаливания светит и греет
одновременно: энергия теплового движения
атомов и молекул превращается в энергию
излучаемого света. При люминесценции
ничего подобного не происходит.
Напротив, лишь то свечение, которое не
связано с тепловым испусканием лучей, имеет
право называться люминесценцией.
Откуда же физические тела черпают
энергию для такого свечения? Из
химических реакций (хемилюминесценция), из
электрических разрядов
(электролюминесценция), наконец, из поглощаемого
света (фотолюминесценция). Соответственно
люминесцирующие тела бывают хеми-
люминофорами, электролюминофорами и
фотолюминофорами. В анализе, которому
преимущественно и посвящена статья,
чаще используются фотолюминофоры; в
дальнейшем речь пойдет о них.
Чтобы заставить фотолюминофор
светиться, его нужно облучить
ультрафиолетовыми или синими (видимыми) лучами.
Тогда молекулы перейдут в возбужденное
состояние, а спустя некоторое время
вернутся в исходное состояние, испуская при
этом кванты света.
Люминофоры бывают органическими
и неорганическими. Однако разница между
ними не только в том, что одни содержат
углерод, а другие не содержат.
Неорганические люминофоры (их часто именуют
кристаллофосфорами) люминесцируют
только в твердом состоянии: для свечения
им требуется кристаллическая решетка
определенного строения, в которую
обязательно входят активирующие примеси.
Совсем иное дело органические
вещества — у них люминесцируют отдельные
молекулы. Значит, органические люминофоры
светятся и в твердом виде, и в растворах,
и даже в парах. Если свечение
прекращается сразу, как только исчез возбуждающий
свет, то говорят: флуоресценция. Если же
свечение продолжается заметное время,
говорят: фосфоресценция. Впрочем, есть и
более глубокое различие;
интересующиеся могут обратиться к схеме на стр. 26.
Далеко не всем органическим
соединениям присуща люминесценция. Какой же
должна быть химическая природа вещества,
чтобы оно проявило такие способности?
Люминесценцию органических веществ
начали серьезно изучать после работы
известного английского физика Д. Стокса,
напечатанной в 1852 г. Прошло 130 лет, а
окончательного ответа нет...
Многочисленные наблюдения
показывают, что в большинстве случаев
люминесцируют те органические молекулы,
которые содержат чередующиеся
ординарные и двойные связи между атомами
углерода; такие связи часто называют
сопряженными. Примеры природных люминес-
цирующих соединений: витамин А
(интенсивное зеленое свечение) и хлорофилл
(темно-красная флуоресценция, связанная
с сопряженной структурой порфиринового
цикла).
Люминесценция позволяет
обнаруживать и исследовать различные объекты;
это и есть, собственно, люминесцентный
анализ. Он предполагает наблюдение за
свечением объектов — невооруженным
глазом или посредством приборов.
Исключительная чувствительность такого анализа
позволяет обнаруживать светящееся
вещество в количестве до 10~'°г. Чтобы яснее
представить себе ничтожность этой
величины, зададимся умозрительной целью
пометить люминесцентным методом всех без
исключения жителей нашей планеты. Нам
понадобится 0,45 г люминофора. И только.
Проводить люминесцентный анализ
тем легче, чем интенсивнее интересующее
нас свечение. Иногда в исследуемый объект
специально вводят очень яркие
люминофоры, синтезированные для этой цели. При
синтезе руководствуются уже известными
соображениями о желательности
сопряжения в структуре молекул. Обратите
внимание на структуры двух, пожалуй, наиболее
популярных люминофоров — флуоресцеи-
25

фосфооесценцил
,sr
4 т
Схема энергетических уровнен (внизу)
и спектры поглощения, флуоресценции
и фосфоресценции (вверху) органических
молекул.
При комнатной температуре
практически все молекулы находятся
в основном невозбуждекном состоянии
(на схеме S0 — низший невозбужденный
сннглетный уровень; гонкие лнннн
соответствуют вращательным подуровням).
При облучении светом молекулы переходят
из основного в сннглетные возбужденные
состояния (электронные переходы S0—»-S, и
S0-»-S* обозначены на схеме черными
стрелками). Эти электронные переходы
протекают практически мгновенно, за время
около 10 с, н приводят к появлению
характерного спектра поглощения (черная
кривая на спектре). Молекулы в сннглетном
возбужденном состоянии очень неустойчивы
и живут не более 10— —10— с, после чего
испускают кванты света
и вновь возвращаются
в основное состояние S0. Испускание света,
связанное с электронным переходом Sf-»-S,„ —
это флуоресценция, а соответствующий
спектр — спектр флуоресценции.
Помимо сннглетиых состояний, для которых
полный спин молекулы S =0 и общее спиновое
квантовое число J = 1, существуют трнплетные
состояния (S = l, J=3). Молекулы
в трнплетном возбужденном состоянии
более живучи, и лишь по истечении
сравнительно большого отрезка времени,
10— —10~ с, они излучают
свет и переходят в So-состоянне (цветные
стрелки на схеме). Лучеиспускание, связанное
с переходом Т -»-£,>. называют
фосфоресценцией. Спектры фосфоресценции
находятся в более длинноволновой области
на и родамина В. Из-за яркости свечения их
именуют даже люминесцентными
красителями.
КРИМИНАЛИСТИКА, ГЕОЛОГИЯ,
ДЕФЕКТОСКОПИЯ...
Нынешние криминалисты извлекают
немало пользы из люминесцентного
анализа. Скажем, при исследовании
огнестрельных ранений: практически каждое
входное отверстие можно определить по
голубоватому свечению следов оружейной
смазки. Если эти следы растворить в эфире
и измерить яркость люминесценции, то
можно без труда установить
последовательность выстрелов. Более убедительного
и доступного метода для такой
экспертизы пока нет.
Ьще пример того же рода. Убегая с
места преступления, бандит получил
травму ноги; для определенности
предположим, что его покусала собака. Несколько
месяцев спустя подозреваемого
арестовали, однако он отрицает участие в
преступлении. Правда, на ноге у него рубец, но
арестованный заявляет, что рубцу уже
несколько лет. Обман, как вы догадались,
разоблачается посредством
люминесцентного анализа. Дело в том, что естественный
цвет люминесценции неповрежденной
кожи — беловато-серый, а рубцы выглядят
темными, бархатистыми, если с момента
травмы прошел месяц-другой, и беловато-
синими, с темным ободком, когда миновало
4—6 месяцев. Те рубцы, которым более
года, люминесцируют слабым беловатым
светом.
Для опознания преступника могут
пригодиться и другие разновидности
люминесцентного анализа. Скажем, на ручки
дверей складских помещений, сейфов и
т. п. наносят порошок люминофора —
и тогда на руках похитителя долгое время
сохраняются следы, хорошо видимые в
свете УФ-лампы. Естественную и поддельную
окраску волос можно определить по
характеру свечения поперечных срезов.
Если некое пятно предположительно
содержит кровь, надо обработать его серной
кислотой и осветить ультрафиолетом:
кровь обнаружится оранжево-красным
свечением.
Еще в 1906 г. известный
физик-экспериментатор Роберт Вуд показал, что осмотр
26

сн
СН,
СН,
уз
сн=сн-с=сн-сн
но
сн3
=сн—с
н2с—сн
витамин А
Структуры витамина А, флуоресценна
н родамина В. Люминесценция этнх
соединений объясняется существованием
системы сопряженных связен
в УФ-лучах весьма полезен для
обнаружения подделок в, документах. И по сей
день таким образом выявляют следы
удаленного текста, остатки клея и крахмала в
тех местах, куда перенесли оттиск печати.
Примеры с экспертизой фальшивых денег
и надписей,сделанных бесцветными
чернилами,— на иллюстрациях.
Кстати, о тайнописи. Б 1918 г.
британские военные эксперты сообщили Р.
Буду, что изобрели такую бумагу, на которой
невозможно сделать никакой тайной
записи. Бумага эта отличалась от обычной тем,
что на нее нанесли частую сетку
разноцветных линий — красных, голубых и зеленых.
При этом красная краска растворялась в
воде, голубая — в углеводородах,
зеленая — в спирте. Хитрость заключалась в
том, что хотя бы одна краска неминуемо
растворится в тех или иных невидимых
чернилах, которыми попытаются сделать
надпись. Как вы понимаете (а может быть,
знаете), Вуд перехитрил экспертов. Он
использовал способность некоторых веществ
флуоресцировать в чрезвычайно малой
концентрации. Вуд смазал чистый резино-
(C2H5JN-[^ V^yV14 (C2HsJ
^V-соон
родамин В
НО
флуоресцеин
соон
вый штамп военной цензуры обычным
вазелином и тщательно вытирал его до тех
пор, пока тот не перестал оставлять
следы на бумаге. Потом он плотно прижал
штамп к «шпионоупорной» бумаге и
предложил экспертам обнаружить надпись.
После испытаний в отраженном и
поляризованном свете эксперты пришли к выводу,
что бумага по-прежнему чистая. Тогда Вуд
продемонстрировал ту же бумагу в
УФ-лучах: яркими голубыми буквами на ней
светилось: «Секретных надписей нет».
Люминесценция настоящих
(вверху) н фальшивых
(внизу) денежных купюр.
Здесь н далее — фото из книги
P. W. Danckwortt
Lumineszenz-Anaiyse
im filtrierten ultravioletten
Licht, Leipzig, 1964
27

**r>4 dfe, /ёт€ *+>t •»***•- v*h./ 4cA*t*t /V*" ******
/a4i <*T7*£ *»*~>c4tcsr.
Фотоснимки текста с тайнописью при обычном
освещении н в УФ-луч ах: различия очевидны...
Осмотр объектов в УФ-свете —
универсальный прием. Его применяют и
для анализа художественных полотен, и при
изучении старинных рукописей, и в
палеонтологии, чтобы получше разглядеть
отпечатки древних растений и животных в
осадочных породах.
Люминесцентный анализ весьма
популярен среди геологов. Вот, к примеру,
содержащий вольфрам минерал шеелит;
когда породу облучают УФ-светом, то
зерна шеелита заявляют о себе яркой
голубой флуоресценцией. Другой
пример — люминесцентное обнаружение
нефти. Геологи-разведчики очень часто
определяют направление поиска нефти по
содержанию битумов в породе. Однако это
содержание, как правило, ничтожно мало,
число образцов — громадно, и только
массовые анализы позволяют геологу
вести целенаправленный поиск. Именно
здесь особенно к месту такие качества
люминесцентного анализа, как
исключительная чувствительность и быстрота. Для
люминесцентного определения битумов
геолог наносит на свежий разрез породы
каплю хлороформа и рассматривает в
УФ-свете флуоресцирующее пятно. По
форме, цвету и яркости свечения можно
(правда, лишь в грубом приближении)
оценить количество битума в породе.
Люминесценцией не пренебрегают и
гидрогеологи. Когда проектируют морские
порты, дамбы, речные пристани,
необходимо знать направление и скорость
перемещения песка в водоеме. В лаборатории
готовят меченый песок — перемешивают
обычный песок с суспензией люминофора в
водном растворе агара и высушивают
смесь. Меченый песок опускают на дно
водоема и ждут некоторое время, а затем
отбирают пробы грунта в разных местах
водоема. Несколько кропотливый, зато
надежный метод...
Измерение емкости водоемов и
скорости течения в реках и трубах требует
гораздо меньших затрат труда.
Водорастворимые люминофоры стали применять
для этой цели намного раньше, чем
радиоактивные изотопы. Например, в нескольких
местах бухты в воду выливают раствор
родамина В, а на борту судна устанавливают
флуориметр, регистрирующий
люминесценцию воды, взятой за бортом на той или
иной глубине. Передвигаясь в заданном
направлении, гидрогеологи получают
непрерывную информацию о содержании
люминофора в воде, а затем составляют
подробную картину циркуляции воды в бухте.
В заключение — о дефектоскопии,
обещанной в названии этой главы.
Люминесцентные методы позволяют искать
Отпечаток доисторического краба в осадочной
породе — в внднмых н ультрафиолетовых лучах
(и обнаруживать) дефекты в самых разных
объектах — от бетонных стен до
миниатюрных деталей точных приборов. В первом
случае достаточно смочить стены, скажем
из пульверизатора, флуоресцирующим
раствором; осветив стену УФ-светом и
28

наблюдая, где именно раствору удалось
проникнуть глубоко, обнаруживают
скрытые трещины. Сквозные щели в
металлических деталях находят, собственно, так же.
В годы войны по просачиванию масляных
растворов люминесцентных красителей
определяли повреждения в корабельной
обшивке. Позже люминесцентный анализ
применили для решения гораздо более
трудной задачи: обнаружения несквозных
волосных трещин в металлах. Для этого
чистую деталь помещают в ванну с люми-
то, что не обнаруживается при обычном
освещении (слева), становится
заметным в УФ-лучах (справа)
несцирующим маслом, желательно
подогретым. Масло быстро проникает в
тончайшие поверхностные дефекты — волосные
щели. Остается лишь извлечь деталь, смыть
масло с поверхности и посмотреть ее в
УФ-свете: на темном фоне будет отчетливо
светиться масло, не удаленное из трещин.
Просто? Как говорится, просто было
на бумаге. На практике оказалось, что
смывать избыток люминесцирующего масла с
поверхности очень трудно и неудобно.
Пришлось разработать еще один вариант
анализа, используя способность некоторых
соединений тушить флуоресценцию. После
обработки люминесцирующим раствором
деталь ненадолго опускают в ванну с
раствором тушителя. Флуоресценция исчезает
только на поверхности металла, но не
внутри трещин — туда тушитель просто не
успевает проникнуть.
ОЧЕВИДНЫЕ
ПРЕВРАЩЕНИЯ
Нынешнюю аналитическую химию
нельзя представить себе без
люминесцентного анализа. Достаточно сказать, что с его
помощью можно определить более 50
элементов Периодической системы и
бессчетное число молекул.
Справедливости ради отметим, что у
большинства элементов нет сколько-нибудь
заметной флуоресценции; то же относится
и к неорганическим молекулам.
Немногочисленные исключения — соли уранила
\JOl+, платиносинеродистые соли типа
K2Pt(CNLf некоторые соединения
редкоземельных металлов.
Так вот, об идентификации
редкоземельных элементов. Это далеко не простая
и очень важная задача. Химическое
сходство редкоземельных металлов обусловлено
схожим строением их внешних электронных
оболочек. А люминесценция совсем иное
дело: она связана с возбуждением
внутренней 4т-оболочки, которая у этих металлов
неодинакова. Использование
люминесценции редких земель для анализа
соблазнительно еще и потому, что их ионы, в отличие
от ионов других металлов, флуоресцируют
и в водных растворах. Ярче прочих
излучают ионы тербия, гадолиния и церия,
причем у каждого из них свой спектральный
диапазон свечения. Люминесцентный
метод — самый чувствительный для
распознавания таких ионов.
И все же люминесцентный анализ
чаще используют тогда, когда
интересующее аналитика соединение само по себе не
люминесцирует. В таком случае
необходимо подыскать реактив, который,
взаимодействуя с исследуемым соединением,
образует люминесцирующие продукты.
Типичный пример — обнаружение металлов
с помощью 8-оксихинолина.
Металлы и ионы, даже в самых
ничтожных количествах, моментально
связываются 8-оксихинолином. При этом
образуются ярко люминесцирующие
комплексы. Так, комплекс с цинком в УФ-лучах
сияет желто-зеленым светом, а если цинк
заменить литием, кадмием, магнием, медью,
железом, то получатся комплексы,
люминесцирующие в диапазоне от голубого до
пурпурного. Говорят, что с помощью этого
метода можно обнаружить след монеты,
брошенной на лист бумаги.
Насчет монеты, может быть, и
преувеличено, но вот определенный факт:
8-оксихинолином можно проявить следы
стали на руке подозреваемого. Если
рисунок этих следов соответствует отпечатку
на ручке пистолета, найденного на месте
преступления, можно считать преступника
изобличенным...
29

Еще два примера на тему
обнаружения люминесцентным методом
некоторых нелюминесцирующих молекул. Первый
пример: выявление примеси озона в
воздухе. Если пропустить воздух через раствор
нелюминесцирующего дигидроакридина,
то в результате реакции образуется
флуоресцирующий акридин:
Эту реакцию в свое время использовали для
надежного определения озона в пробах
стратосферы; общее количество озона в
пробе не превышало 10 7г.
Второй пример: обнаружение
ничтожных концентраций брома по тому, как
зеленая флуоресценция бумаги, смоченной
раствором флуоресцеинаг резко меняется
на желтую. Тонкость в том, что бром с
флуоресцеином дают новый
люминесцентный краситель эозин:
соон
/к^соон
раствора. Превращение, в буквальном
смысле, очевидно.
Люминесцентный анализ
универсален, он пригоден и для определения в
молекулах многих функциональных групп.
Так, чтобы обнаружить амины, достаточно
сплавить образец с хлорзамещенным
флуоресцеином и хлоридом цинка. Если
реакция положительна, то образуются
красители ряда родамина, ярко
флуоресцирующие (когда амины алифатические) или
вовсе не флуоресцирующие (когда они
ароматические). Более того, эта реакция
позволяет отличать первичные
алифатические амины от вторичных: первые после
сплавления флуоресцируют желтым
цветом, вторые — оранжевым.
А
Пора, однако, и честь знать. Попросим
читателя поверить на слово, что сказанное
далеко не исчеопывает возможностей
люминесцентных методов анализа, что за
чертой статьи остались такие области
применения, как биология и медицина. Не мешало
бы когда-нибудь сказать и об этом. Но не
все сразу...
что читать
О ЛЮМИНЕСЦЕНТНОМ АНАЛИЗЕ
Попутно заметим, что в аналитической
химии в большом ходу люминесцентные
индикаторы, которые при титровании
изменяют цвет или интенсивность свечения
Л ев шин В. Л., Лев ш и н Л. В.
Люминесценция и ее применение. М.: Наука, 1972.
Люминесцентный анализ Под ред. Константи-
новой-Шлезингер М. А. М.: Физматгиз, 1961.
Красовицкий Б. М., Болотин Б. М.
Оргвиические люминофоры. Л.: Химия, 1976.
Технолсп
»Нг ман/
Прочные
гранулы
карбамида
Один из важнейших
показателей качества
гранулированных минеральных
удобрений — прочность гранул. Чем
выше прочность, тем меньше
потери при хранении,
перевозке, внесении в почву, тем
меньше вероятность слеживания
туков.
Для упрочнения
гранулированного карбамида
предложено использовать добавку
неорганического полимера —
полифосфата натрия, который
обладает сильным
цементирующим действием. Кроме
того, у этого вещества весьма
высокая реакционная
способность, что позволяет
использовать его в качестве
матрицы для введения в удобрение
микроэлементов.
Лабораторные исследования показали
эффективность добавки, а
полученные
электронно-микроскопические снимки дали
возможность объяснить, почему
полифосфат натрия
упрочняет гранулы: неорганический
полимер застывает в виде
волокон, которые армируют
частички карбамида.
В Гродненском
производственном объединении
«Азот» проведены
промышленные испытания
гранулированного карбамида,
упрочненного полифосфатом
натрия. Незначительная добавка
цементирующего вещества
(всего 0,15%) увеличивала
прочность гранул на 22%.
В объединении «Азот»
предполагают в скором времени
перейти на новую технологию
выпуска карбамида — с
упрочненными гранулами.
«Химическая
промышленность»,
1982, № 6, с. 31—33
30

Проблемы и методы
современной науки
Шестерня
и пропеллер
Кандидат химических наук
С. ШЕВЧЕНКО
Поведение активной части молекулы
определяется не только атомами,
входящими в ее состав, но и другими,
расположенными по соседству. Это одно из
положений классической теории строения
органических соединений, созданной
Бутлеровым. В большинстве случаев соседство
сказывается не очень-то дальнее: сильнее
всего влияют друг на друга заместители,
связанные с ближайшими атомами
углерода. Но бывают случаи непредсказуемо
дальнего, парадоксального взаимного
влияния, и многие из них связаны со стереохи-
мическими сюрпризами.
Если с бензольным кольцом связаны
три стоящие подряд изопропильные
группы, то на скорость обозначенного стрелкой
вращения влияет не только соседняя, но и
дальняя, никак, казалось бы, не
соприкасающаяся с первой группа.
Н,С
сн
31

В чем тут дело? А в том, что
углеводородные группы подобны шестеренкам.
У простейшего органического
остатка — метила «зубцы» выражены слабо. Если
изображать его реальное строение, как на
техническом чертеже «вид сверху»,
получится примерно такая картина:
Н
/\.
Эт ильная группа содержит один
«зуб» — ту же метильную, но стоящую
боком:
н ^и
н\/>
У изопропильной группы — уже целых два,
Такого рода «шестерни», будучи
присоединены к связанным друг с другом
атомам углерода, вступают друг с другом в
зацепление:
Вот и весь секрет того, почему изопро-
пильные группы в бензольном кольце
влияют друг на друга на такой
впечатляющей дистанции.
Так это явление и величают — эффект
шестеренок. Остроумное название
придумано в 1971 г. французскими химиками,
работающими в лаборатории Ж. Метцгера
в Марселе. Оно уже получило права
гражданства в научный литературе, так что
далее будем применять его без кавычек.
Эффект шестеренок тормозит
вращение. Например, если тех же изопропильных
заместителей в бензольном кольце не три,
а шесть, вращение всех их вовсе
останавливается: зацепление оказывается настолько
прочным, что систему «заклинивает».
Вращение — эффект скорее
физический, чем химический. Но эффект шестерен
может сказываться и прямо на химических
реакциях. Известно, что тот же
классический ряд заместителей: метил — этил —
изопропил — третичный бутил — отражает
не только рост объема группы и числа ее
«зубцов», но и ее влияние на активность
соседнего реакционного центра. Так, реакция
гетероциклических соединений, имеющих
общую формулу
а у третично-бутильной — три:
/■
I
R
с йодистым метилом зависит от природы
связанной с атомом азота группы R.
Третичный бутил ускоряет реакцию сильнее, чем
изопропил, который в свою очередь
оказывается эффективнее этила,
превосходящего метил. Но вот когда R — это
изопропил, а атом водорода по соседству заменен
32

группой более объемистой — третичным
бутилом, то ускорение реакции
v
Xs
:S +CH3J
(си3)зс^\ /
СН(СНз)
М.с'' \+'
сн,
_/
сн(сн3J
оказывается точь-в-точь такими же, как
тогда, когда при атоме азота стоит третичный
бутил. Выходит, что эта группа все равно
играет определяющую роль.
Как же это ей удается? Исследование
показало, что снова вмешивается в дело
эффект шестеренок. Третичный бутил
передает свое влияние «по доверенности»,
вступая в зацепление с изопропилом,
блокируя его вращение, и тот фиксируется в
положении, обращенном к реакционному
центру «зубцами». То есть становится
подобием того же третичного бутила.
Ну а теперь о пропеллерах. Они
появляются в молекулах, когда метильную
группу уснащают не метильными же, а фе-
нильными «зубцами». Фенильные группы
плоские, но расположиться рядом в одной
плоскости они не могут, каждая из них
разворачивается немного относительно этой
плоскости — вот и возникает «пропеллер».
Особен но похоже получаете я, когда
лопастей у него три, как, например, в
молекуле трифенилметана:
Лопасти тоже вертятся, каждая вокруг
своей оси (показано стрелками), и притом
согласованно, иначе они не могут —
зацеплены. А если в бензольных кольцах в свою
очередь появляются заместители, то в
молекуле может возникнуть неожиданный
элемент асимметрии. Так, «двухлопастная»
система дигваяцилметана при низкой
температуре демонстрирует
неэквивалентность атомов водорода, входящих в состав
группы СН2 в изомере сверху, молекула
которого оказывается асимметричной.
Причина? Все та же, только в несколько
усложненном варианте. Из-за заторможенного
вращения лопастей два вращательных
изомера (конформера), которые обычно
бывают неотличимы, становятся не
переходящими друг в друга, различимыми формами
молекулы. ОСИ
ОСН3
И шестеренки, и пропеллеры имеют
отношение не только к «играм»
увлекающихся химиков, но и к проблемам
жизненно важным. Именно эффекты такого рода
влияют на выбор третичной структуры
молекулами важнейших биополимеров:
реализуются только те варианты, в которых
шестереночное взаимодействие
минимально.
Ограничение свободы внутреннего
вращения означает уменьшение энтропии
системы и повышение уровня ее
организации. Не потому ли природа взяла на
вооружение не только шестеренки, но и
пропеллеры? Структуры, подобные той, что
изображена на последнем рисунке,
встречаются в макромолекулах лигнина —
составной части древесины, одного из
самых распространенных на нашей планете
полимеров.
Хорошо бы поискать — не бывает ли в
молекулах чего-нибудь кривошипно-ша-
тунного?
33

Вещи и вещества
В кабеле — свет
У меня зазвонил телефон.
— Кто говорит? — совсем как в
сказке Чуковского спрашиваю я и в ответ
слышу голос своего старого приятеля из
другого города. А поскольку телефон давным-
давно перестал быть диковинкой, я как-то
не задумываюсь над тем, что его слова,
прежде чем я их услышу, проходят сотни
километров по проложенным под землей
медным проводам. Между тем, задуматься
стоило бы. Ну, хотя бы над тем, что в виде
телефонных кабелей в землю закопаны
многие тонны дефицитной меди. И можно
было бы закопать по меньшей мере еще
столько же — желающих иметь телефон
вряд ли меньше, чем имеющих. Где же
выход?
В городе Горьком телезрителям как-
то показали два кабеля. Один — толстый,
медный, рассчитанный на 600 каналов
связи, в нем множество проводов. Другой
кабель — тоненький, всего в несколько
проводов. А переговариваться с его
помощью одновременно могут тысячи
абонентов. Провода в этом кабеле не медные,
.сделаны они из кварцевого стекла.
Информацию передают не электрические, а
световые импульсы. Кварцевые волокна
такого кабеля называют световодами, а
самую такую связь —
волоконно-оптической.
Ее развитием в наши дни заняты
специалисты многих стран, в том числе и нашей.
В частности, большую совместную работу
ведут группы физиков и инженеров из
ФИАН (Физический институт АН СССР) и
химиков из горьковского Института химии
АН СССР. Возглавляют работу академики
А. М. Прохоров и Г. Г. Девятых.
Сегодня волоконно-оптическая связь
уже реальность. На одной из горьковских
АТС такая линия связи успешно работает.
И, в общем-то, сам по себе факт передачи
телефонного разговора с помощью света не
удивителен. Как мы видим?
Электромагнитные волны видимого диапазона,
отразившись от предмета, попадают на сетчатку
глаза и преобразуются в мозге...
Можно сказать, что оптический
телеграф давнего прошлого был в какой-то
степени предшественником
волоконно-оптической связи.
СО ВРЕМЕН
ГРАФА МОНТЕ-КРИСТО
«Да, телеграф. Мне иногда
приходилось в яркий день видеть на краю
дороги, на пригорке, эти вздымающиеся
кверху черные суставчатые руки, похожие на
лапы огромного жука... Я думал о том, что
эти странные знаки, так четко рассекающие
воздух и передающие за триста лье
неведомую волю человека, сидящего за столом,
другому человеку, сидящему в конце
линии за другим столом, вырисовываются на
серых тучах или голубом небе только
силою желания этого всемогущего
властелина...»
Так описывает оптический телеграф
главный герой романа А. Дюма «Граф Мон-
те-Кристо». Помните, наверное, как он
воспользовался телеграфом, чтобы послать
телеграмму, разорившую Данглара.
Этот вид связи в начале XIX века
пользовался в Европе большой
популярностью. Телеграфное сообщение из
Петербурга в Варшаву, например, шло 15 минут.
Световоды оптическому телеграфу были не
нужны: его башни располагались друг от
друга в пределах видимости.

Первый световод появился лишь к
концу XIX века, и был он ни чем иным, как
струей воды.
В 1870 году на одном из заседаний
Лондонского королевского общества физик
Джон Тиндаль продемонстрировал опыт,
повергший присутствующих в немалое
изумление. Суть опыта ясна из рисунка,
помещенного на этой странице.
Из сосуда вытекала струя воды.
Внутри нее Тиндаль фокусировал пучок света.
На границе раздела вода — воздух
световые лучи испытывали полное внутреннее
отражение, и оттого струя по всей длине
светилась. Поскольку с понятием полного
внутреннего отражения нам еще придется
столкнуться, вспомним, что это такое.
Когда луч света падает из оптически более
плотной среды (с большим показателем
преломления) в оптически менее плотную,
то по достижении определенного
критического угла падения свет не будет
переходить во вторую среду, а полностью
отразится от границы раздела назад в первую
и будет распростран яться только в ней.
Так произошло и в опыте Тиндаля, где струя
воды представляла собой настоящий
жидкостный световод, так происходит и при
квалифицированной подсветке фонтанных
струй...
Но передать информацию по
водяному световоду, конечно, трудно.
Надежнее использовать прозрачные твердые
вещества.
Еще в 1874 г. наш соотечественник —
инженер В. Н. Чиколев осветил одной
угольной дугой четыре разных помещения
одного магазина. Двумя годами позже он же
придумал совершенно безопасное
освещение для пороховых складов. Ставить
угольную дугу на самом складе было бы
чистейшим безрассудством. Поэтому Чиколев
предложил установить дугу на- вышке вне
помещения, свет проникал на склады по
полым металлическим трубам с
зеркальной внутренней поверхностью, многократ-
Схема опыта Тиидаля: 1 — угольная дуга,
2 — линза, 3 — водяная струя. Стрелками
обозначен «маршрут» световых волн
но отражаясь от стенок. А позже — уже в
начале нашего века — подобные световоды
применяли в России для освещения
подвальных помещений обычными солнечными
лучами.
Конструкции, подобные чиколевским,
сохранились до наших дней. Существуют,
например, целые волноводные тракты из
шестимиллиметровых металлических труб с
зеркальной внутренней поверхностью. Но
это далеко не лучший вариант. Слишком
много трудностей, связанных с
изготовлением и эксплуатацией. Гораздо лучше и
удобней световоды из стекла. О них еще в
1905 г. писал знаменитый американский
физик Роберт Вуд: «Свет без больших
потерь энергии можно перевести из одной
точки к другой, пользуясь внутренним
отражением от стенок палочки из стекла или
лучше плавленного кварца».
В наши дни световоды из стекла
нашли применение как в новых областях науки
4f

- i
пропан
Схема установки, иа которой получают
двухслойные волоконные световоды. В трубке
происходят следующие реакции:
SiCI4 + 02-*Si02 + 2CI,T
GeCI, + 02-*Ge02 -I- 2CI J
4BCI3 + 302-*2B203 + 6С1-Л
и техники (голография, оптоэлектроника),
так и в традиционных. Медикам, например,
они позволили взглянуть на внутренние
органы человека, не прибегая к
хирургическому вмешательству. Но главное и,
наверное, наиболее ценное применение
световодов — для связи.
В 1980 г. группа московских и горь-
ковских исследователей и инженеров за
работу по созданию волоконно-оптического
тракта для городских АТС была удостоена
премии Ленинского комсомола.
ДВУХСЛОЙНЫЕ ВОЛОКНА
Волоконные световоды, как это
следует из названия, представляют собой
тонкие (толщиной в несколько десятков
микрон) волокна из кварцевого стекла.
Большей толщины и не требуется. Тонкие
волокна гибче, их удобнее укладывать в
кабель.
Каждое волокно состоит из двух
слоев — сердцевины и оболочки с разными
коэффициентами лучепреломления.
Можно было бы, конечно, представить себе
световод и в виде обычного стеклянного
волокна в воздухе. Но в этом случае на
границе стекло — воздух значительная
часть световой энергии будет теряться.
Оттого волокно и делают двухслойным, чтобы
соблюсти закон полного внутреннего
отражения. Оболочку делают из материала с
более низким коэффициентом
преломления, чем у материала сердцевины. Лучи
света, попавшие в сердцевинное волокно,
никуда оттуда не денутся, выйдут через
торец. И надо, чтобы вышли они оттуда с
наименьшими потерями.
Когда световоды только начали
делать, главной неприятностью оказалась
недостаточная их прозрачность. Это у
кварцевого-то стекла! Вся световая энергия
поглощалась на расстоянии в несколько
десятков или сотен метров, свет попросту не
доходил до другого конца волокна.
Как выяснилось, свет поглощали
примеси, которых в стекле всегда
предостаточно. Особенно сильно вредили
металлы— железо, кобальт, никель, хром,
марганец, а также гидроксильные группы.
Что делать, ясно — очищать стекло.
Но как? Выбрали другой путь — получать
стекло сразу в чистом виде, без примесей,
используя чистейшие исходные вещества.
Основу кварцевого стекла — двуокись
кремния Si02 — легко получить из четырех-
х лор ист ого кремния — SlCI 4r а это
вещество горьковские химики давно уже умели
получать в особо чистом виде.
Впрочем, необходимо ввести еще
добавки некоторых окислов (германия, бора,
фосфора) для того, чтобы получить стекло
с разными показателями преломления у
оболочки и сердцевины стеклянного
волокна.
Эти работы стали основой технологии
волоконных световодов.
НА ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ
УСТАНОВКЕ
В станок, чем-то напоминающий
токарный, вставляют кварцевую трубку.
Трубка вращается, а вдоль нее перемещается
газовая горелка. Внутрь трубки подают
тетрахлорид кремния и нужные добавки,
а также кислород. Происходит реакция
окисления. Хлор улетучивается, а
образующиеся окислы осаждаются на внутренней
поверхности трубки. Проход за проходом
совершает вдоль трубки газовая горелка,
в результате каждого цикла внутри
осаждаются 10—20-микронные слои нужных
окислов.
36

Когда просвет в трубке сужается
примерно до трех миллиметров, осаждение
прекращают, а трубку еще прогревают.
Просвет исчезает. Теперь из бывшей
трубки можно вытягивать световод, общий
диаметр его 125, а сердцевины — 50—60 мкм.
Казалось бы, все? Еще нет.
Общеизвестна хрупкость стекла, а световоды
приходится сматывать и разматывать, изгибать
под самыми разными углами. Чтобы
увеличить прочность волокна, в процессе
вытягивания его сразу же покрывают тонким
слоем полимера (обычно используют
силиконовый каучук, полиамидные или поли-
имидные лаки). Благодаря этой операции
прочность волокна на разрыв
увеличивается примерно в десять раз. По крайней
мере разорвать его руками я, как ни
старался, не мог. Напоследок световод
защищают капроновой оболочкой. Вот теперь
он готов.
Такой способ получения световодов
носит название химического осаждения из
газовой фазы. Это не единственный
возможный метод. Есть и другие. Например,
двуокись кремния и легирующие добавки
напыляют на боковую поверхность
металлического стержня. Или с помощью двух
горелок в торец металлического стержня
напыляют материал оболочки и
сердцевины. Стержень медленно поднимается
вверх, и на его торце . вырастает
двухслойный прототип будущего световода.
Материал стержня, естественно, не
должен содержать вредных примесей.
Пока двухслойные световоды самые
популярные. Но не единственные. Есть еще
и трехслойные, и так называемые
градиентные, показатель преломления в которых от
оси к краям непрерывно изменяется,
причем изменяется так, что суммарные потери
получаются минимальными. В итоге одно
градиентное волокно сможет заменить до
сотни двухслойных.
Готовые световоды превращаются в
линию связи. Соединяют стеклянные
волокна сваркой в дуговом разряде.Совмещают
волокна, естественно, под микроскопом.
Волокна складывают в пучки — получается
кабель. Емкость линии связи зависит от
количества волокон в кабеле. Например,
по кабелю, содержащему 144 волокна,
может одновременно идти сорок тысяч
разговоров.
ДЛЯ ИНФОРМАЦИИ
Большая емкость
волоконно-оптического кабеля объясняется просто:
частота светового излучения несравнимо
выше частоты звуковых колебаний. А как
известно, чем выше частота, тем больше
сигналов можно передать так, чтобы они не
накладывались друг на друга. Вспомните
радиоприемник — диапазоны коротких и
длинных волн...
Именно в огромной информационной
емкости — главное достоинство волокон-
оболочка световода
4 сердцевина
световода
нварцевал трубка
Так в процессе получения меняется профиль
световода
но-оптической связи. Есть и другие
преимущества: возможность обходиться без
ретрансляторов на достаточно больших
расстояниях, невосприимчивость к помехам,
коррозионная стойкость, малая масса
волоконно-оптического кабеля... i
Конечно, передающее и приемное
оборудование в этом случае иное.
Превращение звука в световые импульсы, равно
как и обратное превращение, происходит
с помощью аналого-цифровых
преобразователей. Эти электронные устройства
широко известны, поэтому описывать их здесь,
очевидно, нет нужды. Свет вводят в линию
связи с помощью лазеров или светоизлу-
чающих диодов, работающих на волнах
длиной 0,8—0,9 мкм, а принимают световые
сигналы на кремниевые или германиевые
фотодиоды.
В наши дни световоды применяют не
только в телефонной связи, айв ЭВМ (для
связи между различными блоками), вообще
в информационной технике. В Японии, к
примеру, волоконно-оптической связью
уже несколько лет пользуются в системах
управления и контроля.
Пока еще волоконно-оптическая
связь недостаточно дешева. Однако
совершенствование технологии и рост
производства приведет к значительному —
десятикратному, а может быть, и большему —
снижению стоимости световодов. Во всяком
случае, специалисты считают, что в
средствах связи близкого будущего медных
проводов не будет или почти не будет. Только
световоды I
В. МЕЙ
37

В самых различных областях техники
возникает настоятельная необходимость в
водонепроницаемых и водоотталкивающих
материалах. И чем выше их гидрофобные
свойства, тем лучше.
Идеальный случай гидрофобности —
когда капли воды или другой жидкости
полностью стекают с несмачиваемой
поверхности, стекают — так и хочется
сказать, — как с гуся вода. Однако пока
оставим этот известный образ, он нам еще
пригодится. Увы, идеальная гидрофобность,
как и все прочие идеалы, кажется нам
недостижимой. Промокают
непромокаемые плащи, бисер капель покрывает
ветровое стекло автомобиля, запотевают в
сырую погоду очки, даже если их владелец
заблаговременно смазал стекла противоза-
потевающими средствами...
Л
Гидрофобные свойства поверхности,
ее смачиваемость той или иной жидкостью
зависят от краевого угла смачивания 6.
При полном смачивании он равен нулю,
при абсолютном несмачивании — 180°.
По сию пору полной гидрофобности в
искусственных условиях достичь не удается.
Да и ожидать этого довольно трудно:
угол 6 для пары чистые парафины — вода
равен 106—109°, немногим больше он у
самого гидрофобного на сегодня
синтетического материала — фторопласта — 112°.
Но предел ли это?
Максимальный угол смачивания
можно рассчитать, зная работу адгезии (WJ,
которая необходима для разрыва
поверхности, образования двух новых поверх-
38

ч?**" * <v
Капля на смачиваемой (слева)
н несмачиваемой поверхности
Капля на листе лотоса (сверху)
н листе сальвнннн плавающей
ностей у каждой из фаз. Работа адгезии
рассчитывается по формуле Дюпре:
^а=ажт+<тгг—<ттж, где <т — поверхностное
натяжение на границе фаз: жидкость — газ,
твердое тело — газ, твердое тело —
жидкость.
Минимальное взаимодействие с
другими веществами — у парафиновых
углеводородов, чей дипольный момент равен
нулю. При 20°С поверхностное натяжение
парафина на границе с воздухом
30 мДж/м2, а на границе с водой —
50 мДж/м2, поверхностное натяжение воды
72 мДж/м2. Таким образом, работа адгезии
в нашем случае составит 52 мДж/м2.
Принимая во внимание уравнение
Юнга — условие равновесия жидкой капли
на твердой поверхности: <ттг=<ттж+<тжг cos6,
нетрудно получить зависимость работы
адгезии от угла в. Вот эта зависимость:
Wa=aJKrA+cos в). А вот и результат,
рассчитанный по этому уравнению:
максимальный угол смачивания для капли воды на
парафине составляет 109,5°.
Эксперимент, напомним, дает
106—109°. Неплохое совпадение.
Л
Таким образом, мы убедились — и
экспериментально, и с помощью
теоретического расчета, — что 109—112° — это
значение угла в, близкое к достижимому
пределу. Однако природа демонстрирует
нам примеры абсолютного несмачивания
(в~ 180°). Столь гидрофобны гусиные
перья (справедливости ради скажем — и
утиные тоже), листья лотоса и сальвинии
плавающей. По ним капли воды бегают,
как ртуть по стеклу.
Поверхность гидрофобных листьев
покрыта особым растительным воском,
поверхность перьев — жиром. Но и у
воска и у жира угол смачивания всего лишь
около 100°. В чем же дело?
Невиданная гидрофобность гуся и ло-
о
Для капли, скатывающейся с поверхности,
отрывающая снла P' = Psina
тоса зависит от двух факторов. Рассмотрим
их по порядку.
Л
И у гусиного пера, и у листа лотоса
поверхность не гладкая, а шероховатая.
Угол же смачивания шероховатой
поверхности 6Ш отличается от угла @ для того же
материала, но гладкого. Эти углы связаны
между собой таким соотношением
(формула Венцеля — Дерягина):
С05вш = К COS в,
где К — коэффициент шероховатости,
отношение истинной площади поверхности
к ее горизонтальной проекции. Нетрудно
39

заметить, что при в>90° вш будет
увеличиваться, поскольку К всегда больше
единицы, а при в<90° вш будет уменьшаться.
Нетрудно также подсчитать, что при К = 3
угол смачивания поверхности парафина
водой возрастает со 109° до 180° — до
абсолютной гидрофобности.
Если рассчитать с поправкой на
шероховатость угол смачивания водой листа
лотоса, мы получим 150°. Однако
напомним: водяная капля бегает по лотосу,
как ртутная по стеклу. Значит, в данном
расчете что-то не учтено. Обратимся ко
второму фактору гидрофобности.
А
Чтобы капля бегала по поверхности,
нужна очень низкая, практически нулевая
адгезия. Но работа адгезии — физическая
константа; тут ничего не изменить. Однако
адгезия двух тел есть произведение работы
адгезии и площади их контакта. По пути
уменьшения этой площади и пошла
природа, создавая идеально гидрофобные
поверхности.
Лист лотоса покрыт заостренными,
наподобие крохотных пирамидок,
клетками. Лист сальвинии покрыт волосками.
Поверхность перьев водоплавающих птиц
не просто шероховата — каждый выступ
на поверхности как бы обращен острием
наружу. Капли воды соприкасаются только
с остриями, так что площадь контакта
получается просто крохотной. Отсюда и
предельно низкая адгезия.
А
Теперь, учтя этот фактор, попытаемся
оценить явление количественно.
Энергия удержания капли на
поверхности равна произведению работы адгезии
на площадь контакта WaS. Отрывает каплю
сила тяжести °=— Djjpg, где DK — диаметр
капли, ер — плотность жидкости. Если
капля не висит, а лежит на наклонной
плоскости, отрывающая ее сила будет
несколько иной: Р' = Р sin а. Кроме того,
капля, попадая на твердую гидрофобную
поверхность, принимает форму, близкую к
полусфере; ее диаметр увеличивается.
Учтем и это, умножив диаметр на
поправочный коэффициент (он равен 1,26). И тогда
площадь контакта составит: S=— A,26DK)^=
= t,25D|;. Подставив в условие отрыва капли
(WaS<P) значения S и Р, получим:
Wa<— D^pg. По этой формуле можно
подсчитать, что для угла смачивания
106° (парафин — вода) и адгезии
50 мДж/м2 на поверхности удержатся
капельки размером в доли миллиметра.
Вот почему запотевают стекла очков, вот
почему почти не помогают гидрофобные
смазки для стекла. Так обстоит дело с
гладкой поверхностью.
А
Следующий, весьма важный вопрос:
как конструировать несмачиваемую
шероховатую поверхность?
Капля не должна проваливаться в
канавки и углубления между пирамидками
или волосками на поверхности. Жидкость
не должна опускаться в поверхностные
капилляры. Иначе не будет выполнено уже
сформулированное нами важнейшее
условие гидрофобности: минимальный,
«точечный» контакт жидкости с твердым телом.
Как записать это условие языком формул?
Условие равновесия столба жидкости
в капилляре — равенство сил тяжести
и поверхностного натяжения:
— d2ph=jida cos в,
где d и h — диаметр и высота капилляра.
Простой расчет показывает, что на
шероховатой поверхности парафина
капиллярные силы вытолкнут каплю воды, даже если
высота столба жидкости будет достигать
1 см, а расстояние между вершинами
пирамидок — 1 мм. Иными словами, даже
весьма грубые шероховатости могут
обеспечить гидрофобность поверхности. Все
зависит от размера капли. Скажем, капли
дождя скатываются с листа сальвинии
идеально.
Чтобы поверхность сбрасывала с себя
даже туман, капли которого значительно
мельче дождевых, нужна более тонкая
структура шероховатостей. На листе лотоса
вершины клеток-пирамидок отстоят друг
от друга всего на несколько микрон.
Поэтому и получается идеально
гидрофобная поверхность. Чтобы получить ее
искусственно, нужно взять за образец лист
лотоса.
А
«Взять за образец лист лотоса» —
довольно расплывчатая рекомендация. Так как
же все-таки получить практически
идеальную несмачиваемость? Если следовать
изложенным теоретическим соображениям, это
можно сделать, наверное, многими
способами. Вот один из них.
Возьмите сотню лезвий для
безопасной бритвы, тщательно отмойте их и
нагрейте в духовке до температуры около
100°С. Там же, в духовке, расплавьте
в фарфоровой чашке парафин. Каждое
лезвие окуните в расплав, а затем дайте
излишкам парафина стечь на
фильтровальную бумагу — так, чтобы острие касалось
ее поверхности. Соберите
парафинированные бритвы в стопку толщиной около
одного сантиметра, подравняйте ее и зажмите
в тисках лезвиями вверх.
Эта микрошероховатая
поверхность — та самая, которая по теории
должна быть идеально гидрофобной.
Проверьте и убедитесь, что капля воды
покатится по ней, как ртуть по стеклу или вода
по гусиным перьям.
40

л**с
Проблемы и методы
современной науки
Как мы видим
Кандидат физико-математических наук
В. Л. РАТИЕР
Зрение — канал, через который мы
получаем около 90% всей информации об
окружающем мире. Сам же процесс
видения делится на три части. Первая —
фокусирование изображения: информация
концентрируется на небольшом поле,
происходит ее «заготовка» для дальнейшей
обработки. Основные используемые
средства — оптические. Вторая часть —
фоторецепция: в сетчатке — тоненькой пленочке,
выстилающей дно глаза,— информация
переводится с языка электромагнитных
излучений на язык электрических
сопротивлений мембран, потоков ацетилхолина и
другие языки, имеющие хождение в
организме. И наконец, последняя, третья
часть — построение и анализ наших
представлений о том, что мы видим. Здесь
главный инструмент — мозг, но заметная часть
этой работы совершается непосредственно
в сетчатке, которая служит, таким образом,
«филиалом» мозга.
Мы рассмотрим все три части
процесса видения, но подробно — только
фоторецепцию, в которой автор считает себя
специалистом. Другие две части —
попытка выразить восторг и изумление, которые
охватывали автора, когда он узнавал,
насколько совершенны аппаратура и
технология зрения. Итак, часть первая.
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГЛАЗА
Зная, как устроен глаз позвоночных,
фотоаппарат можно изобрести заново,
настолько схожи основные принципы их
41

3 4
устройства. Объектив нашего глаза (рис. 1),
как и у фотоаппарата, составной. Одна
часть, роговица,— с неизменяемым
фокусным расстоянием; другая, хрусталик,
изменяет свою кривизну, автоматически
устанавливая резкое изображение того
предмета, который привлек наше
внимание. О такой автоматике кино- и
телеоператоры могут только мечтать.
У осьминога и некоторых рыб
кривизна хрусталика постоянна, и они «наводят
на резкость», изменяя расстояние между
хрусталиком и сетчаткой; именно этот
принцип используют конструкторы
фотоаппаратов. У моллюсков наутилус, живущих
в тропических морях (другое название —
кораблики), совсем нет линзы, и они
обходятся маленьким отверстием в глазе.
Технический аналог — дырочка в стенке
камеры-обскуры, фотоаппарата без линзы,
который многие из нас сами мастерили в
детстве.
Хрусталик по совместительству
выполняет роль светофильтра. Он не пропускает
ультрафиолетовые лучи, которые могут
повредить сетчатку, и поэтому слегка
желтый на просвет. С годами хрусталик
желтеет сильнее, и человек уже не видит
всего богатства фиолетовой части спектра.
Так что, когда говорится о яркости мира
ребенка, надо иметь в виду не только
психологическую свежесть восприятия, но и
физически более широкий диапазон
цветовой информации. Между прочим, и
слуховой диапазон у детей шире. Они
воспринимают ультразвук частотой до 40 кГц.
Но вернемся к зрению. Светосила
нашего объектива (отношение площади
зрачка к квадрату фокусного расстояния)
до 1:3 — это неплохо для угла зрения
около 100° в любой плоскости. У лучших
1
Глаз:
1 — роговица; 2 — радужная оболочка;
3 — хрусталик; 4 — сетчатка; 5 — пигментный
эпителий
Справа — элемент сетчатки
(свет на нее падает справа):
1 — пигментный эпнтелнй; 2 — слой наружных
сегментов; 3 — колбочка; 4 — палочка;
5 — слой клеток, обрабатывающих
информацию;
6 — волокна зрительного нерва
Внизу — фрагмент наружного сегмента
палочки
фотообъективов светосила 0,8:1, но четкое
изображение они дают только для угла
около 45°. Впрочем, наш объектив
фокусирует изображение не на плоскость, а на
часть сферы, что намного упрощает дело.
Иногда из-за тех или иных дефектов глаза
хрусталик не в состоянии «навести на
резкость». Приходится ему помогать — носить
очки. Другой случай, тоже, наверное,
хорошо известный большинству читателей:
если с одной из сторон линзы заменить
воздух на воду, ее фокусное расстояние
изменится. Поэтому, когда фотоаппаратом
или глазами пытаются пользоваться под
водой, приходится отделять оптику от воды
плоским стеклом. Иначе не удается
навести на резкость.
Чтобы делать хорошие снимки при
разной освещенности, в фотоаппарате
предусмотрена диафрагма. В глазу ее
роль выполняет радужная оболочка —
цветное колечко, середину которого
называют зрачком. В зависимости от
освещенности наш зрачок автоматически меняет
диаметр от 2 до 8 мм. Точно так же, как у
фотоаппарата, при этом уменьшается
глубина резкости. Люди, страдающие
близорукостью или дальнозоркостью в слабой
степени, хорошо знают, что на ярком свету
42

03мк
Колбочка (слева) н палочка (справа):
1 — пресинаптнческнй контакт; 2 — ядро;
3 — липосомы; 4 — митохондрии;
5 — внутренний сегмент;
6 — наружный сегмент
они хорошо'видят и без очков, а в сумерках
контуры предметов или букв расплываются.
Пигментный эпителий,
расположенный за сетчаткой, эффективно поглощает
свет, чтобы уменьшить его рассеяние, иначе
четкость изображения ухудшалась бы. Все
оптические приборы с той же целью чернят
изнутри. В глазах некоторых ночных
животных светочувствительность увеличивается
за счет четкости изображения. У них
глазное дно отражает лучи, прошедшие через
сетчатку. Так как оптическая плотность
сетчатки равна 0,3 (около половины
падающего на нее света поглощается), то
отражение от глазного дна увеличивает
количество поглощенного света еще на 25%.
Тем, кто пользуется зрением при
низких освещенностях, вообще нет смысла
заботиться о четкости изображения. Шумы,
обусловленные квантовой природой света,
накладывают жесткие ограничения на число
деталей, которые можно разглядеть при
заданном контрасте и освещенности.
Обсуждение этого вопроса отняло бы слишком
много места, но важно отметить, что зерно
нашей черно-белой «пленки» — периферии
сетчатки — имеет диаметр 30—40 мкм,
что соответствует требованиям,
необходимым для различения в сумерках
предметов, если они отражают света на 10%
больше, чем фон. При худшем освещении
сетчатка избыточна: зернистость
изображения, обусловленная флуктуациями
светового потока, будет больше зерна сетчатки.
При лучших освещенностях мы
переходим на цветную «пленку» — желтое
пятно в центре сетчатки. Здесь размер зерна
около 2 мкм — это как раз размер
дифракционного кольца, соответствующего
диаметру зрачка 2 мм. Таким образом,
зерно «пленки» соответствует
максимально достижимому качеству изображения как
при низких, так и при высоких
освещенностях.
Отметим, что в отличие от
фотоаппарата глаз обладает постоянным
временем экспозиции — около 0,1 с. У нас,
правда, нет затвора. Время экспозиции —
это промежуток, в течение которого все
фотоны, попавшие в глаз, воспринимаются
как одновременные. Поэтому две вспышки,
интервал между которыми меньше 0,1 с,
мы воспринимаем как одну. Для того чтобы
определить это время поточнее, проводили
такие эксперименты. Испытуемым
предъявляли вспышки равной энергии, но разной
длительности и, следовательно, различной
интенсивности (мощности). При
длительности вспышки меньше 0,1 с субъективное
восприятие ее яркости не зависело от
длительности — весь свет воспринимался как
мгновенная вспышка. При больших
длительностях восприятие яркости становится
обратно пропорциональным
продолжительности вспышки, то есть определяется
ее интенсивностью.
И наконец, роль колпачка играют
веки, в один миг, в прямом смысле этого
слова, прикрывающие глазное яблоко при
малейшей опасности. (Миг длится
приблизительно 0,1 с.) Слезные железы смывают
пыль с оптики и защищают глаз от бактерий.
Таков наш природный оптический прибор.
43

СТРУКТУРА ФОТОРЕЦЕПТОРОВ
Обратимся теперь к «пленке». Ее роль
выполняет сетчатка, состоящая из слоя
рецепторов и нескольких слоев других
клеток. Удивительно, но рецепторы
расположены на дальней от света стороне
сетчатки, прилегающей к глазному дну.
Все знают, что для цветного зрения
мы используем колбочки, а для
сумеречного черно-белого — палочки. Схема
устройства палочек и колбочек показана на рис. 2.
Нижние их части, именуемые внутренними
сегментами, содержат обычную клеточную
машинерию — ядра, митохондрии и т. д.
и образуют синаптические контакты с
клетками, воспринимающими сигналы от
рецепторов. Собственно фоторецептором
служит наружный сегмент —
высокоспециализированная органелла,
предназначенная, как уже говорилось, для «перевода»
информации с языка электромагнитных
колебаний на более привычный для
организма язык.
У колбочек наружная мембрана
образует складки, уложенные одна на
другую. В палочках эти складки по мере
развития отделяются от наружной мембраны,
образуя замкнутые мешочки-диски. Диски
образуются всю жизнь, приблизительно
через каждые 40 мин. С такой же скоростью
верхние диски, прилегающие к
пигментному эпителию, рассасываются. Похоже, что
диск имеет ограниченный срок службы,
сокращающийся при интенсивной работе.
Во всяком случае, у животных, выросших
в темноте, палочки оказываются длиннее
в 1,5 раза, чем у контрольных животных,
содержавшихся на свету.
Диски неплохо перегораживают
наружный сегмент: если освещать его
верхний конец, то нижний не реагирует на
свет. Чувствительность палочек выше
чувствительности колбочек, возможно,
потому, что на одинаковое количество
зрительного пигмента (который распределен по
всем мембранам наружного сегмента)
у них приходится гораздо меньшая
площадь наружной мембраны (см. рис. 2).
Колбочки бывают трех сортов:
«синие», с максимумом спектра поглощения
450 нм; «зеленые» (А,тая=530 нм) и
«желтые» (^тах = 570 нм). Максимум
спектра поглощения у палочек 500 нм, что
соответствует синевато-зеленому цвету.
Измерения, которые позволяют нам
уверенно называть эти цифры, были сделаны на
спектрофотометре с диаметром луча всего
1 мкм, ибо диаметр фоторецептора —
1,5—2 мкм. Задача осложнялась еще и тем,
что нужно было работать со светом столь
малой интенсивности, чтобы измеряемый
спектр не был искажен самим процессом
измерения: спектр изменяется при
поглощении молекулами фотонов, а в
палочках сетчатки теплокровных животных всего
около 107 молекул пигмента; в колбочках
его и того меньше.
Вопреки ранним представлениям
мембранологов о том, что белки более или
менее жестко закреплены в плоскости
мембраны, образуя «каркас» или
«мозаику», оказалось, что зрительный пигмент
свободно плавает в мембране диска. Если
наружный сегмент палочки засветить
полоской света в половину его толщины, то
поглощение в области 500 нм в этой
половинке упадет почти до нуля. Однако
примерно через полминуты оно вырастет уже
до половины от первоначального значения:
это молекулы родопсина с незасвечен-
ной стороны перемешались с
засвеченными. Из таких измерений Р. Коун впервые
определил вязкость биологической
мембраны, и она оказалась такой же, как у
оливкового масла,— около 2 сантипуаз.
Несмотря на то что молекулы родопсина
могут свободно передвигаться по диску и
вращаться вокруг оси, перпендикулярной
мембране, повороты вокруг осей,
лежащих в плоскости мембраны, для них
запрещены. Поэтому та сторона молекулы
родопсина, которая обращена внутрь диска,
никогда не оказывается снаружи.
Молекула родопсина состоит из бел-
ка-опсина и хромофора-ретиналя,
альдегида витамина А. Если в организме не
хватает витамина А, родопсин не
восстанавливается и наступает куриная слепота. Как
выяснили биохимики, деградацию витамина
А и, стало быть, выведение его из
организма можно ингибировать селеном. При
нехватке витамина А появляется шанс
уберечься от куриной слепоты, подтравливая
организм соединениями селена. Может
быть, этим объясняется результат
биофизиков из Баку, которые показали, что
добавка к корму животных соединений
селена приводит к улучшению зрения. (И
появился повод для поверхностных
рассуждений на тему «селен — фотоэлементы —
фоторецепция», которые, конечно, ни к
чему не привели.)
МЕХАНИЗМ РАБОТЫ ПАЛОЧКИ
Попытаемся понять, что же известно
о работе фоторецептора, какова цепочка
событий от поглощения фотона до
появления сигнала на синапсе. Сведения об
этом добывались как с «головы», от
поглощения фотона, так и с «хвоста», от синапса
и наружной мембраны.
Исторически раньше развивался
фотохимический подход. Еще в прошлом веке
немецкий ученый А. Кюне описал
зрительный пурпур, который на свету сначала
желтел, а потом совсем обесцвечивался.
Позже было установлено, что нативный,
готовый к восприятию света родопсин
содержит ретиналь в 11-цис-форме (что-то
вроде буквы Г), а в препаратах
обесцвеченного родопсина ретиналь находится в
транс-форме (похож на палку). Это
означало, во-первых, что Свет поглощается
ретиналем, и во-вторых, что после погло-
44

hv 10"'
родопсин гппррш^* прелюмиП/1п^^^ л
з
Схема фотолиза родопсина. Цифры около
названий промежуточных состояний
обозначают длину волны (нм) максимума
спектра поглощения,
а цнфры над стрелками — время
жнзнн (сек) каждого состояния
прн физиологической температуре. Процессы,
длительность которых превышает время
фотоответа, не показаны
щения света его молекулы изменяют
форму. Заметим, кстати, что сама по себе
изомеризация в растворе почти не требует
энергии. Так что часто употребляемое
выражение «энергия поглощенного фотона
усиливается в сетчатке» не вполне
правильно. На вход биологического усилителя
попадает лишь часть энергии фотона, а вся
она нужна в основном для того, чтобы
преодолеть энергетический барьер,
разделяющий цис- и транс-состояния ретиналя,
когда он связан с белком. После совершения
этой работы значительная часть энергии
фотона превращается в тепло.
Когда внутри белка вместо Г-образ-
ного ретиналя оказывается «палка», это
незамедлительно вызывает
последовательные сдвиги спектра поглощения то в одну,
то в другую сторону (рис. 3).
Каждое изменение спектра означает
какое-то изменение структуры белка, кон-
формационную перестройку. Стоп!
Собственно говоря, перевод уже выполнен:
ведь перестройка белковых молекул —
известное средство внутриклеточного
«языка». Значит, одна из этих перестроек (или
одно из промежуточных состояний) и
запускает дальше цепь событий, приводящую
к появлению сигнала...
Таково было представление о
фотохимическом механизме восприятия света
лет 20 тому назад, после работ группы
исследователей во главе с Дж. Уолдом,
получившим за них Нобелевскую премию. Он
же сформулировал вопросы, на которые
следовало искать ответы дальше: какая
именно перестройка ключевая, что она
«включает»?
Л
В течение 15 лет считалось наиболее
вероятным, что переход между метаро-
допсином I и метародопсином II является
как раз той стадией, которая запускает
дальше цепь событий, приводящую к
появлению сигнала. Однако в последнее время
стали накапливаться факты, плохо
согласующиеся с таким предположением. К тому же
в Институте биологической физики
АН СССР обнаружили, что
вышеописанная схема в своей последней части неточна.
Оказалось, что есть другие стадии, ранее
не известные, которые тоже могут играть
ключевую роль...
Ю Ю Ю2
И500*^МеТа,480*^Мета1138(Г^
Еще хуже обстоит дело с ответом на
второй вопрос. Здесь пока есть . только
разрозненные факты и туманные
предположения.
Давайте посмотрим, что дал для
понимания механизма работы фоторецептора
подход с «хвоста» — от синапса и мембраны.
Электрофизиологи сначала
исследовали электроретинограмму — изменение
электрического потенциала на сетчатке,
возникающее при попадании на нее света.
Эти изменения довольно сложны, так как
реакция фоторецепторов вызывает
реакцию других клеток в сетчатке и разобраться
в этой каше было очень трудно. В конце
60-х годов японские исследователи во
главе с Ц. Томита догадались регистрировать
электроретинограмму в растворе,
содержащем аспартат натрия — вещество,
разобщающее синаптические передачи. Ответ
сразу упростился и стал состоять из одного
пика, генерируемого рецепторами, потому
что все клетки, присоединенные к ним,
отключились.
Позже было выяснено, что в темноте
в наружный сегмент течет ток ионов
натрия. А на свету, как это ни удивительно,
ток уменьшается. Любой человек, когда его
просят сконструировать датчик, делает его
таким образом, чтобы при нулевом сигнале
тока не было. Природа, как правило,
поступает так же. Однако в фоторецепторе
она поступила иначе, и пока мы не
понимаем, почему. Если палочки поглощают по
одному фотону, ток уменьшается на 2—3%.
При вспышке света, дающей около 200
фотонов на палочку, ток прекращается совсем
и фотоответ насыщается (не растет больше
при увеличении энергии вспышки).
Ток, как известно, пропорционален
ЭДС и обратно пропорционален
сопротивлению цепи. На что влияет свет? На
ЭДС, создаваемую натриевым насосом, или
на сопротивление, определяемое
наружной мембраной? Для того чтобы ответить
на этот вопрос, сетчатку отравили оубаи-
ном — ингибитором натриевого насоса.
Ответ пропал. Но если теперь
искусственно создать градиент ионов натрия (быстро
повысить их концентрацию снаружи), то
фотоответ можно наблюдать снова.
Значит, фоточувствительностью обладает не
насос, а мембрана, сопротивление которой
растет при освещении. Повышение
сопротивления вызывает изменение падения
напряжения. Последнее распространяется
вдоль мембраны и доходит таким образом
до синапса.
На этом кончаются твердо
установленные факты, полученные с «хвоста». Мы
подошли к основному на сегодняшний день
вопросу фоторецепции: каким образом
45

конформационное изменение родопсина,
расположенного на мембране диска,
вызывает повышение сопротивления
наружной мембраны палочки?
Первую разумную гипотезу высказал
американский ученый В. Хэджинс. Он
предположил, что в темноте в дисках
накапливаются ионы кальция. При освещении
родопсин понижает сопротивление мембраны
диска на небольшое время. В междисковое
пространство выходит порция ионов
кальция, и это приводит к закрыванию
натриевых каналов наружной мембраны.
За 10 лет, прошедших со времени
опубликования, подтверждений этой
гипотезы получено довольно много. Кальций,
если его ввести внутрь наружного сегмента,
действительно повышает сопротивление
мембраны. И концентрация его повышается
в междисковом пространстве в ответ на
свет. И родопсин, попавший на
искусственную липидную мембрану,
кратковременно снижает ее сопротивление при
освещении (эти данные были получены в
Институте биологической физики АН СССР, а затем
подтверждены группой исследователей
из МГУ и Института химической физики
Академии наук).
И все-таки считать гипотезу
доказанной пока рано. Дело в том, что из
соотношения сигнала к шуму, который в палочке
не более одной трети величины,
соответствующей попаданию одного фотона в
секунду, следует, что порция ионов на
один фотон должна быть не меньше 10,
а лучше 30—40 штук. А во всех
экспериментах размножения не получается —
на один фотон всегда выделяется (или
может проходить) приблизительно один
ион Са++.
Второй недостаток схемы с кальцием
заключается в том, что она игнорирует
наличие в наружном сегменте палочки
ферментов, активность которых зависит
от света. (Справедливости ради отметим,
что практически все светозависимые
реакции открыты уже после того, как гипотеза
была высказана.)
Какие же факты установлены к
настоящему времени? Во-первых, при освещении
в палочке уменьшается концентрация
одного из циклонуклеотидов — циклогуано-
зинмонофосфата. Это обусловлено
активацией фермента, разрушающего циклону-
клеотиды,— фосфодиэстеразы. И здесь
также природа поступила «наоборот» —
стимул уменьшает концентрацию, а не
увеличивает (вспомните: освещение
уменьшает ток). Во-вторых, на свету уменьшается
концентрация гуанозинтрифосфата, или,
как говорят биохимики, активируется
ГТФаза.
Итак, нужно придумывать схему, в
которой свет вызывал бы рост
концентрации кальция, уменьшение концентрации
циклонуклеотида, активацию ГТФазы и в
конце концов рост сопротивления
наружной мембраны. В схемах недостатка нет. Но
ни одна из них не может объяснить все
факты. В частности, было показано, что
концентрации циклонуклеотида и кальция
могут варьировать в широких пределах, а
фотоответ не изменяется. Похоже, для его
генерации важны именно изменения
концентраций, а не их стационарные значения.
Л
Одна из причин, затрудняющих
увязывание данных биохимиков и
электрофизиологов, ясна. Последние работают при
интенсивностях света, обесцвечивающих
всего примерно десятимиллионную часть
пигмента. А методы биохимиков
позволяют обнаруживать изменения при
интенсивностях, по меньшей мере на два порядка
больших.
Заметим, что свет должен вызывать
два эффекта в наружных сегментах.
Первый— ответ на свет. Второй — адаптация,
регулирование величины ответа в
зависимости от общего освещения. Так вот,
биохимические данные могут относиться и к
первому и ко второму, и разделить, какие из
обнаруженных эффектов относятся к
фотоответу, а какие — к адаптации, пока не
удается.
Так что основной на сегодняшний день
вопрос фоторецепции — каким образом
конформационная перестройка молекулы
родопсина, расположенной на мембране
диска, превращается в повышение
сопротивления наружной мембраны,— еще ждет
своих закрывателей.
ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ
Итак, как-то,— пусть мы пока не знаем
в деталях, как,— поглощенный свет
преобразован в увеличение электрического
напряжения на мембране фоторецептора.
Дальше начинается обработка информации.
Как она происходит?
К сожалению, этого автор не знает.
Принципы, которыми пользуется наш мозг,
анализируя изображение, до сих пор не
понять!. Известны лишь результаты.
Мозг умеет как бы идеализировать
образы, абстрагируясь от признаков, в
данной ситуации несущественных. Скажем,
если мы увидим десять белок, то сначала
они покажутся одинаковыми (абстрактный
образ белки) и только потом мы уловим
различия между ними. Если написать
букву А десятью разными способами, то
даже ребенок 7—8 лет уверенно узнает ее.
Предпринимаются упорные попытки
научить машину делать то же самое, но
говорить, что проблема решена, пока рано.
(Иногда, правда, способность мозга
выделять в изображениях только
существенное нас подводит. Если предъявить
испытуемому лист с несколькими точками и
линиями, не дав как следует рассмотреть его,
то увидит он картину — букву,
симметричную фигуру или еще что-то,— достроенную
воображением.)
Удивительна способность мозга
делать поправки на точку зрения. Ведь в
46

зависимости от того, под каким углом и
с какого расстояния мы смотрим на
предмет, его изображение на сетчатке
значительно варьирует. Но мы довольно точно
оцениваем его действительные размеры и
форму. Дети уже в годовалом возрасте
обладают константностью восприятия
формы и размера — так называется это
свойство по-научному.
Несколько больше, чем о мозге,
известно про обработку зрительной
информации на сетчатке. Уже в
рецептор ном слое сигнал «расплывается» по
межклеточной среде в соседние рецепторы.
Реакция на световое пятно начинает
уменьшаться, когда его диаметр становится
меньше 30—40 мк, и в луче, засвечивающем
тольку одну палочку, чувствительность в
10 раз меньше, чем в широком пятне. Зато
если в широком пятне сделать тень,
закрывающую одну-единственную палочку, то
ее сигнал останется прежним, как будто
ее и не затеняли,— палочка ловит «утечки»
с соседних рецепторов.
Таким образом, хотя чувствительность
одной палочки — один фотон,
чувствительность той же палочки, включенной в
сетчатку, оказывается в десять раз
меньшей. Поэтому сигнал о вспышке
воспринимается только в случае попадания в
одно «зерно» десяти фотонов. (В отличие от
колбочек, к каждой из которых подходит
свое нервное окончание, палочки
объединены в группы от 100 штук в центре, до
1000 на периферии. Размер этих групп и
определяет «зерно» черно-белого зрения,
равное 30—40 мкм») Ясно, что это
существенно уменьшает вероятность увидеть
вспышку, которой не было, из-за ложного
срабатывания одного или нескольких
рецепторов.
В сетчатке же происходит первичная
обработка информации о цвете. По
существу, наш глаз передает информацию не о
цвете, а об окраске предметов. Цвет —
это спектральный состав света,
отраженного предметом, и он должен сильно
изменяться в зависимости от спектрального
состава самого освещения. Например, при
солнечном свете, более интенсивном в
фиолетовой части спектра, чем свет
электрической лампочки, красная бумажка
отражает больше голубых лучей, чем
голубая при свете лампы. Тем не менее мы
почти безошибочно определяем окраску
предмета при любом достаточно богатом
освещении. Глаз автоматически (скорее
всего без участия центральной нервной
системы) делает поправку на спектр
освещения. Ясно, что для такой коррекции нужно
как-то зафиксировать в сетчатке этот
спектр. У лягушки для этой цели служит
кольцо вокруг изображения
рассматриваемого предмета, соответствующее углу
зрения около 1 стерадиана. Поэтому
белый шарик на зеленом фоне кажется
лягушке красным, если диаметр зеленого экрана
больше 40 см. (Самцы лягушки, когда ищут
самку, могут устремляться за красным
пинг-понговым шариком. Это и позволило
узнать, что именно кажется лягушке.) У
человека, по-видимому, для коррекции
цветоощущения используется рассеянный в
глазном яблоке свет. Во всяком случае,
обмануть нас намного труднее.
Этим обусловлена одна из
трудностей передачи цвета по телевидению —
глаз делает поправку или на освещение в
комнате, где стоит телевизор, или на фон
телевизионного экрана. И субъективное
восприятие цвета зависит от размера
экрана, освещенности комнаты, от фона, на
котором происходит действие в
передаче и т. д.
Вообще цветное зрение —
привилегия, которой большинство млекопитающих
не обладает. Только высшие обезьяны и
человек пользуются им в полной мере.
(Сравнительно недавно' выяснилось, что
кошки различают цвета.) А вот рептилии,
рыбы, насекомые и птицы различают
цвета прекрасно — это доказано
поведенческими опытами биологов.
При достаточно большой
интенсивности света граница нашего восприятия
соответствует длине волны 700 нм. И
наиболее яркими нам кажутся желто-красные
цвета, воспринимаемые желтыми
колбочками. В сумерках, когда света для
колбочек недостаточно, граница видимого
спектра сдвигается до 650 нм, а наиболее ярким
кажется сине-зеленый цвет с длиной волны,
соответствующей максимуму спектра
поглощения палочкового пигмента E00 нм);
явление это называется сдвигом Пуркинье,
по имени чешского ученого,
открывшего его в прошлом веке. Красный свет с
длиной волны больше 650 нм не
засвечивает палочки, поэтому люди, работа
которых требует глубокой темновой
адаптации, могут не сидеть по два часа в темной
комнате, как это делали раньше астрономы.
Достаточно надеть красные очки, и можно
спокойно оставаться на ярком свету.
У животных, не обладающих цветным
зрением, длинноволновая граница
видимого спектра равна, естественно, 650 нм.
Поэтому ночью за ними можно наблюдать
и даже снимать кино, не боясь быть
замеченным, если пользоваться для подсветки
красным светом. «Что случится, если муле-
ту сделать белой, а костюм тореадора
красным?» — такой вопрос был задан
однажды в телепередаче «Что? Где?
Когда?» Ответ «ничего не изменится, так
как бык не различает цвета», хоть и был
признан правильным, на самом деле по
той же причине неверен. Для быка
мулета—темное шевелящееся пятно,
вызывающее оборонительную реакцию по
принципу «лучшая защита — нападение»,
тореадор же в белом костюме ясно
виден. При замене цветов техника
безопасности труда тореадора существенно
ухудшается, ибо теперь уже он будет темным
47

пятном... Точно так же: общаясь с собакой,
не забывайте, что самыми яркими ей
кажутся предметы синих тонов, а не
красных, как нам с вами.
Л
И наконец, про оптические обманы —
какая же статья о зрении без оптических
обманов?
Из их великого множества я опишу
только один, основанный на
фундаментальных свойствах системы усиления
оптического сигнала. Диапазон освещенностей,
в котором работает наш глаз, очень
велик— одиннадцать порядков. Регулировка
обеспечивается частично диафрагмой,
частично переходом от палочкового зрения к
колбочковому. И все равно
чувствительность колбочек приходится изменять в
миллион раз (то есть колбочки должны
уметь одинаково отвечать на стимулы,
отличающиеся по интенсивности в миллион
раз, когда меняется общее освещение).
Это явление называется адаптацией и
происходит прямо в колбочках.
При этом коэффициент усиления в
сторону «меньше» меняется быстро (за
доли секунды), а в сторону «больше» —
медленней (минуты). Поэтому адаптация
от темноты к свету происходит безболез-
нено, а вот наоборот... Ослепление —
явление, известное всем.
Если смотреть на яркий черно-белый
предмет, а затем быстро перевести взгляд
на серый фон, то в первый момент будет
виден послеобраз в виде негатива
первоначальной картинки. Рецепторы не успели
изменить коэффициент усиления, и те из
них, которые раньше получали много света,
дают маленький сигнал. Соответственно от
красного предмета будет зеленый
послеобраз, а от желтого — синий.
Можно наблюдать и положительные
послеобразы. Если в темной комнате
смотреть на горящую лампочку, вращающуюся
по кругу, то она будет восприниматься как
полоска длиной около 0,1с X V, где V —
скорость лампочки. При этом появится
хроматическая аберрация: хвост
изображения будет голубоватым, а голова —
красной. Очевидно, голубые колбочки
обладают несколько большим временем
экспозиции, чем красные.
А
Вот и подошел к концу рассказ о том,
как мы видим. Чтобы читатель представил
себе, насколько подробно он ознакомился с
предметом, замечу, что только радужную
оболочку, которой в этом рассказе уделено
две строки, изучают специалисты, имеющие
особое название — иридологи. И что
сведениям об устройстве глаза сто лет, об
обработке зрительной информации —
около двадцати. И только в рассказе о работе
палочки (которой автор занимался в
Институте биофизики Академии наук) есть
сведения, опубликованные в -научных
журналах в 1981 г.
ЧТО ЕЩЕ МОЖНО ПРОЧИТАТЬ
О ПРОБЛЕМЕ ЦВЕТНОГО ЗРЕНИЯ
Вавилов С. И . Глаз и солнц». М.: Наука,
1982.
Грегг Дж. Опыты со зрением. М.: Мир,
1970.
. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс. Фейн-
мановскне лекции по физике. Т. 3. М.: Мир, 1967.
В апреле 1983 года выйдет в свет
«ЖУРНАЛ ВСЕСОЮЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА
им. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА», 1983, № 2,
посвященный жидким кристаллам.
В обзорных статьях специалистов, публикуемых в номере, рассматриваются важнейшие
вопросы учения о жидких кристаллах, в том числе химические особенности веществ, их образующих,
преимущества технических устройств иа их основе, роль жидких кристаллов в здоровом и больном
организме, их применение в медицине и т. д.
Цеиа номера 2 руб.
Журнал в продажу не поступает и распространяется только по подписке. Подписка на № 2
принимается в отделениях Агентства «Союзпечать> без ограничения до 15 января 1983 г. По истечении
этого срока можно подписаться на этот номер непосредственно в редакции по адресу: Москва,
Центр, Кривоколенный пер., 12. Справки по телефону: 221-54-72.
48

Земля и ее обитатели
Рыбьи премудрости
Щедринский премудрый пескарь,
у которого была ума палата и который не
женился и детей не имел, за красными
девицами не гонялся, «жил — дрожал и
умирал — дрожал», для рыбьего мира
абсолютно не типичен. Чтобы рыба покинула
свое место в пищевой цепи (не дай бог
«щука заглотит или рак клешней
перешибет») или удрала из своей экологической
ниши в нору, где «только одному
поместиться впору», это не только для
премудрой, но и для самой глупой рыбы просто
немыслимо. Более того, вся рыбья жизнь
поев ящена продол жени ю рода. На этом
поприще рыбы, пожалуй, превзошли
многих других животных. Именно об этой
рыбьей премудрости и изобретательности в
основном и пойдет рассказ, а пока надо
сделать небольшое экологическое
отступление.
Первая экологическая систематизация
рыб по способам размножения была
предложена советским ихтиологом С. Г. Крыжа-
новским в 1949 году. В основе его
классификации был характер субстрата, на который
откладывается икра. Всего он выделил пять
экологических групп: литофилы (рыбы,
откладывающие икру на гальке, камнях,
подводных скалах), фитофилы
(откладывающие икру на водные растения),
псаммофилы (икра помещается на песчаный
грунт), пелагофилы (икра развивается в
толще воды), остракофилы (рыбы,
помещающие свою икру в жаберную полость
двустворчатых моллюсков или крабов).
Предложенный Крыжановским
принцип усовершенствовал канадский биолог
Э. К. Балон. Его классификация разделила
рыб еще и по таким признакам: неохраня-
ющие — это те, кто откладывает икру на
любом открытом субстрате или прячет ее;
охраняющие — рыбы, выбирающие
субстрат, строящие гнезда и заботящиеся об
икре; вынашивающие икру
(внешне-вынашивающие и внутренне-вынашивающие)...
Всего 32 подгруппы. Ну а как это выглядит
на деле?
Л
Проще всего у неохран яющих рыб.
Выбросили они икру в воду или
пристроили ее где-нибудь в траве, камешках или
корягах и гуляют себе на здоровье до
следующего нереста. У рыб этих
экологических подгрупп очень много икринок.
Оставаясь без присмотра, подавляющая
часть икринок погибает. Одной из наиболее
ярких представительниц этого клана служит
луна-рыба. Самка этой громадной
округлой рыбы (диаметр более двух метров!)
выметывает прямо в воду около 300
миллионов икринок.
А вот у рыб, прячущих икру, забот
побольше. Многие из них закапывают икру
в гальку или прячут в расщелины скал,
но есть такие хитрецы, которые
откладывают икру, скажем, в жаберную полость
двустворчатых моллюсков. Для этого
благого дела в период нереста у самок
вырастают яйцеклады. Приспосабливаются
и самцы. Например, самец горчака
выпускает молоки возле сифона моллюска, и
спермин вместе с водой засасываются в
мантийную полость. И лишь после этого
самка по приглашению самца с помощью
яйцеклада впрыскивает икру внутрь
моллюска. А самки ка реп рок то в (семейство
морские слизни), обитающие в Охотском
и Беринговом морях, пользуясь
восьмисантиметровым яйцекладом, вводят уже
достаточно зрелую (ранее
оплодотворенную) икру в околожаберную полость
крупных камчатских крабов.
В пересыхающих водоемах
африканских саванн и американской пампы
живут рыбы, названные Балоном ксеро-
филами. До прихода засухи они успевают
отложить икру в ил на дне водоема, а сами
погибают от засухи. Отложенные икринки
ждут наступления дождливого сезона
(иногда приходится ждать больше года). Среди
этих рыб преобладают карпозубообразные,
к которым, например, принадлежат хорошо
известные аквариумные рыбки — ното-
бранхиус Гюнтера.
Самые же мудрые рыбы сплотились
в группу охраняющих.
Красновато-коричневые рыбки с желтовато-красными
плавничками, именуемые копейной Арнольда,
откладывают икру вне воды. Эти
южноамериканские рыбки во время нереста
поступают так. Самец с самкой бок о бок
выпрыгивают из воды, на излете
одновременно делают сальто и оказываются кверху
брюшком под*» каким-нибудь листом или
выступом берега. В этот момент они залпом
выстреливают икру и молоки, и те
сливаются в слизистый комок из 5—12 икринок.
Этот акробатический номер повторяется
многократно, и в конце концов над водой
образуется кладка диаметром около 5 см.
Потом самец все время плавает под икрой
и каждые 10—15 минут с помощью
хвостового плавника обрызгивает ее водой.
Другие же копеины, даже ближайшие
родственники, ничего этого не делают —
откладывают икру на водной
растительности или на песке.
А вот так называемые гнездующие
рыбы — самые большие труженики. Мно-
49

гие из них перед откладкой икры заняты
тяжелыми земляными работами. Четырех-
рогая рогатка роет большую яму в мягком
дне, а липаринус, сделав гнездо в песке,
выкладывает его галькой. Самую же
громкую известность как специалисты по
подземным работам приобрели обитающие в
Африке двоякодышащие рыбы протопте-
русы, знаменитые еще тем, что в засуху
замуровываются в глиняный кокон и
впадают в многомесячную спячку. Перед
нерестом они роют подковообразные норы
диаметром около 30 см и глубиной
примерно в метр, оканчивающиеся овальной
гнездовой камерой, иногда с несколькими
запасными выходами. Отложенную в
норе икру денно и нощно охраняет самец.
Он злобно кусает всякого, кто
приближается к норе, не пасуя даже перед
человеком. Он пребывает в одном из отнорков,
где усиленно работает хвостом, все время
подгоняя свежую воду в выводковую
камеру.
А живущие в реках Панамы рыбы
вида аквиденс корулеопунктатус, отыскав
на дне лист каучукового дерева и отложив
на нем икру, потом стерегут ее. В случае
угрозы они берут лист в рот и переносят в
безопасное место. А сколько написано про
Самец тилапин добровольно устраивает себе
двухнедельную голодовку — не смыкает рот,
чтобы не повредить икру и выклевывающихся
из нее личинок. Столь стремительное
созревание икры и такая забота о потомстве
свидетельствуют о том, что тилапия может стать
дешевым источником полноценного белка
Крохотным хвостом эмбрион лосося вскрывает
оболочку икринки
гнездовую деятельность колюшек, о
драчливости и трудолюбии самцов этой
маленькой рыбки, воздвигающей из травы,
камешков и собственных выделений
великолепные мазанки. У гнездующих рыб рода
нотропис (американские родственники
нашего голавля) есть вид — нотропис кор-
нутус, представители которого
предпочитают откладывать икру в чужие гнезда, на
кукушечий манер.
Мелкие же рыбки амфиприоны сами
прячутся от опасности среди ядовитых щупалец
морских анемон, а гнезда для икры
устраивают у основания анемон. Оба родителя
обмахивают кладку плавниками для
вентиляции и удаляют погибшие иипмнки.

.^i*0»*
Желточный мешочек снизу выклюнувшегося
эмбриона лосося несколько недель будет его
единственным источником пропитания
Л
Ну а теперь пришла пора заняться
теми рыбами, которые по экологической
классификации вошли в группу
вынашивающих. Здесь много таких, кто
вынашивает икру на поверхности тела. Некоторые
носят на себе оплодотворенную икру,
подвешенную на слизистых нитях,
тянущихся от яйцеводов. Кое-кто из таких рыб
держит икру при себе до самого вы клева
личинок, но большинство, выбрав
подходящее местечко, освобождается от
драгоценной ноши. Такая транспортировка не
бесцельна — она обманывает хищников —
любителей икры, которые собираются в
месте нереста.
На последней стадии личииочиой жнзин, когда
желточный мешочек иссякает, крошечный
лосось начинает сам заглатывать
микроскопический корм
К экологической подгруппе
вынашивающих на голове принадлежит куртус
гулливери, живущий в водах Австралии и
Юго-Восточной Азии. У самцов этого вида
на голове вырастает причудливое
крючкообразное сооружение, на которое самка
откладывает гроздь икры, и самец носит
ее, как чалму.
Есть и рыбы, которые носят икру во
рту или жаберной полости. Например, так
поступают самцы амазонских сомов гал-
леихтисов, бережно держащие икру во
рту, и самки (иногда и самцы) некоторых
видов тилапий. Кстати, тилапии славятся
Икринки полосатой морской иглы, отложенные
самкой (справа), будущий папаша бережно
носит на своем брюшке
г'«,
'.<*
■S M : -

и супружеской верностью. Если в
аквариуме сменить самку, может произойти
трагедия — убийство новой супруги.
Среди так называемых рыб,
вынашивающих на коже, выявлен способ заботы
о потомстве, побивший все рекорды
рыбьего чадолюбия. Рекордсмены —
кошачьи сомы, живущие в Южной Америке.
На брюшке самок в период нереста
развивается губчатая ткань, в которую они как
бы втирают отложенную на дно
оплодотворенную икру. Икринки прочно
прикрепляются к этой ткани, а затем врастают в
нее. Потом каждая икринка соединяется с
материнским организмом тонким
стебельком, пронизанным кровеносными
сосудами, по которым эмбрион получает питание.
Есть и рыбы, которых можно назвать
сумчатыми. У них в хвостовой части тела
образуется выводковая сумка в виде
желобка, закрытого пластинками или кожей.
Владельцы сумок —самцы морских игл и
коньков — в период нереста устраивают
грациозные танцы, в финале которых самка
обвивается вокруг партнера и одаривает
его полной сумкой икры. Самец бережно
носит сумку, пока из нее не выплывут
мальки. Некоторое время они следуют за
папашей и прячутся в сумку в случае
опасности.
Наконец, не надо забывать о рыбах,
которые хранят икру внутри тела. Здесь
тоже великое разнообразие способов
сбережения икринок, брачные танцы,
церемонии, поединки...
Л
Для рыб, откладывающих икру в
толщу воды или на открытый субстрат, а
также для многих их подруг проблемы
обеспечения икринок кислородом
практически нет. Первых совершенно не
волнует, что почти вся икра гибнет, попав в
неблагоприятные условия, а вторые,
выбирая для себя приемлемую среду
обитания, тем самым заботятся и о потомстве.
Самец австралийского
куртуса гулливери
вынашивает икринки
на собственном лбу.
Их придерживает
клейкий крючковидный
вырост спинного
плавника
А такие рыбы, как горчаки, переложили
эту заботу на хозяев, в жабрах которых
развивается икра.
Еще радикальнее поступают копеины
Арнольда, располагающие свою икру над
водой. Но они вынуждены заниматься
водоснабжением для увлажнения и
промывания икры. Большинство же рыб
уподобляется живым вентиляторам — до выклева
личинок изо всех сил, всеми своими
плавниками гонят свежую воду к икре.
У самцов южноамериканского
родственника протоптера — лепидосирена на
время охраны икры (в такой же норе, как
и у протоптера) появляются ветвящиеся
выросты длиной 5—8 см, сплошь
пронизанные кровеносными сосудами.
Предполагают, что с помощью этих выростов
самец обогащает кислородом воду в норе,
используя запас воздуха в плавательном
пузыре, превратившемся в «дыхательный
орган».
Но если икра лежит большими
комками, в глубоких ямах и норах,
проветриванием многого не добьешься. Здесь должны
действовать какие-то другие факторы.
Пожалуй, тут самое время вспомнить
осенние «в багрец и золото одетые леса». Все
это буйство красок породили каротиноиды,
цвета которых как бы проявляются после
разложения хлорофилла в листьях. Эти
вещества синтезируются во всех растениях:
от примитивных крошечных синезеленых
водорослей до гигантских высших
покрытосемянных деревьев.
Когда наш стол украшен розовой
лососиной и красной кетовой икрой, мы
опять-таки имеем дело с каротиноидами.
Есть эти вещества в теле и икре многих
других рыб. Так вот, тщательные
эксперименты поведали, что водные животные, в
тканях которых много каротиноидов,
нетребовательны к содержанию кислорода в
воде и устойчивы перед лицом
загрязнений. Согласно одним гипотезам,
каротиноиды либо аккумулируют кислород,
либо обеспечивают его так называемый
электроноакцепторный эквивалент.
Говоря проще, участвуют в биохимических
реакциях дыхания. Другие же гипотезы
гласят, что каротиноиды каким-то образом
связывают и обезвреживают отходы обмена
веществ, например аммиак.
И не любопытно ли, что в икре и
телах многих рыб предостаточно
каротиноидов и витамина А? Причем больше всего
этих веществ у рыб, откладывающих икру
в непроточной воде, в глубоких норах,
зарывающих ее в рыхлый грунт...
Из двадцати тысяч видов рыб, ныне
обитающих на планете, способы
размножения более или менее исследованы
только у трехсот видов. И на этом поприще
нас ожидает еще много сюрпризов — на
выдумки природа таровата. КОТИК
Л. В. СИВЦЕВА

Микробы
запасают
металлы
В. Ф. ЧУБУКОВ
МЕДЬ, УРА К
ЗОЛОТО...
Жители многих
приморских стран издавна
собирали морские водоросли —
вкусное, питательное блюдо,
корм для домашних животных,
удобрение для полей. Кроме
того, водоросли — богатый
источник иода: его в них до
1,2% от сухой массы. Это
значит, что концентрация иода,
скажем, в ламинарии в
200 000 раз выше, чем в
морской воде.
Морские животные и
растения могут накапливать в
своем организме и другие
вещества, растворенные в
морской воде. Вот, например,
крошечное простейшее
животное — акантария, одна из
разновидностей радиолярий. Она
строит свой скелет не из гипса
или окиси кремния, как все
другие представители
планктона, а из минерала
целестина — сульфата стронция,
которого в воде ничтожно
мало — всего 0,0008%. Морские
губки способны накапливать
золото из его солей,
растворенных в морской воде в еще
более низкой концентрации —
0,0000000004%!
Но настоящими
рекордсменами по извлечению
металлов из окружающей среды
оказались микроорганизмы —
бактерии, плесени,
микроскопические водоросли,
обитающие в почве, пресноводных
водоемах и морской воде.
Плесневые грибы аспергиллы
I
Срезы клеточной стеики
бактерии Bacillus subtilis
после 5 минут (а) и
10 минут (б) пребывания в
5 мМ растворе АиС1я •
• 2Н20. Стрелками
показаны центры
кристаллизации
металлического золота.
Фото из журнала
"Journal of Bacteriology"
содержат до 0,3% меди — в
30 000 раз больше, чем *
окружающей среде. Многие
бактерии в больших количествах
накапливают уран: пресноводная
микроводоросль хлорелла —
до 0,4% сухой массы, актино-
мицеты — до 4,5%,
денитрифицирующие бактерии —
14%, а специально отобранные
культуры дрожжей или псев-
домонад — до 50% I
Механизмы накопления
металлов микробными
клетками все еще очень мало
изучены, и исследователи,
работающие в этой области, то и
дело наталкиваются на
совершенно новые факты. Недавно
группа канадских ученых под
руководством Т. Бевериджа
опубликовала очень
интересные данные о бактерии,
известной под названием сенной
палочки (Bacillus subtilis). При
выращивании этой бактерии в
растворе хлористого золота
на ее стенках образуются
микрокристаллы чистого
металлического золота.
Выяснилось, что накопление металла
происходит в два этапа.
Сначала катионы Аи3+, находящиеся
в растворе, взаимодействуют с
отрицательно заряженными
группами макромолекул,
входящих в состав клеточной
стенки бактерии (с фосфатными
группами фосфорилирован-
ных полисахаридов или с
карбоксильными группами пепти-
догликана). При этом
возникают своеобразные ядра
кристаллизации, на которых затем
быстро осаждается металл из
раствора (рис. 1). Кроме
золота, сенная палочка может
извлекать из раствора еще
40 металлов.
ЗАЧЕМ ИМ ЭТО
НУЖНО!
И золото, и
большинство других металлов, которые
накапливают в своих клетках
микроорганизмы,— это
тяжелые металлы. Давно
известно, что такие металлы даже в
ничтожных концентрациях
ядовиты. Проникая в живые
клетки, они нарушают их
жизнедеятельность: инактивируют
ферменты, вызывают разрывы
в цепях нуклеиновых кислот
и т. д. Возникает вопрос:
зачем же в таком случае
микроорганизмы накапливают эти
потенциально опасные
вещества?
Ответ, по-видимому,
довольно прост. Металлы могут
сорбироваться на клетках
микроорганизмов именно потому,
что они токсичны и их надо
как-то нейтрализовать. Дело в
том, что уже давно
установлено: свое токсическое действие
тяжелые металлы проявляют
53

только в виде ионов. Если
же их тем или иным способом
перевесту в связанную форму,
то они лишаются токсических
свойств. Это отчасти
напоминает механ изм самозащиты,
выработанный некоторыми
морскими водорослями, о
которых рассказывалось в
«Химии и жизни» A980, № 3):
эти водоросли умеют
обезвреживать токсичные соединения
мышьяка, ев язывая их с
промежуточными продуктами
фотосинтеза и откладывая в
клеточных мембранах в виде
безвредных производных.
Такое же положение и здесь:
металл, отложенный в клеточ-
Магнетосомы —
скопления
магнетита диаметром
до 500 А
в цитоплазме бактерии
Aquasplrillum
magnetotacticum.
Фото из журнала
"Scientific American"
ной стенке в кристаллическом
виде или в виде плохо
растворимых соединений,
оказывается безвредным для
микроба.
Но это, очевидно, не
единственная причина
накопления металлов. Отложения
металла могут быть,
например, своеобразным «отходом»
основных жизненных
процессов. Так обстоит дело,
по-видимому, у многих железо- и мар-
ганцеокисляющих бактерий.
Они питаются готовыми
органическими веществами,
которые в естественных условиях
часто представлены метал л о-
органическими соединениями.
В таких соединениях металл,
с точки зрения бактерии,—
такой же балласт, как для
человека, скажем, косточка в
вишне; не имея возможности
его выплюнуть, бактерия
откладывает его на своей
клеточной стенке.
Далеко не всегда металл
является для микроорганизмов
ненужным балластом.
Некоторые металлы необходимы
микробам — или постоянно, или в
какие-то определенные
моменты развития. Например,
известный азотфиксирующий
микроорганизм — азотобактер
нуждается в железе, без
которого не может работать
важный для его
жизнедеятельности железосодержащий
фермент нитрогеназа. Металлы
могут входить в состав
различных внутриклеточных
транспортных систем,
поддерживать определенный ионный
состав клеток. Во всех таких
случаях способность
накапливать металл оказывается для
микроорганизма полезным
свойством.
Металлы могут играть
важную роль и в
экологических взаимоотношениях
микроорганизмов. Примером
может служить обитающая в
Атлантике, у берегов Флориды,
цианобактерия Gomphosphae-
ria aponia. Для своей
жизнедеятельности она нуждается в
железе, которое запасает «на
черный день», откладывая в
виде гидроокисей на своей
клеточной оболочке. Такая
способность дает ей
преимущество перед живущей в тех
же водах нитчатой водорослью
Gymnodinium breve, которая
тоже нуждается в железе, но
накапливать его впрок не
может. Поэтому размножение
цианобактерий приводит к
массовой гибели их
конкурентов.
Совершенно особую
роль играет способность к
накоплению металла в экологии
недавно обнаруженной группы
пресноводных бактерий,
обладающих свойством магнето-
таксиса — движения вдоль
силовых линий магнитного
поля (см. статью А. Минеева
«О магнитах, бактериях и маг-
нитобиологии» в № 10 «Химии
и жизни» за 1980 г.). Эти
бактерии содержат цепочки магне-
тосом — скоплений
магнетита FeoO • Fe2Os диаметром до
500 А (рис. 2), которые, как
магнитная стрелка,
ориентируют бактерию в пространстве и
определяют направление ее
передвижени я в воде. Из-за
того, что силовые линии
земного магнитного поля проходят
не строго горизонтально, а
наклонены под тем или иным
углом (это называется
магнитным наклонением), бактерия,
стремясь плыть к северу, в
северном полушарии при этом
«зарывается» в толщу воды,
где, по-видимому, находит
оптимальные условия для своего
развития: подходящую
температуру, соленость, скопления
питательных веществ. К тому
54

же все эти бактерии относятся
к числу анаэробов и поэтому
вынуждены избегать
поверхностных слоев воды, богатых
кислородом. Любопытно, что
подобные же бактерии,
выловленные в южном
полушарии, передвигаются в сторону
не северного, а южного
полюса.
Микроорганизмы,
накапливающие железо и
марганец, играют важную роль в
почвообразовательных и
геохимических процессах,
участвуя в образовании скоплений
железо-марганцевых
конкреций на дне океанов, широкая
промышленная разработка
которых, как ожидают, может
начаться уже в ближайшее
время.
Накопление
микроорганизмами металлов иногда
может представлять и большую
опасность для различных
звеньев экологических систем.
В особенности это касается
накопления радиоизотопов и
некоторых алкилированных
соединений металлов,
представляющих собой крайне
ядовитые вещества.
ЖИВЫЕ СОРБЕНТЫ В
ТЕХНОЛОГИИ
Большинство
микроорганизмов, о которых шла до
сих пор речь, живет в водной
среде, преимущественно в
океане. Между тем в
последние годы Мировой океан все в
большей степени
рассматривается как потенциальный
источник разнообразных
полезных веществ, запасы которых
на суше заметно
уменьшаются, а иногда и близки к
исчерпанию. В морской воде
растворено 6 млрд. тонн меди,
4 млрд. тонн урана,
полмиллиарда тонн серебра, почти
10 млн. тонн золота. Нельзя ли
извлечь эти богатства с
помощью микроорганизмов,
обладающих такой удивительной
способностью
концентрировать металлы?
Это отнюдь не
праздная фантазия. Несколько лет
назад группа ученых из ФРГ
запатентовала биофильтр для
получения из морской воды
урана с помощью
одноклеточных микроводорослей,
плесеней или нитчатых бактерий,
способных специфически
сорбировать этот элемент.
Суммарная поверхность фильтра
превышает 100 м2; его
предполагается установить в при-
ливно-отливной зоне, где
через него за сутки будет
проходить не менее 16 м3 морской
воды. Среднее содержание
урана в ней — 3 • 10 7%;
нетрудно подсчитать, что если
весь уран, который есть в воде,
будет уловлен водорослями,
то за год мы получим его около
18 г. Это, конечно, немного,
однако можно поставить не
один, а много таких
биофильтров или увеличить их
пропускную способность. Если же
через них пропускать
природные воды, протекающие
вблизи урановых месторождений,
где концентрация урана
бывает иногда в тысячу раз выше,
чем в морской воде, то
перспективы становятся совсем
заманчивыми.
В подобных
технологических процессах могут
работать не только живые, активно
функционирующие
микроорганизмы, но и отдельные их
компоненты, например
препараты клеточных стенок
бактерий. Эта технология, по
утверждению ее сторонников,
выгоднее существующих
методов, основанных на
применении химических сорбентов.
В частности, биологическая
сорбция идет гораздо быстрее
химической. Например, при
извлечении урана или золота
из раствора химическими
сорбентами равновесное
состояние устанавливается лишь
через много часов, а тот же
процесс с участием
биологического сорбента — клеточных
стенок сенной палочки — может
занимать всего несколько
минут.
Микробы,
накапливающие металлы, превосходят
химические сорбенты и по
емкости и специфичности
сорбции.
Особенно важно то, что
при этом сорбентом может
служить, по существу,
бросовый материал, отход
производства. На предприятиях
микробиологической
промышленности (например, на заводах,
вырабатывающих кормовые
аминокислоты) образуются сотни
и тысячи тонн биомассы
микроорганизмов, которую просто
выбрасывают. На заводах по
производству антибиотиков
тоже образуется много
отходов — мицелия плесневых
грибов-продуцентов, который
пока приходится вывозить и
закапывать в глубоких
траншеях, чтобы не загрязнять
окружающую среду. Нетрудно
подсчитать, какую экономию
можно получить, используя эти
отходы для извлечения металлов.
Наконец, с помощью
микробов-биосорбентов
можно очищать от тех же тяжелых
металлов, в том числе и
радиоактивных, промышленные
стоки. При таком способе не
требуется предварительная
очистка сточных вод от
взвешенных частиц и
органических примесей, а загрязнения
извлекаются быстрее, чем
химическим путем. Например,
культура плесеней фикомице-
тов удаляет из загрязненной
воды уран в 3,5 раза быстрее,
а торий — в 2,3 раза быстрее,
чем ионообменные .смолы.
Если же использовать
культуру денитрифицирующих
бактерий, то уже через 8 минут
контакта с биосорбентом
концентрация урана в воде
снижается с 25 до 0,5 мг/л.
Такая быстрота и надежность
детоксикации позволили
американским исследователям
рекомендовать новый метод для
ликвидации последствий
возможных аварий атомных
реакторов.
Для повышения
эффективности подобных систем
очистки можно
«усовершенствовать» используемые в них
микроорганизмы методами
генной инженерии. В США уже
запатентован способ
биологической детоксикации ртуть-
содержащих сточных вод —
там работают бактерии
псевдомонады, которым ввели
плазм иды, определяющие
синтез «белка, способного
связывать ртуть из ее соединений —
как органических, так и
неорганических. «Отработавшие»
клетки потом сжигают, а ртуть
выдел я ют из продуктов их
сгорания.
Технологические
решения, основанные на
использовании биосорбентов,
расширяют возможности охраны
окружающей среды и
открывают перспективы получения
ценного сырья для
промышленности. Нет сомнения в том,
что это новое направление в
биотехнологии ожидает
большое будущее.
55

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
«СОЛНЕЧНЫЙ»
ТРАНЗИСТОР
На Светловодском
заводе чистых металлов (УССР)
впервые в стране освоен
выпуск солнечных батареек для
питания транзисторных
приемников. В качестве материала
для фотоэлементов,
преобразующих солнечное излучение
в электричество, используются
отходы основного
производства завода. Новые батарейки
отличаются высокой
надежностью и долговечностью.
* ХЛЕБ
С МОЛОЧНЫМ
САХАРОМ
Когда делают сливки и
сливочное масло, остает^с я
обезжиренное молоко. Очень
заманчиво было бы
использовать его в сухом виде для
выпечки хлеба — и польза,
и вкус лучше. Но, к сожале-
н ию, много такого молока в
тесто не положишь, так как в
нем молочный сахар, лактоза,
которую хлебопекарные
дрожжи не сбраживают. И хлеб
получается плотный, не пышный.
Выходящий в Киеве
журнал «Пищевая
промышленность» A982, № 2)
сообщает о недавнем исследовании,
в ходе которого вместе с
восстановленным сухим молоком
в тесто добавляли ферменты,
вызывающие гидролиз
лактозы. Брожение в этом случае
шло хорошо и быстро, хлеб
получался вкусным, с красивой
коркой, мало крошился,
черствел медленнее обычного. Про
высокую питательность
говорить не приходится — добавка
как-никак молочная,
натуральная.
МИНЕРАЛЬНЫЙ
БАРЬЕР
Барьером на пути
лесного пожара может быть
раствор, своевременно внесенный
в почву на границе горящего
участка. Например, раствор
минерала бишофита,
дешевого и безвредного.
Об агрегате, созданном
в ленинградском НИИ лесного
хозяйства, и о его
усовершенствованных модификациях,
позволяющих вносить заданные
количества минерального
раствора под требуемым дав л е-
?
нием, сообщил журнал
«Лесная промышленность» A982,
№ 6). Этот самоходный
агрегат на гусеничном ходу
распахивает плугом полосу и
впрыскивает раствор в почву. Чтобы
сразу было видно, где
проложен минеральный барьер,
бесцветный раствор бишофита
подкрашивают анилиновыми
красителями — и тогда за
машиной тянется красная
огнезащитная полоса.
БЕЛОСНЕЖКА
ИЗ ТЕРЕЗИНО
Новый сорт сои,
районированный уже в Полтавской и
Николаевской областях, назван
Белоснежкой не ради красного
словца. От всех прочих сортов
его можно отличить с первого
взгляда — только у него есть на
листьях белая опушка. Но,
разумеется, не ради этого
Белоснежку стали сеять на Украине.
Скороспелость, повышенная
урожайность, устойчивость к
засухе и высокое содержание
белка — вот козыри нового
сорта. Правда, Белоснежка
трудна в уборке из-за низкого
расположения бобов, но к
этому можно приспособиться. Во
всяком случае, ею
заинтересовались не только у нас в стране,
но и за рубежом.
РАЗМЫШЛЕНИЕ
НАД ЖУРНАЛАМИ
Сокращение расходов
на научные исследования в
Великобритании коснулось и
библиотек: им приходится
сокращать подписку на
специальные журналы. Но как
определить, от каких журналов
можно отказаться, а какие
оставить? Химик Дж. Эмсли
попытался ответить на этот
вопрос, исходя из того, где пе-
ч атаютс я стать и, чаще всего
цитируемые в мировой
научной литературе («New
Scientist», v. 93, № 1298). Изучив
все химические журналы за
1978—1979 годы, он
обнаружил, что чаще всего
цитировались публикации из «Journal
of the American Chemical
Society» (в среднем по 5,1
ссылки на каждую статью),
«Angewandte Chemie
International English Edition»
E,0 ссылки) и «Inorganic
Chemistry» B,9 ссылки). В
списке 50 ведущих журналов
56

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
мы находим и советские —
точнее, их английские
переводы, издаваемые за рубежом:
«Zhurnal Organicheskoi Khi-
mii» @,8 ссылки), «Zhurnal
Obshei Khimii» и «Akademii
Nauk SSSR I z v estiya, Seria
Khimicheskaya» (no 0,6 ссылки).
ЛОКАТОР
НА БАМПЕРЕ
Зеркало заднего
вида — обязательная
принадлежность автомобиля. Но с его
помощью водитель может
увидеть, к сожалению, далеко
не все, что происходит позади
машины. Особенно опасна
«слепая зона» за кузовом
грузовика, движущегося задним
ходом — водителю тогда
приходится полагаться лишь на
свою интуицию и
благоразумие окружающих. Для
водителя «глазом на затылке»
может стать ультразвуковой
локатор, устанавливаемый на
заднем бампере. Как сообщил
журнал «Е lectron ics» A982,
т. 55, № 3), локатор не только
предупреждает водителя
звуковым сигналом о
препятствии в «слепой зоне», но и
показывает на специальном табло,
где препятствие и какое оно.
О ПОЛЕЗНОМ
ДОЛГОНОСИКЕ
Обычно о долгоносиках
говорят только как о
вредителях. Однако нет правил без
исключения. В некоторых
тропических странах чрезвычайно
расплодился сорняк —
плавающий папоротник Salvina moles-
ta. Он размножается
чрезвычайно быстро: при
оптимальных условиях биомасса
удваивается всего за три дня.
Химические методы борьбы с ним
требуют слишком больших
затрат. Поэтому стали искать
его природных врагов, прежде
всего насекомых. Оказалось,
что маленький черный
долгоносик охотно откладывает яйца
в корневищах сорняка, а
вылупившиеся из яиц личинки эти
корневища столь же охотно
поедают. Да и сами жуки не
прочь полакомиться сорным
папоротником. В Австралии
были проведены
эксперименты, результаты которых
позволяют считать, что на сорный
папоротник найдена
биологическая управа.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
СТЕКЛЯННАЯ
ЧЕЛЮСТЬ
Стекловолокно,
стеклоткань, стеклопластик —
привычные словосочетания. А
сейчас появилась еще и стекло-
кость. Предложен новый
материал для замены костной
ткани на основе пористого
стекла. Желая подчеркнуть
биологическую совместимость
нового материала, авторы
назвали его биостеклом.
Состав его, в общем-то, тра-
диционен: окислы кремния,
кальция, фосфора... Полагают,
что этот материал будут
использовать в
восстановительных операциях на лице, а также
при замене локтевых и
коленных суставов.
И ЕЩЕ ОДИН ПРОГНОЗ
Конец света — через
100 млн. лет, с таким
прогнозом на страницах журнала
«New Scientist» A982, т. 94,
№ 1302) выступили двое
английских ученых — Дж. Лав-
лок и М. Уайтфилд. Они
считают, что никакие естественные
процессы, происходящие на
Земле, не могут
компенсировать непрерывное увеличение
температуры нашего светила.
К счастью, процесс нарастания
температуры Солнца идет
очень медленно, и
естественный тепловой баланс нашей
планеты по этой причине
нарушится лишь через 100 млн. лет.
ЧТО ТАКОЕ
«БИО-ФЛОК»
Так называется новый
флокулянт для очистки
питьевой воды и стоков,
разработанный в Швеции. Вообще
назначение флокулянтов —
собрать в достаточно крупные
и рыхлые скопления мелкие
частицы, взвешенные в воде.
Чаще всего для этой цели
применяют сернокислый
алюминий. «Био-флок» содержит это
вещество и сверх того сульфо-
нат лигнина (отход
целлюлозного производства) и
соединение редкоземельного металла
церия. Утверждают, что «био-
флок» в сто раз эффективнее
сернокислого алюминия и
всего лишь в десять раз дороже
его. Особенно полно с его
помощью из воды удаляются
соли тяжелых металлов.
57

Элемент № ...
75
Re
186 2133b
Рений, нефтехимия,
катализ
Доктор химических наук
М. А. РЯШЕНЦЕВА
Открытый чуть больше полувека
назад элемент № 75 рений не принадлежит
к числу жизненно важных элементов.
Интересуются им сравнительно немногие:
специалисты по редким и рассеянным
элементам, металловеды, занимающиеся
тугоплавкими сплавами, конструкторы
прецизионных приборов. В последние два
десятилетия этот недлинный список
пополнили химики-органики: катализаторы, в
составе которых есть элемент № 75, оказались
активными и специфически,
целенаправленно действующими во многих
реакциях тонкого органического синтеза. И не
очень тонкого — тоже.
В технической литературе по
нефтехимии в последние годы часто фигурируют
такие понятия, как платформинг и рени-
форминг. Это частные случаи
каталитического риформинга с участием
соответственно платины или сочетания платины с
рением в качестве катализаторов. А рифор-
минг вообще — это процесс превращения
определенных нефтяных фракций в
ароматические соединения и
высокооктановый бензин. И в этом главная причина
нынешнего интереса к элементу № 75.
О КАТАЛИЗЕ ВООБЩЕ
И В ЧАСТНОСТИ
Теоретически катализаторы,
направляя и ускоряя ход реакций, сами не
расходуются, возвращаясь в конце всех
превращений в исходное состояние. В
действительности дело обстоит сложнее:
катализаторы вымываются потоками реагентов,
травятся каталитическими ядами, порой
необратимо. Поэтому цена катализатора
достаточно важна. Тем не менее
промышленный катализ использует и золото, и
платину, и платиноиды, и рений — самые
дорогие металлы. Использует потому, что
к действию большинства реагентов они
действительно устойчивы, обладают
высокой активностью, а главное,
специфичностью, избирательным действием.
Единой теории катализа до сих пор
не существует. Неоднократно
предпринимались попытки связать каталитическую
активность того или иного вещества с его
физико-химическими свойствами:
структурой, электропроводностью, работой
выхода электронов, магнитной
восприимчивостью, кислотностью. Однако в
большинстве случаев эти попытки не позволяли
предсказать каталитическую активность
конкретного вещества в конкретной
химической реакции или группе реакций.
Рений стал исключением из этого
правила лишь отчасти. Академик А. А.
Баландин в свое время предложил мульти-
плетную теорию катализа (о сути ее здесь
говорить не будем) и на ее основе
предсказал, что рений должен ускорять реакции
дегидрирования шестичленных
циклических углеводородов. Предсказание
подтвердилось, но, увы, в этой реакции рений-
содержащие катализаторы оказались не
лучше многих других. А вот почему геп-
тасульфид рения Re2S7 — лучший
катализатор гидрирования пиридиновых
оснований, теоретически не объяснено. Пытались
объяснить это обстоятельство
образованием на поверхности Re2S7 так называемых
кислотных центров, подтвердили
существование этих центров экспериментально,
но — не все органические вещества
основной природы охотно присоединяют
водород в реакциях с участием Re2S7.
Алюмоплатиновый катализатор, в
состав которого входят рений или его
соединения, широко применяется в
нефтеперерабатывающей промышленности, а
единой точки зрения на механизм действия
рения в таких катализаторах до сих пор
нет. Констатируют в самых общих чертах:
каталитические свойства элемента № 75
объясняются тем, что это переходный
металл, сосед платины в менделеевской
таблице, хороший комплексообразова-
тель. И только. Теория здесь, как и во
многих других случаях, пока не поспевает за
практикой.
ЧТО МОЖЕТ РЕНИЙ
Химические свойства всех элементов
определяются строением электронных
оболочек в их атомах и соответственно
местом элемента в периодической системе.
Каталитические свойства характерны
прежде всего для переходных металлов с
неполностью застроенными предпоследними
d-оболочками. Это и никель, и ванадий,
и железо, и платина, и рений, естественно.
Он, как установлено, может
существовать в нескольких валентных
состояниях — от —1 до +7, образуя при этом
различные по составу и свойствам
соединения. Самые устойчивые из них — сое-
58

динения семивалентного рения, например
оксид Re207l довольно летучее
(температура кипения 360°С), хорошо
растворимое в воде кристаллическое вещество
светло-желтого цвета. Кстати,
своеобразные свойства этого оксида помогают
выделять рений из рениевых
концентратов.
Самая первая в мировой научной
литературе публикация о каталитических
свойствах рения появилась через пять лет
после открытия элемента, в 1930 г.
Известный немецкий органик О. Тропш и его
сотрудник X. Каслер сообщили, что рений
может быть катализатором реакции
гидрирования (гидрогенизации) этилена: Н2С =
=СН2+Н2 ->- Н3С—СН3.
Конечно, практического интереса в
наши дни эта реакция не представляет,
куда привлекательнее обратное
превращение: ненасыщенные углеводороды —
сырье для получения полимеров, и
полиэтилен среди них занимает отнюдь не
последнее место. Тем не менее реакции
гидрирования в наши дни чрезвычайно
важны — ив нефтехимии, и в попытках
получить жидкое топливо из твердого
(см., например, «Химию и жизнь», 1980,
№ 12, статью «Воздействие на уголь»).
Больше всего публикаций,
посвященных каталитическим свойствам рения,
приходится на 1971 —1975 годы. Стали
использовать как сам рений
(металлический, тонкодисперсный, нанесенный на
сетки и гранулы из недорогого материала-
носителя), так и соединения рения с
кислородом или серой, его сплавы с никелем,
палладием, платиной. На рениевых
катализаторах могут идти превращения не только
чистых углеводородов, но и молекул,
содержащих азот или серу. В
нефтепереработке избавление от серы — одна из
трудных и важных задач: сернистые
соединения вызывают ускоренную коррозию
двигателей, да и примесь сернистого газа
в выхлопе — не удовольствие. Процессы
присоединения и отщепления водорода —
зто первая из трех главных групп реакций
с участием рениевого катализатора.
Вторая — получение с его помощью
труднодоступных органических соединений
разного строения и состава. Третья —
облагораживание бензиновых фракций в
процессах риформинга.
Расскажем немного подробнее о
некоторых конкретных реакциях.
Гидрогенизация и дегидрогенизация.
В нефтехимии часто бывает нужно
разорвать (с помощью водорода) двойную
связь С=С: ненасыщенные связи —
причина образования смолообразных веществ.
Ясно, что в любом двигателе они
совершенно ни к чему. Тот самый случай, когда
двойная связь вредна, когда ее надо
насытить. Но часто молекулы, содержащие
такую связь, достаточно сложны, и тогда
поступающий водород может вступить
в побочные реакции. Рениевый же
катализатор (как немногие другие) точно «бьет»
именно в нужную точку, в двойную связь,
не затрагивая при этом иных связей,
например С—CI.
И тот же рений проявляет большую
активность (и селективность действия) в
практически важной реакции
дегидрогенизации спиртов, такой например:
снон —40°с с=о+ н2
Н3С/ Re Н8С
Выход целевого продукта, в данном случае
ацетона, составляет примерно 85%.
В зависимости от условий процесса
можно превращать на рениевом
катализаторе спирты в альдегиды или кетоны,
а можно и кислоты в спирты, причем
высшие. И в том и в другом случае удается
получать достаточно чистые продукты.
В органическом синтезе часто
возни икает необходимость целенаправленно
воздействовать лишь на одну из
функциональных групп сложной молекулы
(например, в сероорганических соединениях
присоединить что-либо лишь к тому из
составляющих молекулу «блоков», в котором есть
атомы серы). Отличным катализатором
таких реакций оказался гептасульфид
рения Re2S7. Он эффективен и при
восстановлении, например, пиридинового кольца,
не затрагивая при этом бензольного.
Селективность процесса близка к 100%. В этих
реакциях все другие известные
катализаторы по активности и целенаправленности
значительно уступают рениевым. Кстати,
гептасульфид рения — единственный пока
катализатор, на котором можно получать
меркаптаны в реакциях жирных кислот с
водородом и серой (или сероводородом).
Другие катализаторы слишком быстро
выходят из строя: серосодержащие
соединения ядовиты не только для людей, это и
сильнейшие каталитические яды. Но — не
для гептасульфида рения.
В КАКИХ ФОРМАХ
РАБОТАЕТ РЕНИЙ
Элемент № 75 или его соединения,
как и прочие катализаторы, применяемые в
гетерогенном катализе, обычно наносятся
на недорогой и достаточно прочный
материал. Чаще всего носителем служат
гранулы из окиси алюминия. Это важно для
катализа — иметь катализатор с большой
поверхностью.
Но как ее получить? Если в качестве
катализатора используется оксид рения
Re207, зто самый простой случай.
Растворимый в воде оксид наносится на
поверхность носителя из раствора. С гепта-
сульфидом сложнее: в воде, соляной и
серной кислотах эти черные кристаллы не
растворяются, а при растворении в азотной
кислоте превращаются в рениевую кислоту
HRe04. Поэтому для создания ренийсуль-
фидных катализаторов приходится прибе-
59

гать к разного рода химическим
ухищрениям.
Что же касается металлического
рения, то его, как и платину и палладий,
обычно используют в виде черни — тончайшего
порошка, нанесенного на поверхность
носителя и, что очень важно, прочно
связанного с ней.
Поверхность контакта, как уже
упоминалось, должна быть как можно больше,
а вот масса затраченного рения, наоборот,
как можно меньше. Иногда из-за больших
затрат, из-за малой доступности рения
приходится отказываться от прекрасных ре-
нийсодержащих катализаторов. К примеру,
очень хорошо зарекомендовала себя в
реакции диспропорционирования олефинов
комбинация Re207 (катализатор) —
А12Оэ (носитель). Да и реакция важная:
по ней в процессе, названном «Триолефин»,
из пропилена получают этилен и н-бутены
высокой чистоты. Перестройка
углеводородных молекул на оксидно-рениевом
катализаторе происходит лучше, чем на
оксидно-молибденовом,
оксидно-вольфрамовом или любом другом. Однако
промышленность до сих пор использует в этом
процессе соединения вольфрама и
молибдена, потому что стопроцентная
селективность достигается лишь тогда, когда масса
Re207 в катализаторе не меньше 14%
от массы носителя. Слишком много
рения...
По той же причине в процессах
каталитического риформинга работает обычно
не чистый рений (на носителе Al203), a
рений вместе с платиной. Платина —
драгоценный металл, но ее в этом случае
нужно меньше. Рений же и в малых дозах
(опять же в сочетании с платиной) более
направленно ведет процесс. Да и срок
службы такого биметаллического катализатора
больше.
В зарубежной
нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности
рений-платиновые катализаторы появились
в прошлом десятилетии и стали причиной
«рениевого бума» — на мировом рынке
цены на рений резко подскочили.
Появление этих катализаторов стало заметным
событием в нефтепереработке. Благодаря
им впервые удалось получить бензины с
октановым числом выше 100.
В последние годы все чаще
патентуются полиметаллические катализаторы, в
которых одновременно проявляются ката-
листические свойства трех, четырех, пяти
металлов. Очень часто среди них
фигурирует и рений.
Не следует считать, что его
возможности в гетерогенном катализе выявлены
полностью. Весьма вероятно, что
катализаторы на основе элемента № 75 столь же
ярко проявят себя в реакциях
неорганического синтеза, как и органического.
Но это — дело будущего.
Читателей, профессионально
заинтересовавшихся рениевыми катализаторами,
адресуем к книге X. М. Миначева и автора
• этой статьи «Рений и его соединения в
гетерогенном катализе», вышедшей в этом
году в издательстве «Наука».
Рений:
самое
главное,
самое
интересное,
самое
неожиданное
КОНСТАНТЫ
И СВОЙСТВА
Атомный номер — 75
Атомная масса — 186,2
Органолептические
свойства — светло-серый
тяжелый металл
Число известных
изотопов — 26
Массовые числа
изотопов — 161—165, 170, 172,
174—184, 185, 186, Щ, 188—
192 (подчеркнуты природные
изотопы, двумя чертами —
самый распространенный)
Молекула — Re
Плотность при
нормальных условиях — 21 г/см3
Температура
плавления — 3180° С
Температура кипения —
5625° С
Степени окисления от
—1 до +7 (последняя — самая
характерная)
Потенциал ионизации —
7,875 эВ
Электронное строение
атома — 5d 6s2
ИЗ ИСТОРИИ
ОТКРЫТИЯ РЕНИЯ
Существование
элемента с атомным номером 75 было
предсказано Д. И.
Менделеевым. Недостающие аналоги
марганца в седьмой группе
он назвал экамарганцем и дви-
марганцем. В конце XIX в.
появилось несколько сообщений
об открытии элементов № 43
и 75, не подтвержденных
другими исследователями. В
двадцатых годах нашего века
поисками этих элементов занялись
немецкие химики Вальтер Нод-
дак и Ида Такке,
впоследствии жена В. Ноддака. Они
пришли к выводу, что сходство
между марганцем и его
аналогами меньше, чем считали
раньше, и потому разумнее
искать их не в марганцевых
рудах, а в сырой платине или
в редкоземельных минера-
60

лах — колумбите и гадоли-
ните. За три года было
переработано более 1600 образцов,
и в 1925 году в рентгеновском
спектре одной из фракций
колумбита были обнаружены
пять новых линий,
принадлежащих новому элементу. Его
назвали рением — в честь
Рейнской провинции, родины
Иды Ноддак.
РЕНИЙ В ПРИРОДЕ
Известна
закономерность: в природе элементы с
нечетными атомными
номерами распространены меньше,
чем их соседи по
периодической таблице слева и
справа. Соседи рения — вольфрам
и осмий — сами относятся к
редким металлам,
распространенность осмия составляет
величину порядка 10%. По
современным
представлениям, рения в земной коре
примерно 7 • 10"8% — в 900
тысяч раз меньше, чем
марганца, и примерно в 1000 раз
меньше, чем вольфрама.
Рений не только один из
самых редких элементов, но и
крайне рассеянный. Известны
чрезвычайно редкие
минералы рения в виде окисла и
сульфида. Более популярен (часто
пишут, что это единственный
рениевый минерал) джезказ-
ганит CuReS4. Его иногда
находят в джезказганских мед-
ных и медно-свинцово-цинко-
вых рудах в виде тонких
прожилок длиной не больше
десятых долей миллиметра.
Впрочем, иногда в формулу
Джезказган и та наряду с медью
вписывают молибден,
подчеркивая тем самым связь рения
с молибденом. Их атомные
радиусы очень близки, потому
рассеянный рений нередко
занимает место атомов
молибдена в кристаллической
решетке сульфидных
молибденовых минералов. Недаром же
молибденит MoS2 считается
главным источником рения:
содержание последнего может
достигать 1,88%. Вообще же в
виде малой примеси рений
находят в десятках минералов.
Более того, он обнаружен
в нефти и горючих сланцах.
Не исключено, что в будущем
горючие ископаемые могут
стать новым источником
рения. Ведь его везде мало.
РЕНИЕВЫЙ ЭФФЕКТ
Известно, что самые
тугоплавкие металлы —
вольфрам и молибден
технической чистоты — хрупки не
только при пониженных
температурах, но даже при
комнатной. Рений же тугоплавок
(уступает лишь вольфраму),
поэтому добавка рения в
сплав почти не уменьшает
температуру его плавления.
Но одновременно эта добавка
повышает прочность и
пластичность сплавов на основе W и
Мо. Это явление так и
назвали — рениевым эффектом.
Механизм его до конца-
не выяснен. Одно из
объяснений дает физико-химическая
теория пластичности.
Согласно этой теории, хрупкость
вольфрама или молибдена
объясняется присутствием в
них примесей внедрения,
прежде всего углерода.
Растворимость в этих металлах их
собственных карбидов
ничтожна, оттого эти образования
нарушают структуру
кристаллической решетки, служат
источниками напряжений и в
конечном счете хрупкости.
У рения и его карбида
взаимоотношения иные: карбид
растворим в жидком металле.
К тому же добавка рения
увеличивает растворимость
углерода в вольфраме и
молибдене. Для технического
молибдена температура перехода
в хрупкое состояние — всего
20° С, а для сплава этого
металла с 45% рения — минус
140.
РЕНИЙ В ЛАМПАХ
У перегоревших ламп
на внутренней поверхности
нередко можно обнаружить
темный налет. Это
мельчайшие частицы вольфрама.
Попали они на стекло
под действием так
называемого водного цикла. Дело в том,
что как бы тщательно ни
откачивали воздух из ламп,
некоторое количество водяных
паров все равно остается. При
высоких температурах они
диссоциируют на кислород и
водород. Происходит
окисление металла. Оксид
вольфрама испаряется, а водород его
восстанавливает, однако
частицы в ольфрама оседают не
на волосок — на стекло. Нить
накаливания при этом,
естественно, становится тоньше и в
конце концов рвется.
Устойчивость вольфрама к водному
циклу можно повысить
добавкой рения. Это сделало бы нить
прочнее в несколько раз,
однако из-за дефицитности рения
в обычных лампах накаливания
его не применяют. Зато рений
и его сплавы уже много лет
используют в производстве
радиоламп — самых
ответственных их деталей (ка то дно-
подогревательный узел, анод,
управляющие сетки).
ЕЩЕ О ХИМИИ РЕНИЯ,
ИЛИ
ВОДОРОД +МЕТАЛЛ =
= АНИОН
Среди многочисленных
соединений элемента № 75
несколько особняком стоят ре-
ниогидриды, в которых рений
трехвалентен. Рениогидри-
ды — не просто гидриды, это
соли с анионом ReHj". Как
правило, они бесцветны и
хорошо растворимы в воде. Ре-
ниогидрат калия удалось
выделить в виде
кристаллогидрата KReH4 ■ 2Н20.
ЧТО ЗА ТУМАНОМ!
Это лишь при
нормальных температурах рений
ведет себя почти как
благородный металл. Тщательное
измельчение и примеси
заметно влияют на его химическую
стойкость. А при нагреве выше
150° С заметно окисляется
и компактный рений. Конечный
окисел Re207 довольно летуч
и не предохраняет металл от
окисления в массе.
Способствуют ему также пары воды
и щелочей. В присутствии даже
следов влаги окисление рения
приводит к образованию
трудно уловимого тумана. Раньше
считали, что это мельчайшие
капельки состава Re207 или
Re2Og. Однако позже
убедились в кислотной природе
капелек. Формула
составившего их вещества — HRe04.
ЧТО ЕЩЕ ЧИТАТЬ
В «ХИМИИ И ЖИЗНИ»
О РЕНИИ
И ЕГО СОЕДИНЕНИЯХ
Покровская В. Л.
Рений. 1972, № 11.
Рений в метеоритах.
1980, № 9.
61

Страницы истории
Как разделили РЗЭ
Кандидат химических наук
Ел. А. ТЕРЕНТЬЕВА
Из ашхабадской эвакуации я
вернулась в Москву в феврале 1943 года и стала
снова, как до войны, работать в Гинцвет-
мете — Государственном институте
цветных металлов. Сперва в цехе
светосоставов, а затем, когда институт стал постепенно
возвращаться к своей довоенной
тематике, в лаборатории обогащения. Была
поставлена задача найти эффективный метод
разделения кобальтово-никелевых смесей,
извлекаемых из руд. Мне представилось,
что эту проблему можно решить, опираясь
на разную устойчивость комплексных
соединений этих элементов. Я просмотрела
специальную литературу и выбрала
наиболее перспективные, на мой взгляд,
варианты. Руководителя по этой теме в Гинцвет-
мете не нашлось, и, прежде чем
приступить к экспериментам, мне нужно было
посоветоваться со специалистом в области
комплексных соединений.
Вот я и поехала в Институт общей
и неорганической химии АН СССР — ИОНХ.
Там мне назвали фамилию Рябчиков.
Однако оказалось, что совсем недавно
Дмитрий Иванович Рябчиков ушел из ИОНХа
в ГЕОХИ (Институт геохимии и
аналитической химии).
«ЗДЕСЬ ВАМ БУДЕТ
ИНТЕРЕСНЕЕ»
ГЕОХИ (в недавнем прошлом «Био-
гел» — Лаборатория биогеохимических
проблем) ютился тогда на четвертом этаже
здания Института геологии в Старомонетном
переулке. Дмитрий Иванович принял меня
радушно. Рассказ о моих литературных
изысканиях выслушал терпеливо. А когда я
закончила и стала ждать его рекомендаций,
он помолчал, затем, остро взглянув на меня,
неожиданно сказал: «Знаете что,
переходите-ка к нам, в Академию, здесь вам будет
интереснее».
Предложение пришлось мне по душе.
В Гинцветмете тяготило то, что
приходилось работать над преходящими темами.
Только вживешься в тему, обрастешь
материалом, получишь какие-то
обнадеживающие результаты — а она уже
закрывается. Пишешь отчет, отсылаешь заказчику,
и тебе дают новую. А ведь своя кровная
тема — почти как родное дитя, любишь ее,
мучаешься, вкладываешь в нее душу и
сердце и хочешь, чтобы она «вышла в
люди». Я всегда мечтала о постоянном
направлении работ. Вот почему, когда
Дмитрий Иванович предложил перейти в
Академию наук, я сразу согласилась.
В то время директором ГЕОХИ был
академик Владимир Иванович Вернадский.
По доброй традиции новые сотрудники
должны были являться к директору для
представления. Владимиру Ивановичу было
уже за восемьдесят, он редко бывал в
институте, чаще работал дома. Помню, мне
был назначен определенный день, в пять
часов вечера.
Дур нов с кий переулок, небольшой
серый двухэтажный особняк. Один этаж
занимал академик А. Е. Ферсман, другой —
В. И. Вернадский. Я постаралась быть
точной. На звонок вышла пожилая женщина в
белой наколке и фартучке. Провела меня
в кабинет. Владимир Иванович сидел в
глубоком кресле; одет был в наглухо
застегнутую черную куртку с карманами. От
верхнего кармана до петли провисала круп-
нозвенная цепочка из белого металла. Он
стал меня расспрашивать, где я работала
раньше. Особенно заинтересовался
рассказом о том, как в Ашхабаде мы применяли
бентонит — белую глину — и препараты на
ее основе для лечения гнойных ран.
Использовать в лечебных целях бентонит
предложил мой отец, профессор МГУ
Александр Петрович Терентьев.
Специальность отца — органическая химия, но как
истинный химик он был весьма
изобретателен. Когда к нему обратились из
эвакогоспиталя с просьбой помочь наладить
лечение гнойных ран адсорбентами, то
подразумевали классический, еще Ловицем
применявшийся активированный уголь.
Отец же сказал, что вместо угля нужно
попробовать белую глину, богатые залежи
которой находятся в Туркмении. Он
изобретал все новые и новые препараты, а я
готовила их и передавала в аптеку
эвакогоспиталя. Скоро целые отделения
госпиталя были переведены на лечение нашими
препаратами.
Как только я сказала слово
«бентонит», Владимир Иванович с необычайной
живостью поднялся с кресла, подошел к
одной из многочисленных полок и верной
рукой достал какой-то большой том, открыл
на нужном месте и бегло прочел вслух об
этих глинах. О бентоните он говорил как о
своем давнишнем знакомом. (Еще бы,
вспомнила я, ведь В. И. Вернадский
известен классическими трудами по строению
алюмосиликатов.) Затем спросил, чем я
думаю заниматься в ГЕОХИ. Я заговорила о
комплексных соединениях. Владимир
Иванович слушал, а я тем временем
рассматривала его рабочий стол. Стол был
загроможден массой книг, журналов и
рукописей. Среди них лежали куски
минералов, какие-то большие кристаллы и
солидный слиток серебристого металла.
62

Мелькнула мысль — «венец трудов
геохимиков!»
Вдруг раздался стук в дверь, и вошел
улыбающийся Александр Павлович
Виноградов, тогдашний заместитель
Вернадского по институту.
— А мы уже обо всем
договорились,— сказал ему Владимир Иванович.
На следующий же день мы засели
с Дмитрием Ивановичем Рябчиковым
обсуждать, чем я буду заниматься. К моему
удивлению, он повел разговор не о кобаль-
тово-никелевой смеси. «Пока нам с вами
поставили задачу найти быстрый способ
разделения смесей редкоземельных
элементов»,— сказал он.
«Пока»! А оказалось — на многие
годы.
Под «редкоземельными элементами» (РЗЭ)
обычно подразумевают лантаниды (La — Lu)
вместе с иттрием. Иттрий по величине ионного
радиуса близок к диспрозию и гольмию,
трехвалентен. Он сопровождает лантаниды в
минералах, образует соединения, близкие по свойствам
к соединениям лантанидов. В соответствии со
структурой электронных оболочек иттрий в
периодической системе элементов «прописан» под
№ 39, а фактически «живет» под № 57, между
диспрозием и гольмием.
«Тяжелые» РЗЭ, от гадолиния до лютеция,
образуют «иттриевую» подгруппу. В их смеси,
выделенной из природного сырья, всегда
доминирует иттрий. Вот еще одна причина, по которой,
говоря о лантаиидах, никак нельзя обойти этого
ближайшего их родственника.
История открытия РЗЭ начинается с
1794 года, когда была найдена «иттровая земля»,
а затем, в 1803 году, «цериевая земля» (в то время
«землями» называли окислы). Открытие
отдельных элементов было сопряжено с большими
трудностями и заняло более 150 лет. Последним
из лантаиидов был открыт элемент №61. В 1945
году в продуктах деления ураиа был обнаружен
радиоактивный изотоп элемента № 61; позже он
был получен бомбардировкой нейтронами ядер
неодима. Элементу № 61 было дано название
«прометий».
Редкоземельные элементы доставили
много неприятностей Менделееву при попытках
разместить их в периодической системе. В первом
ее варианте, относящемся к 1869 году, Менделеев
не включил их в таблицу, а записал на полях, то
есть отиес их к «безместным» элементам.
Колебания Менделеева были связаны с тем,
что в то время не были выделены отдельные
РЗЭ и их атомные веса не были точно
установлены. Трудности при разделении смесей РЗЭ
объяснялись исключительной близостью химических
и физических свойств и этих элементов, и их
соединений.
Характерный пример — судьба элемента
«дидима» («близнеца», Di). В 1839 году Мозан-
дер выделил из «цериевой земли» лантан, а три
года спустя показал, что, кроме лаитана,
соединения которого бесцветны, есть там и другая
«земля», дающая розовые соли. Она-то и была
названа «окисью дидима». Во всех
первоначальных вариантах таблицы Менделеева «дидим»
фигурировал как равноправный элемент, и только
в 1882 году Брауиер с помощью спектрального
анализа показал, что никакой это не элемент, а
смесь двух элементов. Еще через три года
«дидим», наконец, сдался: из него был выделен
дающий зеленые соли празеодим («зеленый
близнец», Рг). Второй «близнец» (его в «дидиме» до
2/3, и он определяет розовый цвет смешанных
солей) получил имя «неодим» «новый
близнец», Nd).
Почти все РЗЭ были выделены
исключительно трудоемким методом—методом дробной
кристаллизации, отнимающим годы упорной
работы
ИЩИТЕ КОМПЛЕКСЫ!
— Я думаю, мы разделим их при
помощи комплексных соединений,—
сказал мне Дмитрий Иванович Рябчиков.
У него за плечами был богатый опыт
работы с платиновыми металлами.
Комплексные соединения отдельных металлов
этой группы сильно отличаются по своей
устойчивости. Достаточно подкислить
раствор, содержащий комплексы двух
платиновых металлов, чтобы убедиться, что
один из комплексов разрушается во много
раз быстрее, чем другой. Этим свойством
я и хотела воспользоваться при
разделении смеси кобальта с никелем — за тем и
пришла к Дмитрию Ивановичу. Видимо,
мой подход к разделению близких по
свойствам элементов совпал с планами
Дмитрия Ивановича, и потому-то он сразу же
пригласил меня перейти в ГЕОХИ.
Когда на совещании, в присутствии
старых заслуженных «редкоземельщиков»-
— И. Н. Заозерского, И. Д. Борнеман-Ста-
рынкевич, К. А. Ненадкевича и других —
он заявил, что мы разделим РЗЭ при
помощи комплексных соединений, его, как
говорится, «освистали», сказали, что РЗЭ
комплексов не дают и нечего на зто даже
рассчитывать. Ни в одном классическом
труде по редким землям нет и намека на
их способность давать комплексные
соединения.
Главным оппонентом Дмитрия
Ивановича был профессор Иван Николаевич
Заозерский. В своей лаборатории при
Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева
он много лет разделял смеси РЗЭ
традиционным методом дробной
кристаллизации двойных солей. Разделял весьма
успешно. Кропотливым трудом ему удалось
получить прекрасные кристаллы двойных
нитратов (с магнием) некоторых РЗЭ. Но
этот способ для промышленного
применения, разумеется, не подходил.
С совещания Дмитрий Иванович
пришел взбудораженный и заявил с
присущей ему экспансивностью: «Нам нужно
засучить рукава и искать вещества, с
которыми РЗЭ дают комплексные соединения!»
С чего начать? Во-первых, следует
испробовать агенты, с которыми
«комплексуют» элементы платиновой группы. Для
предварительных опытов, чтобы не
тратить дорогостоящие чистые препараты РЗЭ,
был приготовлен раствор нитрата «дидима».
На этот раствор мы действовали растворами
агентов, дающих комплексные
соединения с платиновыми металлами.
63

Кристаллы гипофосфита празеодима (Х250)
В первую очередь взяли хлориды,
памятуя о классических комплексных
соединениях платины [PtCIJ2 и [PtCI6]2 .
Никакого эффекта. Затем были сделаны
попытки получить комплексные соединения
с аммиаком. При действии раствора
аммиака на Di(N03K выпадала студенистая
гидроокись, не растворяющаяся в избытке оса-
дителя. Любимый Дмитрием
Ивановичем тиосульфат натрия с платиной дает
очень интересные комплексы. А здесь —
только кристаллический тиосульфат «ди-
дима».
Мы также выделили гипофосфиты
РЗЭ. Оказалось, что у РЗЭ цериевой
подгруппы гипофосфиты обладают
значительно большей растворимостью в воде, чем
гипофосфиты РЗЭ иттриевой подгруппы,
и имеют отличную от последних
кристаллическую структуру.
И снова поиски и пробы... На моем
рабочем столе стоял немудрящий
микроскоп, в который я рассматривала каждый
образующийся осадок. И это приносило
иногда неожиданные открытия, как,
например, в случае метабисульфитов РЗЭ. При
взаимодействии K2S205 с растворами солей
РЗЭ образуются метабисульфиты
последних. В случае цериевых элементов сразу
образуется коллоидный осадок, который
через несколько минут превращается в
кристаллы, имеющие форму дисков. Через
несколько дней я, к своему удивлению,
обнаружила, что диски превратились в
четкие шестигранники.
При сливании же растворов K2S205
с растворами нитратов иттрия и эрбия осад-
2
Кристаллы гипофосфита иттрия (Х80)
64
ки не выделялись. И лишь через сутки
образовались длинные призмы, собранные
в друзы.
Сходные свойства обнаружили
сульфиты РЗЭ: элементы цериевой подгруппы
давали кристаллы в виде мелких дисков,
а иттриевой подгруппы — крупные
пластинки, собранные в друзы. *
Все это было, конечно, интересно
и ново, но все это были простые — не
комплексные — соединения.
Дмитрий Иванович взгрустнул — не-
.ужели и вправду РЗЭ не способны давать
комплексы? Однако мы решили не
сдаваться и продолжать поиски. Я с головой ушла
в специальную литературу — не найду ли
где намек на комплексные соединения
РЗЭ? Целые дни — в библиотеке ГНБ на
площади Ногина.
А время шло, и противники нашей
затеи потирали руки. Ведь времени на
поиски оставалось немного: наших
результатов ждали с нетерпением.
Как раз тогда, в середине сороковых годов,
начинались работы по использованию атомной
энергии. Резко возрос интерес к РЗЭ, так как
выяснилось, что некоторые из них обладают
ярко выраженной способностью к захвату
тепловых нейтронов. Возникла необходимость удаления
РЗЭ на всех стадиях переработки урана, а также
разработки быстрых методов разделения их
смесей. Нужны были чистые РЗЭ.
ПЕРВЫЕ ПОБЕДЫ
Намек на то, что РЗЭ все-таки
способны давать комплексы, я нашла в статьях
Кольба A913 г.), а также Дорфурта и
Шлифаке A928 г.). Оказалось, что РЗЭ
образуют соединения с фенилдиметилпи-
разолоном (антипирином) и диметиланти-
пирином (пирамидоном) — веществами,
которые тогда было привычно применять в
качестве лекарств, но отнюдь не лигандов в
неорганической химии. Вначале мы
повторили то, что было описано в этих статьях,
а потом Дмитрию Ивановичу пришла
счастливая мысль сочетать комплексный катион,
содержащий металл и шесть молекул
антипирина (Апр), -с анионом [Cr(CNSN]i—.
При взаимодействии хорошо растворимого
в воде соединения [Nd(AnpN](N03K с
K3[Cr(CNSN] образовался
кристаллический, трудно растворимый в воде осадок
двухъядерного комплексного соединения
[Nd(AnpN][Cr(CNSN] сиреневого цвета.
Для иттрия было получено соединение
[Y(AnpK][Cr(CNSN]. Впоследствии эти
и другие подобные комплексы нашли
широкое применение в аналитической химии.
Результаты этой нашей работы
Дмитрий Иванович доложил на конференции
по комплексным соединениям, которая
собиралась в большой аудитории ИОНХа.
Когда он сказал, что нами получены
комплексные соединения РЗЭ с антипирином и
пирамидоном, послышалось ехидное
замечание: «Что-то Дмитрий Иванович взялся
за порошки от головной боли!»

Но эти порошки нас по-настоящему
ободрили, мы поняли, что РЗЭ давать
комплексные соединения могут, и с еще
большей энергией взялись за дело.
В поисках новых комплексообразую-
щих агентов для РЗЭ я решила действовать
чисто эмпирически — брать подряд
реактивы, которые стоят на полке, действовать
ими на раствор нитрата «дидима» и
внимательно следить за тем, что происходит в
пробирке.
И вот, в один прекрасный день я
взяла цитрат аммония. При добавлении его
раствора к раствору Di (N03K образовался
творожистый осадок розоватого цвета.
Когда я стала добавлять цитрат дальше, к
моему удивлению, осадок начал быстро
растворяться и наконец совсем исчез. В
пробирке снова был прозрачный раствор —
это верный признак образования
комплексного соединения.
Первоначально выпадающий
осадок — это осадок простого цитрата
«дидима» — DiCit, в котором на один катион
«дидима» приходится один цитрат-ион.
При добавлении избытка цитрата аммония
простая соль растворяется, переходя в
комплексное соединение (NH4K[DiCit2],
где на один центральный атом «дидима»
приходится уже два цитрат-иона.
В комплексном соединении
координационное число «дидима» равно шести.
Раствор я разделила на несколько
пробирок и сделала пробы на осаждение
«дидима» известными реагентами-осади-
телями. Ни ферроцианид калия, ни оксалат
аммония, ни аммиак, ни даже фторид калия
осадков не давали. Пришел Дмитрий
Иванович, и я дрожащими руками повторила
все свои опыты. Глаза его засияли — это
ведь то, что надо! Схватив лист бумаги,
Дмитрий Иванович быстрой рукой стал
писать уравнения реакций образования
сперва простого цитрата РЗЭ, а затем и
комплексного цитрата.
При действии осадителей на
растворимое комплексное соединение «дидим»
не осаждается, так как он, по образному
выражению Дмитрия Ивановича, «прикрыт
шубой» из дополнительных цитрат-ионов.
Как я волновалась, когда делала
анализы полученных соединений! И Дмитрий
3
Дискообразные кристаллы метабисульфита
празеодима (Х360)
3 «Химия и жизнь» №11
Шестигранники, в которые они превратились
через 10 дней
Иванович каждый раз с нетерпением ждал
результатов.
В разгар наших исканий произошел
эпизод, который запечатлелся в моей
памяти. Сижу я однажды у аналитических
весов — вдруг широко распахивается дверь,
и на пороге появляется Дмитрий Иванович.
Рядом с ним — Игорь Васильевич Курчатов.
Никогда не забуду: искрящиеся карие
глаза, черная борода и белозубая улыбка.
«А здесь мы занимаемся редкими
землями!»— сказал Дмитрий Иванович, сделав
широкий жест рукой.
Анализы подтвердили наши
предположения: РЗЭ действительно образуют
цитратные комплексные соединения, а
трехвалентные ионы РЗЭ обладают
координационной емкостью, равной шести.
Образование РЗЭ-цитратных комплексов было
доказано также электролитическим и
полярографическим методами.
Наконец-то мы «подобрали ключик»
к РЗЭ: поняли, что лиганды для них следует
искать среди моря органических
соединений. Поделившись радостью с отцом, я
попросила разрешения брать в его
университетской лаборатории понемногу разных
органических кислот или их солей.
Приготовив растворы определенной
концентрации, я перепробовала на комплексообра-
зующую способность по отношению к
РЗЭ одно-, двух- и трехосновные
карбоновые кислоты, аминокислоты, оксикислоты,
сульфокислоты жирного и ароматического
рядов, непредельные двухосновные
кислоты— малеиновую и фумаровую.
Были испытаны и соли
неорганических кислот. Оказалось, что в избытке
сульфат- и карбонат-ионов РЗЭ иттриевой
подгруппы также образуют растворимые в
воде комплексные соединения.
Испытывая относительную
устойчивость карбонатных комплексов иттрия при
помощи раствора ферроцианида калия,
я обнаружила редчайшую вещь. При
длительном взаимодействии растворимого
комплексного карбоната иттрия с
раствором ферроцианида калия образовались
крупные кристаллы. Эти кристаллы я
поместила под микроскоп. И что же я там
увидела? Шары! В лаборатории я была одна, и не-

Кристаллы сульфита иттрия (х120)
кому мне было показать это чудо. Тогда я
взяла микроскоп вместе с предметным
стеклом и поспешила на первый этаж, где
тогда размещался Институт
кристаллографии, прямо в кабинет к «королю
кристаллографов», академику А. В. Шубникову.
Отложив в сторону бумаги, он
склонился над микроскопом и сказал: «Это
очень интересно! Я знаю, что подобные
кристаллы льда, правда дискообразные,
были обнаружены и описаны Альдбергом.
Если разрешите, я возьму зти кристаллы
домой, посмотрю их в поляризационный
микроскоп и определю, что это — сферо-
литы или монокристаллы».
Назавтра я пришла к нему, и
Алексей Васильевич сказал, что это редчайший
случай монокристаллов сферической
формы.
Я пошла в фотолабораторию и
попросила Л. И. Цукерман заснять эту
редкость. Прекрасный фотограф, она делала
для меня снимки всех интересных
кристаллов. Лия Исааковна взяла предметное
стекло с кристаллами и собралась накрыть их
покровным стеклом.
6
Кристаллы двухъядериого антипирииового
комплекса неодима (XI20)
У меня сжалось сердце:
— А нельзя ли не накрывать? Боюсь,
что они раздавятся.
— Нет, нельзя! — и она накрыла.
К сожалению, кристаллы были
раздавлены, но на снимках видно, что это —
осколки шаров: некоторые из них подобны
половинкам апельсина.
Вначале чистые РЗЭ применяли в
металлургии, однако в последнее время широкое
применение иашел высокочистый иттрий,
активированный ионами европия. На его основе делают
красный светосостав для цветного телевидения.
В лазерных устройствах как на стекле, так
и на гранатах применяют неодим; в электронике,
для изготовления конденсаторов и термисторов,—
лантан и неодим. Ионы Gd3+ применяют в
ионных микроанализаторах. Отдельные РЗЭ идут
для изготовления ферромагнитов, магнитных
полупроводников и сверхпроводников для
автоматических счетно-решающих и запоминающих
устройств. В этой области особо эффективны эрбий,
гольмий, иттербий и другие «тяжелые» РЗЭ, а
также европий.
Значительная доля всех добываемых РЗЭ
идет в стекольную и оптическую
промышленность. Для производства особо прозрачных линз
в исходную массу вводят лантан. РЗЭ идут на
получение цветного стекла; здесь они дают
замечательную палитру цветов. Стекла, окрашенные
чистыми РЗЭ, отличаются особой прозрачностью,
чистотой, а зачастую и дихроизмом. Поэтому все
более широкое применение они находят для
изготовления искусственных драгоценных камней,
в ювелирной и часовой промышленности.
Способность этих элементов окрашивать
стекла в необычные цвета позволяет применять
их в производстве особых стекол для сигнальных
и декоративных целей. Стекла с добавками церия
не пропускают УФ- и рентгеновских лучей. Это
используется для изготовления светофильтров и
защитных очков. Очень важное применение
РЗЭ — для изготовления стекол, поглощающих
нейтроны.
РЗЭ также окрашивают глазури и эмали.
Оптически прозрачную пьезокерамику получают,
модифицируя лантаном смешанный титанат-
цирконат свинца. При производстве некоторых
огнеупоров в состав массы вводят до 10,5% ит-
трия" з+ з+
Ионы РЗЭ, в частности Eu , Nd и
ТЬ , вызывают флуоресценцию в стеклах; это
свойство тоже используется.
Алюминаты, ванадаты, галлаты, окислы и
оксисульфиды РЗЭ, активированные отдельными
РЗЭ, а также внутрикомплексные соединения с
органическими лигандами применяются в
качестве люминофоров.
Особую роль в образовании шаровидного
графита играет добавка церия. Комплексные
соединения церия предлагается использовать в
качестве антидетонационных присадок к бензину.
Синтезируются медицинские препараты,
содержащие РЗЭ: ант и коагулянты крови и плазмы,
средства для лечения болезней кожи. Делаются
попытки использовать некоторые соединения
РЗЭ в качестве лекарств против туберкулеза.
Комплексные соединения лантанидов, в
частности европия, с органическими лигаидами
применяют в качестве парамагнитных
сдвигающих реактивов в ЯМР-спектроскопии.
Все это стало возможным не ранее, чем
появились промышленные методы разделения РЗЭ.

КОМПЛЕКСЫ КОМПЛЕКСЫ,
КОМПЛЕКСЫ...
После появления наших работ о
способности РЗЭ давать комплексные
соединения, особенно с органическими аддендами,
как бы открылся некий шлюз, и в
химическую литературу хлынул все нарастающий
поток публикаций о получении все новых и
новых комплексных соединений РЗЭ.
Исследовалось строение и устойчивость этих
соединений, природа внутренних связей в
них, при помощи новейших
физико-химических и физических методов.
Наши первые сообщения вошли в
справочники и учебники.
Широкое применение в
аналитической химии нашли двухъядерные
комплексные соединения с органическими
аминами и ионом хромороданида.
Открытие способности РЗЭ давать
комплексные соединения помогло
осмыслить и процессы, происходящие при
разделении смесей РЗЭ различными методами.
Оказалось, что во всех этих методах
решающую роль играет способность этих
элементов давать комплексы.
А цитратные комплексы, открытые
нами, быстро вошли в практику.
В середине 40-х годов в химической
литературе появились первые сообщения
об «ионитах» — ионообменных смолах,
способных поглощать катионы («катиониты»)
или анионы («аниониты»). Эти смолы стали
применяться для опреснения и деионизации
воды, для извлечения ценных металлов
из отходов производства (например,
серебра из сточных вод фотофабрик), а потом
и для разделения смесей близких по
природе метаплов, например циркония и
гафния, кобальта и никеля. Потом начались
попытки разделения на ионитах смесей
РЗЭ. И вот здесь решающую роль сыграли
комплексные соединения, особенно
цитратные комплексы.
7
Кристаллы двухъядерного антнпнрииового
комплекса иттрия (х80)
Сферические монокристаллы смешанного фер-
роцианнда калия — иттрия (х120)
К тому времени нами было
показано, что устойчивость комплексных
соединений в ряду лантанидов возрастает от
лантана к лютецию. Так, неодим дает более
устойчивые комплексные соединения, чем
празеодим. На этом и был построен
процесс разделения «близнецов».
Через стеклянную колонку,
заполненную измельченным катионитом,
пропускают раствор, содержащий эти элементы
в таком количестве, что они поглощаются
лишь верхней частью катионита в колонке.
Затем через колонку пропускают раствор
цитрата аммония. В результате комплексо-
образования происходит избирательное
извлечение элементов из слоя катионита.
Первым на выходе из колонки появляется
неодим, дающий более устойчивые
комплексные цитраты.
Повторяя несколько раз промывку
колонки раствором цитрата аммония,
«близнецов» постепенно «растаскивают».
Разделение контролируется при помощи
меченых атомов. Конечно, это процесс не
очень простой: успех зависит и от типа
ионита, и от размера его зерен, и от
высоты колонки, и, конечно, от характера и
скорости течения извлекающей жидкости, от
ее концентрации и рН. Но этот способ
несравненно эффективнее, чем древние
методы кристаллизации и осаждения.
Оказалось, что и в
электрохимических методах разделения смесей РЗЭ, и в
методах деления смесей РЗЭ на подгруппы
при помощи двойных сульфатов или
двойных карбонатов — всюду играет роль
процесс комплексообразования.
В настоящее время самым
распространенным промышленным способом
разделения смесей РЗЭ стал экстракционный
метод, основанный на различии в
устойчивости комплексных соединений отдельных
РЗЭ в зависимости от рН среды.
Благодаря пониманию процессов,
происходящих при разделении смесей РЗЭ
в присутствии комплексообразующих
веществ, открылась возможность управлять
этими процессами и добиваться не только
разделения смесей, но и получения
индивидуальных РЗЭ в чистейшем виде в
промышленных масштабах.
67

Из писем
D редакцию
БЫЛО ДВА

ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
Биографии вещей,
особенно отошедших в прошлое,
как правило, не представляют
интереса. Керосиновая
лампа — исключение из правила
(см., например, «Науку и
жизнь», 1973, № 5, с. 146),
видимо, потому, что сегодня нам
в большей или меньшей
степени интересно все, что связано
с нефтью и продуктами ее
переработки.
В середине прошлого
века одновременно в
нескольких европейских странах были
предприняты попытки
использовать для освещения
продукты первичной переработки
нефти. Среди тех, кто эти
попытки предпринимал, был
магистр фармации из Львова
Игнаций Лукасевич, известный
ныне как изобретатель первой
в мире керосиновой лампы.
Однако, вопреки
общепринятому мнению, изобретателей
было два: И. Лукасевич и
68
почти никому не известный
Иван Зех.
Начало недолгой их
совместной работы датируется
1852 годом. Во Львове, в доме
№ 24 по ул. Коперника, и
сейчас работает аптека.
Обыкновенная, безымянная, с
соответствующим номером. А 130
лет назад аптека,
расположенная в этом доме, называлась
«Под звездой» и
принадлежала Петру Миколяшу. Ему-то
и предложил совместное дело
шинкарь из Борислава Авраам
Шрейнер. Он рассказал, что
местные крестьяне
вычерпывают вытекающую на
поверхность земли густую
жидкость — «каменное масло»,
варят ее до загустения и
таким образом получают
колесную мазь. При кипячении на
крышке посуды скапливается
желтая жидкость. Ее-то
шинкарь и предлагал пустить в
дело.
Какое? Извините, это
похоже на анекдот, но —
перегонять на водку.
Шрейнер сумел-таки
увлечь Миколяша своей идеей.
Решено было попытаться
получить спирт из каменного
масла, а попутно, для
фармацевтических целей,
изготовить из него препарат «Oleum
Pat rae album», аналогичный
итальянскому. Эти
исследования Миколяш поручил
работникам своей аптеки —
опытному фармацевту Ивану Зеху
и молодому Игнацию Лукасе-
вичу. Зех к тому времени уже
занимался изучением нефти,
разрабатывал и
совершенствовал (вместе с Лукасевичем)
методы ее очистки и
фракционирования.
Спирт, естественно,
выделить не удалось, но в ходе
этих экспериментов
выяснилось, что одна из фракций
Игнаций Лукасевич
A822—1882) —
слева,
Иван Зех A817—1897),
а в центре —
изобретенная ими
первая керосиновая
лампа.

нефти годится для освещения.
Зех и Лукасевич привлекли
к работе жестянщика А. Брат-
ковского и сконструировали
первую в мире керосиновую
лампу, отдаленно
напоминавшую нынешние. Все было
довольно просто: резервуар
из литого железа, стекла из
слюды, фетровый фитиль.
В отличие от масляных ламп
того времени, в которых
резервуар с горючим
расположен выше горелки с фитилем,
в керосиновой резервуар
располагался внизу.
Первая лампа Зеха и
Лукасевича была выставлена
в витрине аптеки, где работали
изобретатели, а спустя
несколько месяцев, 31 июля
1853 года, при свете этой
лампы львовский хирург Заор-
ский оперировал больного в
городском госпитале. Это была
первая ночная операция при
керосиновом освещении.
Тысячи львовян собрались под
окнами госпиталя в ожидании
результата. Утверждали, что
в тот вечер пустовал даже
оперный театр. Операция
прошла удачно, тысячеголосым
«ура!» львовяне приветствовали
врача и одновременно
открытие скромных фармацевтов.
Керосиновые лампы
очень скоро вытеснили
масляные почти повсеместно. Что
же касается изобретателей, то
история к ним отнеслась
неодинаково. Известно, что
через год после открытия они
расстались навсегда. Зех
открыл лабораторию по очистке
нефти на улице Краковской
здесь же во Львове,
Лукасевич уехал из города и
организовал нефтяной промысел в
Кросно. С нефтью связана
вся его дальнейшая жизнь.
Он построил один из первых
нефтеперерабатывающих
заводов, где использовал
разработанный Зехом метод
очистки нефти, не прекращал и
научной деятельности,
совершенствуя методы очистки и
перегонки.
Судьба Ивана Зеха
сложилась иначе. Он тоже
продолжал работу с нефтью и
нефтепродуктами, но 12
февраля 1858 года в его
лаборатории произошли взрыв и
пожар. В пламени погибли
всегда помогавшие Зеху
жена и свояченица. На Лыча-
ковском кладбище во
Львове сохранилась их могила
с памятником: две тесно
прижавшиеся друг к другу
женские фигуры пытаются в одном
порыве оторваться от шара,
вокруг которого клубятся
языки пламени...
Трагическая гибель
близких потрясла Зеха. Он
прекратил работу с нефтью и
скоро уехал из Львова. Больше
о нем ничего не известно.
Э. Л. КРЫЛОВА
Не только
циклотрон и
не только в
Японии
В февральском
номере журнала под рубрикой
«Новости отовсюду»
помещена заметка «Новая
профессия циклотронов?» со ссылкой
на опыт японских врачей,
облучивших 11
онкологических пациентов. В заметке
указывается, что ускоренные
протоны «могут оказаться
эффективным средством
против злокачественных
опухолей». Однако это не новость.
Клинические работы по
использованию протонных пучков в
радиологии ведутся
достаточно давно и активно во
многих - странах, причем
результаты советских
исследователей занимают далеко не
последнее место. Нам
представляется целесообразным
довести это до сведения читателей.
Пучки заряженных
протонов в клинических целях,
главным образом в
радионейрохирургии, применяются
в США и в Швеции с конца
пятидесятых годов, а в
Советском Союзе — с середины
шестидесятых. С 1966 г.
протонные пучки, полученные на
фазотроне Лаборатории
ядерных проблем Объединенного
института ядерных
исследований в Дубне, а с 1967 г.—
на синхротроне Института
теоретической и
экспериментальной физики в Москве,
используют не только в
радионейрохирургии — неоднократно
проводилось прямое
облучение различно локализованных
опухолей. В последние годы
для этих же целей
используется протон ный пучок
фазотрона Ленинградского
института ядерной физики (подробнее
см. «Природа», 1982, № 9,
с. 53).
У протонных пучков
много достоинств по
сравнению с лучами, традиционно
используемыми в радиологии.
Гамма-лучи и электроны
тканями организма поглощаются
и до и после «мишени». Ткани,
расположенные ближе к
источнику, получают большие дозы,
чем собственно мишень. Да и
участки тела, расположенные
за нею, облучаются не
намного слабее, чем она сама.
Протонные же пучки, как и пучки
других тяжелых заряженных
частиц (тяжелых ионов
л-мезонов), обладают
определенным пробегом в тканях
организма и могут быть полностью
остановлены в мишени. Кроме
того, доза с глубиной
возрастает, и ^потому облученный
очаг повреждается куда
сильнее, чем лежащие на пути
к нему ткани. В отличие от
у -лучей и электронов, они
не повреждают глубже
лежащие участки тела. Глубина, на
которой останавливаются
протоны, и размеры поражаемой
ими области легко
регулируются. Можно формировать
узкие (доли миллиметра) или
широкие A0 см и более)
протонные пучки, которые не
рассеиваются в ткани и не
повреждают участки тела, лежащие
сбоку от пути излучения.
В 1977 г. в Москве
состоялся Международный
семинар по использованию
протонных пучков в лучевой
терапии. На нем присутствовали
160 специалистов из шести
стран. К этому времени число
больных, прошедших курс
лечения протонами, в мире
превысило 2500 человек.
Только в нашей стране их около
тысячи.
До сих пор клиническое
протонное облучение
проводилось только на больших
ускорителях, созданных
физиками для решения их
собственных задач. Однако, как
показали исследования,
проведенные в Швеции, небольшой
ускоритель сугубо
медицинского назначения (максимальная
энергия 220—250 МэВ),
оснащенный 4—5 кабинами,
позволяет проводить около 100
лучевых сеансов в сутки. Этого
достаточно для города с
многомиллионным населением.
Проекты таких комплексов
существуют, и их реализация,
на наш взгляд, лишь вопрос
времени. Такой комплекс,
кстати, помимо лечения больных,
позволит одновременно
получить необходимые в
современной медицинской
диагностике короткоживущие и ультра-
короткоживущие изотопы.
Доктор физико-
математических наук
Л. Л. ГОЛЬДИН,
кандидат технических наук
В. С. ХОРОШКОВ,
Институт теоретической
и экспериментальной физики
69

Помогите озаглавить!
3*
^C^'
Srf>»r-
l/r
Читал эту статью?
Скоро дочитаю заголовок.
Диалог аспирантов в научной
библиотеке
Взрывообразный рост химической
литературы лишил специалистов возможности
не то что читать, но даже просто
просматривать все статьи подряд. Целиком
читается ничтожная часть публикуемого, на
3/4 — лишь 10%, наполовину — 15%
статей. Это показал опрос читателей одного
из химических журналов, проведенный
свыше десятка лет назад. Оглавление, между
прочим, читали от начала до конца все
опрошенные.
С тех пор химических изданий и
публикаций стало еще больше, читать статьи
стали еще реже, и роль названий,
следовательно, возросла еще сильнее. Стало
совершенно очевидно, что и судьба
публикаций, и быстрота развития, даже
престижность того или иного научного
направления в громадной степени зависит от
такого «ненаучного», казалось бы,
обстоятельства, как способность или
неспособность исследователя придумывать для
своих статей точные, оригинальные и
привлекательные названия. Не случайно
мировые информационные центры все
большее внимание уделяют выпуску
указателей, отражающих только заголовки.
Наиболее известные указатели такого рода —
"Chemical Titles" («Химические заглавия»)
и "Current Contents" («Текущие
оглавления») — публикуют переведенные на
английский язык оглавления более чем
700 ведущих химических журналов каждый.
Установлено, что лишь 15%
химических статей бывает озаглавлено так, что-
бы название верно передавало
содержание- Можно сказать, что, придумывая
заглавие, автор сочиняет телеграмму —
а стиль телеграфных сообщений
предъявляет немало специфических требований.
Первейшее требование: сообщение
обязано содержать так называемые ключевые
слова — существительные, выражающие
самые главные из понятий, которые
затронуты в тексте. Ключевые слова помогают
«распознаванию» статьи как коллегами, так
и работниками информационных служб.
Но обязательно ли эти слова должны
принадлежать к числу сугубо специальных
терминов? Вот пример. Одна статья
называлась так: «Простой синтез дез-АВ-холе-
ста-8A4),22-диен-9-она двойным высоко-
стереоспецифичным присоединением по -
Михаэлю с участием комплекса фосфин—
алкенилмедь, винилкетона и 2-метилцикло- ]
пентанона с последующей
перегруппировкой Кляйзена и декарбонилированием, про-
мотируемым родием» (если, читатель, вы
утомились, простите!).
Все ли нужные слова в этом
изнурительном заголовке имеются? О, да! Это
уже не заголовок, а, скорее, реферат.
Но много ли найдется энтузиастов,
способных одолеть его до конца? Между тем
для выяснения сути дела хватило бы
нескольких слов.
Одного этого примера, пожалуй,
достаточно, чтобы усвоить: лаконичный
заголовок лучше «болтливого», да и суть дела
в нем виднее. Помимо прочего, в
«Chemical Titles», например, на любое
заглавие отпускают не более 80 знаков —
избыток без жалости отсекается.
Однако, стремясь к краткости,
некоторые авторы впадают в крайность.
Нередки такие наэвания: «Синтез EuZnS3 и
EuHfS3», или даже «Прямое изучение ско-
70

рости реакций N+OH —NO + H и 0 +
+ОН —*~ 02 + Н». В заголовок выносятся
химические формулы и даже уравнения
реакций. О чем это говорит? Может быть,
об отчаянии перед лицом непосильной,
скорее журналистской, чем химической,
задачи — придумать удачный заголовок?
Осознав суть задачи, многие
поневоле берут на вооружение приемы
научно-популярной литературы. И очень часто
это оказывается эффективным. Например,
статья под названием «Что происходит
с молекулами, когда они реагируют?» —
в каком она появилась журнале?
Читатели, возможно, удивятся — но вовсе не
в издании типа «Химии и жизни».
Заголовок — из чисто научного журнала;
завлекательная часть заголовка
продолжена еще одним предложением: «Подход
к реакционной способности в рамках
метода валентных связей». Ясно, что строгая
суть дела — именно в подзаголовке,
однако она облечена в привлекательную
оболочку. Одна беда: этот прием пошел в
ход чересчур широко и, пожалуй, стал уже
рутинным. Ведь заголовок-вопрос
конструируется легко: возьмите любое, даже
самое унылое повествовательное
предложение и перестройте его в
вопросительное.
«Что такое структура жидкости?»,
«Что мы знаем о мицеллах и какие
вопросы остаются открытыми?» — такие
названия-вопросы уже звучат несколько
риторически, и не побуждают к терзаниям
в поиске ответа. Перестали тревожить
воображение и «детективные»
словосочетания типа «необычный способ»,
«неожиданная реакция», «удивительная молекула»
и т. п. Видимо, скоро примелькаются
заголовки с двоеточиями, которые тоже
можно сочинять по любому поводу
(«Принцип реактивность — селективность:
реальность или вымысел?»; «Декафторид
теллура: продолжающийся миф»). Беда любого
штампа в том, что из него быстро
выветривается предметный смысл слова.
В любимом всеми химиками клише
«бурная реакция», возможно, когда-то
слышался отзвук живого («бурного») события, но
теперь оно редко несет серьезную
смысловую нагрузку. Штампы подобны
мертвой воде — они заражают речь
бессилием.
Не на пользу восприятию и
праздная декоративность («Образование и
разрыв связей — сердце химии»; «Мыло и
вода — сложная система»).
Декоративность — враг действенности, а истинную
самостоятельную ценность приобретает
заголовок, в который вложены поиск, работа
мысли, в котором выявлены новые,
неожиданные связи между разнородными
информационными потоками. Штампы тут
невозможны. Иногда красноречивым
оказывается необычный по форме заголовок
«Геохимия-^-химия», в котором словесные
понятия выразительно сочетаются с
химическим символом — стрелкой. Иногда с
успехом привлекают слова и выражения,
заимствованные из гуманитарных наук,
искусства, даже из бытового просторечия:
«Катодная защита с применением
жертвенного анода»;
«Смена вех в химии триарилметиль-
ных радикалов»;
«Летаргические реакции».
Статьи, названные столь удачно,
естественно, привлекли внимание читателей.
Правда, в названиях бывают вольности,
доступные не каждому. Знаменитый Г. Вит-
тиг, например, доклад по случаю
присуждения ему Нобелевской премии озаглавил
так: «От илидов через диилы к моей
идиллии». А вот В. Дженкс назвал свою
книгу стандартно: «Катализ в химии и
энзимологии» — и лишь в предисловии к
ней признался, что подумывал о названии
типа «Радость катализа».
Объединять разнородные
информационные потоки следует, однако, с
предельной деликатностью — в научной
литературе ее требуется еще больше, чем
в популярной. Помимо прочего, следует
учитывать международный характер любой
научной публикации и то, что острота,
легко понятная, скажем, англичанину, может
показаться бессмысленной русскому или
испанцу. Так, статья с экстравагантным
названием «(rj4—C7H8)Fe(COK — гибкая
молекула или «собака, которая воет по
ночам» даже в англоязычном журнале, в
котором она была опубликована,
потребовала литературной ссылки на автора, в
химических изданиях цитируемого не
часто,— А. Конан-Дойла. Чтобы оценить
иронию, упрятанную в заголовке, читателю
следовало раскопать рассказ
«Серебряный», отыскать в нем диалог Шерлока
Холмса с инспектором полиции — и лишь
оттуда извлечь, что автор этой научной
статьи иронизирует по поводу теории,
предложенной одним из его
предшественников. Работает ли такой заголовок на
пользу дела? Едва ли. Не помогает и
смешение двух совсем уж далеких друг от
друга информационных потоков.
Л
Вы входите в библиотеку и застаете
коллегу в творческих муках. Узнав, что он
работает над названием статьи, не
смейтесь: это дело исключительно важное.
Помогите ему! Возможно, скоро вы сами
будете нуждаться в такой же помощи.
Иногда говорят, что в будущем
научная литература сольется с популярной,
и о науке перестанут писать сухим,
доступным только для узких специалистов
языком. Кто знает, не начался ли этот
процесс уже сейчас, не пошел ли он
прямо «с головы» — с названий?
Д. ВЛАДИМИРОВ,
доктор химических наук
3. ТОДРЕС
71

Фотолаборатория
Проявитель
в двух бачках
ХОРОШИЙ НЕГАТИВ
Что такое хороший негатив? На этот
счет есть немало мнений. В самом деле,
негатив — всего лишь полуфабрикат (хотя
и важнейший), и качество снимков зависит
еще от бумаги, рецептуры позитивного
проявителя, от тонкостей увеличения и т. д.
Каждый фотограф не раз был обманут
внешним видом, казалось бы,прекрасного
негатива. Хорошая контрастность, четко
просматривающиеся на просвет детали —
и серые унылые отпечатки; облака,
прекрасно прорисованные на негативной
пленке, на отпечатке совсем не видны,
а небо выглядит однообразно белесым.
Если же, увеличив выдержку, как следует
пропечатать облака, то, что на земле,
сольется в сплошную темную массу.
И не поможет ни лихорадочный перебор
бумаги разной контрастности, ни
дополнительная экспозиция темных мест.
Еще недавно отличным считался
негатив с большим количеством полутонов, с
хорошей проработкой деталей по теням
и свету, с не очень высокой
максимальной плотностью: если положить пленку на
печатный текст, то через самые плотные
участки при обычном дневном освещении
текст должен быть хорошо виден. Таким
был качественный критерий плотности.
Сейчас в связи с изменением некоторых
характеристик выпускаемой промышленностью
фотобумаги рекомендуется получать
негативы немного более контрастными, чем
прежде, с несколько большей
максимальной плотностью. Однако фотолюбители и с
контрастностью, и с плотностью чаще
всего не перебарщивают.
ПОДВОДНЫЕ КАМНИ
Обычные причины получения
слишком плотных негативов — передержка
при съемке или перепроявление, а
иногда и то и другое вместе. Любители
далеко не всегда неукоснительно
соблюдают важные правила: точный контроль
температуры проявителя (до 0,5°С,
проверенным лабораторным термометром) и
времени обработки (до 0,5 мин),
постоянное перемешивание раствора. Опасность
брака резко возрастает, если
недостаточно чисты реактивы. (Использование
химикатов, купленных в хозяйственных
магазинах, недопустимо.) Особый риск связан с
повышенной щелочностью раствора: чем
щелочнее проявитель, тем быстрее и
контрастнее он работает. В этом случае
даже при скрупулезном соблюдении всех
перечисленных правил чрезмерной
плотности изображения не избежать.
РАЗДЕЛИМ НЕДЕЛИМОЕ
Можно ли и збежать всех эти х
подводных камней? Да, можно, если
проявлять не в одном растворе, как делают
обычно, а в двух.
Первый раствор содержит
проявляющие вещества, сульфит и другие
компоненты, стабилизирующие процесс
проявления. В основе второго — щелочь.
Сначала пленку погружают в первый раствор,
и эмульсионный слой пропитывается
проявляющими компонентами. Но видимое
изображение при этом не появляется:
практические все современные проявляющие ве-
л олотность
оптнческа
,i
. А
Lk
~*^И
^^г •
^
Га
гш
шр^
РБ» .
^^■^■^■•ЧР
■^t,
т
^П
! 1
1
экспозиция
72

щества действуют только в щелочной
среде. Затем пленка без промывки
(естественно, в темноте) переносится в другой
бачок — с щелочным раствором, где сразу
же начинается проявление. Но идет оно уже
иначе, чем в обычном однорастворном
проявителе, поскольку количество
проявляющего вещества, накопленного в
эмульсии, ограничено, а новой порции поступить
неоткуда. Поэтому проявление (и, что
особенно важно, рост максимальных
плотностей) заканчивается немедленно, как
будут «выработаны» запасы проявляющего
вещества и эмульсии. Перепроявление
невозможно, даже если температура или
время обработки во втором растворе
будут больше, чем рекомендуется.
ОСОБЕННОСТИ СПОСОБА
Строго говоря, двухрастворное
проявление — частный случай проявления
выравнивающего, для которого характерна
более равномерная (чем для обычных
рецептов) проработка сильно и слабо
экспонированных участков изображения.
В первом растворе эмульсия почти
не испытывает химического воздействия,
поэтому свойства этого раствора
длительное время не изменяются. И 1 л
проявителя обычно хватает для проявления
50—80 пленок. А неизменность свойств
раствора — залог постоянства
фотографических показателей.
От концентрации первого раствора
(и времени пребывания в нем пленки)
зависит контрастность негатива. Но
концентрацию и время обработки легко
изменить, так что фотограф имеет
возможность регулировать контрастность, не
опасаясь чрезмерного роста максимальных
плотностей. Если постоянно пользоваться
одним и тем же негативным материалом
(а такое постоянство вообще очень
полезно), нетрудно путем проб и ошибок
найти оптимальные условия обработки,
обеспечивающие наилучшие и, что
особенно важно, стабильные результаты.
Второй раствор, естественно,
истощается, поэтому его при выравнивающем
проявлении следует заменять после одной-
двух пленок. В обоих растворах пленку
Характеристические кривые
фотоматериала при обычном (/) и
двухрастворном проявлении B). На
нижнем участке (А) кривая
двухраствориого проявления полога,
что позволяет улучшить проработку
деталей в теиях. Двухрастворное
проявление дает возможность резко
увеличить фотографическую широту
(/>2>£|) и снизить максимальную
плотность (В)
Зависимость коэффициента
контрастности от времени обработки
светочувствительного материала во
втором растворе (*2) двухраствориого
проявителя при различной
продолжительности обработки в
первом (*,)
необходимо непрерывно и интенсивно
вращать.
Отсутствие (или незначительное
содержание бромида) в первом растворе
улучшает проработку деталей на
недодержанных участках. Это, по сути дела,
означает увеличение реальной
чувствительности при сохранении выравнивающих
свойств. Двухрастворный метод особенно
полезен для обработки контрастных
пленок, на которых обычными способами не
всегда удается добиться
удовлетворительного результата. Двухрастворное
проявление дает мелкое зерно, хорошую
контурную резкость изображения, уменьшает
возможность образования ореолов.
ВРЕМЯ, ТЕМПЕРАТУРА
От времени пребывания пленки в
первом растворе зависит контрастность
негатива и общая чувствительность
фотоматериала. Во втором растворе все
характеристики изображения быстро
достигают предела, так что, как уже
говорилось, опасности перепроявления нет.
Рекомендуемое в таблице время
обработки дает возможность получить
контраст ~ 0,6 и номинальную
чувствительность. Оба показателя можно повысить
(контраст до 0,9, чувствительность в 1,8—
2 раза), повторив обработку: после
завершения проявления во втором растворе
пленку промывают 5 мин в проточной
воде, вновь помещают в первый, а
затем во второй раствор. (Естественно, все
это делается в полной темноте.)
Оптимальное время пребывания
пленки в каждом растворе зависит от
номинальной чувствительности эмульсии:
чем она выше, тем обработка
длительнее. Нижний предел указан для
малочувствительных пленок, верхний — для
высокочувствительных. Так как время
обработки зависит еще и от толщины
эмульсии, оптимальный режим для каждого
фотоматериала лучше всего находить с
помощью проб — 4—6 снимков,
сделанных в одних и тех же условиях с
разными экспозициями (больше и меньше
средней, определяемой экспонометром).
t j = 16 ИНН

КОГДА ВЫ СПЕШИТЕ
Главная черта двухрастворного
проявления — невозможность превысить
допустимую максимальную плотность —
делает его незаменимым для
сверхбыстрого проявления, особенно в
лабораторной и экспедиционной работе. Для
сверхбыстрого проявления используют
высококонцентрированные растворы (их рецепты
есть в таблице), время обработки в
которых не превышает минуты. Нельзя
забывать, что концентрированные растворы
едких щелочей опасны, работать с ними
надо предельно аккуратно.
ВНИМАНИЕ: СУЛЬФИТ!
Для «блокирования» проявления в
первом растворе в некоторые проявители
вводят сахар, сернокислый натрий или
бисульфит. Эти предосторожности окажутся,
однако, абсолютно бесполезными, если
первый раствор будет щелочным. Такая
угроза реальна при использовании
недостаточно чистого сульфита натрия
(например, марки «фото»), который может
содержать 5—6% соды. Только
реактивный сульфит (Ч, ХЧ или ЧДА)
гарантирует от брака.
Однако в безвыходном положении
может пригодиться и обычный сульфит,
если его предварительно нейтрализовать.
Делается это достаточно просто.
Приготовляют 25%-ный раствор сульфита и
добавляют к нему несколько капель
фенолфталеина. После этого медленно,
непрерывно перемешивая, приливают 10%-ный
раствор метабисульфита калия или
бисульфита натрия до исчезновения розовой
окраски, что и свидетельствует о полной
нейтрализации. И готовя первый раствор
проявителя, вместо сухого сульфита вводят
растворенный и нейтрализованный реактив
(памятуя, что 100 мл его содержат
25 г сульфита). Такой способ, впрочем,
полезен и для приготовления обычных од-
норастворных выравнивающих
проявителей, которые, как правило, содержат
мало щелочи и много сульфита.
ВАРИАНТЫ
В принципе, любой проявитель
можно сделать двухрастворным, отделив во
второй раствор щелочь. Известны и другие
полезные способы разделения обработки на
два этапа. Например, проявление сначала
в свежеприготовленном, а затем в
истощенном проявителе одного и того же
исходного состава. В первом растворе
пленку выдерживают до появления первых
следов изображения, во втором — до
полного проявления.
Наконец, обработка в двух
проявителях может оказаться полезной, а порой
и необходимой при негативном проявлении
снимков с неизвестной экспозицией и при
проявлении позитивов, когда требуется
особенно хорошая передача деталей в све-
тах и тенях. Если негатив очень контрастен,
отпечаток сначала обрабатывают в
нормально работающем проявителе, а потом в
мягко работающем. Для печати с
малоконтрастных негативов в две кюветы
наливают контрастно работающий раствор и
мягко работающий. В первом растворе
проявление доводят до такой стадии,
чтобы тени стали достаточно плотными, но
не «забитыми». Затем отпечаток
переносят во вторую кювету, где проявляются
света и дорабатываются тени. Двухраствор-
ный метод позволяет получать отличные
отпечатки даже с очень «тяжелых»
негативов.
Есть еще много вариантов
двухрастворного проявления. Мы предоставляем
фотолюбителям возможность поискать эти
варианты и выбрать из них наилучшие по
собственному вкусу.
А. ШЕКЛЕИИ
Двенадцать
двухраст-
ворных
проявителей
№ 1. Известен под
названием проявителя Штёкле-
ра; особенно полезен для
обработки контрастных пленок.
Для нормальных пленок
предпочтительнее другой вариант
второго раствора: сода
безводная — 15 г/л, сульфит
безводный — 6 г/л. В 1 л первого
раствора можно обработать до
30 пленок, увеличивая после
пятнадцатой пленки время
обработки на 10—15%. Второй
раствор используется
однократно.
№ 2. Более контрастный
вариант предыдущего рецепта.
Для очень тонкослойных
пленок время обработки в первом
растворе 4 мин, для пленок
средней чувствительности 6—
7 мин, для
высокочувствительных 9—10 мин.
№ 3. Проявитель,
предложенный Д. Стародубом,
повышает чувствительность
материала в 1,5—2 раза. В первом
растворе проявляют 60—80
пленок, во втором не более
двух. Контраст можно
варьировать, разбавляя второй
раствор водой.
№ 4. Время указано для
тонкослойных пленок, для
обычных его надо утроить.
№ 5. Предложен в ГДР
для пленок Агфа.
№ 6. Не дает вуали на
старых фотоматериалах.
№ 7. Выравнивающий
с повышенным контрастом.
№ В. Двухрастворным
вариант особо
мелкозернистого проявителя Кодак ДК-207.
Буру целесообразно заменить
74

ПРОЯВИТЕЛИ (концентрация, г/л)
Вещество
Первый раствор:
метол
гидрохинон
глицин
метилфенидон
сульфит безводный
роданид калия
бромид калия
бенэотриаэол
бисульфит натрия
феносафранин*
сульфат натрия
сода безводная
калий метабисульфит
сахар
Второй раствор:
едкое кали
едкий натр
сода безводная
поташ
бура
фосфат натрия трехзамещен-
ный
сульфит безводный
калий йодистый
калий бромистый
феносафранин*
формалин*
Время проявления, мин.
в первом растворе
№ 1
S
100
10
4—
10
№ 2
7S
100
10
4—
10
№ 3
3
8
0,5
0,03
12
2
10
15
3.5—
5
№ 4
10
40
100
2
№ 5
№ 6
5 5
2 2
100 100
5 5
100
50 10
100 50
0,01
0.5
4—5 3—10
№ 7
№ 8
2 5
5
100 100
1
1 0,5
50 3
№ 9
64
50
1
10
100
50
1
3 6—13 10—
15 с
№ Ю
5
10
30
В5
1
№ 11
3
6
25
100
20
50
2
20
20
1
№ 12
50
40
300
Юс
во втором растворе
1 5—6 3
3,5 Юс 1,5
1 2—5 с
* Концентрация в мл/л.
четырехводным метаборатом
натрия. Второй раствор удобно
приготовить в
концентрированном виде B0 г щелочи на литр)
и разбавлять перед
использованием в 10 раз. Второй
раствор используется однократно.
Постоянство состава первого
раствора достигается с
помощью подкрепляющего
раствора:
Метол — 7,5 г/л,
Сульфит натрия
безводный — 50 г/л.
Калий роданистый —
5 г/л.
После каждого проявления
надо добавлять 20 мл
подкрепляющего раствора — тогда
время обработки всех пленок
остается постоянным.
№ 9—12. Рецепты
скоростных проявителей. № 9
можно применять и в одно-
растворном варианте, для
этого смешивают равные объемы
обоих растворов. № 10
предложен фирмой Агфа для
скоростной обработки пленок и
пластинок. Феносафранин
используют в виде разбавленного
раствора A:1000). Формалин
добавляют перед употреблением.
Температура обработки в
обоих растворах проявителя
№ 11 25° С, № 12 — 24° С.
75

Консультации
КАПУСТА ВПРОК
Каждый год я солю
капусту на зиму.
Однако мне сказали, что в
квашеной капусте
почти не остается витв-
минов. Так ли это!
Как надо правильно
хранить свежую
капусту! Что надо делать,
чтобы кввшенвя
капусте была и вкусной,
и полезной!
А. Ермакова,
Калинин
Капусту — свежую и
квашеную — очень полезно
запасать на зиму. Количество
аскорбиновой кислоты в ней
почти такое же, как у
лимонов, и практически не
меняется в течение нескольких
месяцев. Есть в капусте
витамин Р и тартроновая кислота,
которая препятствует в
организме превращению
углеводов в жир. И еще этот овощ
содержит противоязвенное
вещество — метил-метионин,
известный как витамин U.
Хранить капусту следует
в темноте при температуре,
близкой к нулю, и при высокой
влажности — 95%. Следите,
чтобы температура не
поднималась выше 4° С, иначе
она начнет прорастать.
Держать свежие кочаны можно
на решетчатых стеллажах или в
ящиках, желательно, чтобы
они не касались друг друга.
Иногда кочаны держат в
штабелях, похожих на
пирамиду; в нижнем ряду капуста
лежит правильными рядами,
кочерыгами кверху, а каждый
кочан верхнего ряда
располагается на четырех кочанах
нижнего.
Самая известная
заготовка капусты впрок —
квашение. О том, как это
делается, полагаем, известно всем,
поэтому расскажем коротко
лишь о некоторых частностях.
Основной вкус квашеной
капусты создает не соль, а
брожение, поэтому важно овощ не
пересолить — на 10 кг
шинкованной капусты надо брать
180—200 г соли. Лучшая
температура для брожения — 18—
20° С; добавки: морковь —
350—500 г на 10 кг, яблоки —
0,5—1 кг, клюква — 300—
350 г. Пену с поверхности
продукта надо обязательно
снимать, а для удаления
образующегося при брожении газа
капусту следует время от
времени протыкать гладкой
деревянной палкой,
предварительно ее ошпарив.
Температура хранения квашеной
капусты от 0 до +2С С.
Капуста-провансаль —
это по сути дела салат, не
предназначенный для
длительного хранения. Готовят его
по мере надобности. Вот один
из рецептов: капуста — 800 г,
яблоки дольками — 50 г,
брусника или клюква — 40 г,
соленые помидоры — 30 г.
К смеси добавляют 30 г сахара,
перемешивают и через полчаса
сдабривают растительным
маслом.
Вкусна и
маринованная капуста. Шинкованные
листья пересыпают мелкой
солью B00 г на 10 кг), через
2—3 часа раскладывают в
стеклянные банки, положив на
дно по 2—3 горошины
горького и душистого перца,
t—2 гвоздички и 1 лавровый
лист. Содержимое заливают
горячим маринадом C—4%
соли, 4—5% сахара и около
2% уксусной эссенции). Банки
накрывают прокипяченными
крышками и стерилизуют при
90° С в водяной бане в
течение получаса, после чего
крышки закатывают.
Кстати, если вы хотите
надолго сохранить вкусовые
качества квашеной капусты,
разложите ее в стеклянные
банки. Нагрейте продукт
вместе с рассолом в
эмалированной кастрюле до 100° С, сразу
же переложите в нагретые
банки и закатайте крышки,
предварительно их- ошпарив.
Информация
Г1
г '
г
Ьч
Кл
Г^У
*t*
*t'
' I '
I
OJ
rr*
, I
1
Li
m
г f 1
г T1
I11
ill
ill
11'
НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ
Май 1983 г.
VIII Всесоюзная
конференция по коллоидной
химии и физико-химической
механике. Ташкент. Научный
совет АН СССР по
коллоидной химии и
физико-химической механике A17912 ГСП
Москва В-71, Ленинский просп.,
29, Институт
нефтехимического синтеза АН СССР),
Институт химии АН УзССР,
Ташкентский политехнический
институт. Срок представления
тезисов докладов — до 1
декабря 19В2 г.
НАГРАЖДЕНИЯ
Золотая медаль
имени И. П. Павлова 1982
года присуждена академику
Е. М. КРЕПСУ за цикл работ
по эволюционной физиологии
и биохимии нервной системы,
включая монографию «Липи-
ды клеточных мембран».
Премия имени И. П. Пвв-
лова 1982 года присуждена
доктору медицинских наук
Н. Ф. СУВОРОВУ (Институт
физиологии имени И. П.
Павлова АН СССР) за монографию
«Стриарная система и
поведение».
В ПРЕЗИДИУМЕ АН
СССР
В составе Президиума
АН СССР организовано
Управление по реактивам и био-
химпрепаратам.
Научный совет АН СССР
по синтезу, изучению и
применению адсорбентов
переименован в Научный совет
АН СССР по вдсорбции.
В 1983 г. при Секции
химико-технологических и био-
76

логических наук Президиума
АН СССР начинает выходить
ежемесячный журнвл АН СССР
«Биологические мембраны».
Главный редактор журнала —
академик Ю. А. ОВЧИННИКОВ.
КНИГИ
В 1983 г. часть книг,
выпускаемых издательством
«Металлургия», будет
распространяться непосредственно
издательством, а не через
книжные магазины: эти книги
будут по мере вых ода в
свет высылаться заказчикам по
почте наложенным платежом.
Баймаханов М. Т.,
Лебедев К. Б., Антонов В. Н.,
Озеров А. И. Очистка и
контроль сточных вод предприятий
цветной металлургии. 15 л.
80 к.
Гринберг Д. Л.
Химическая технология на
металлургическом заводе. В л. 40 к.
Грязное Н. С. Пиролиз
углей в процессе
прессования. 15 л. 2 р. 30 к.
Колачев Б. А., Мвль-
ков А. В. Физические основы
разрушения титана. 12 л.
1 р. 80 к.
Лузгин В. П., Явой-
ский В. И. Газы в стали и
качество металла. 18 л. 3 р.
Омельяновский Э. М.г
Фистуль В. И. Примеси
переходных металлов в
полупроводниках. 16 л. 2 р. 70 к.
Резницкий И. Г., Добро-
сельская Н. М. Производство
серной кислоты из отходящих
газов цветной метвллургии.
10 л. 50 к.
Силаев А. Ф., Фиш-
ман Б. Д. Диспергироввние
жидких металлов и сплавов.
12 л. 60 к.
Уфимцев В. Б., Акчу-
рин Р. X. Физико-химические
основы жидкофазной эпитак-
сии. 16 л. 2 р. 40 к.
Финкель В. А.
Структура жидкофазиых соединений.
8 л. 1 р. 20 к.
Хасин Г. А., Браэ-
гин И. А. Центральная
заводская лаборвтория. 20 л.
1 р. 30 к.
Заказы на эти издания
(с указанием точного обратно*
го адреса) следует направлять
в отдел распространения и
рекламы издательства
«Металлургиям по адресу: 119034
Москаа ГСП-3, 2-й Обыденский
пер., 14.
Заказы принимаются до
31 декабря 1982 г.; при
поступлении заказов после этого
срока он и могут быть
выполнены, если к моменту их
поступления книга не будет
подписана в печать.
Бани отходов
Ищем
нетоксичные отходы производств синтетических или
природных материалов и изделий из них
-в виде гранул, пластин, хлопьев или других частиц
произвольной формы (размером 1—5 мм). Отходы
должны обладать одним или несколькими перечисленными
ниже свойствами:
растворимостью в нефти или газовом конденсате;
способностью набухать в нефти, газовом конденсате
или минерализованной воде;
высокой адгезией к горным породам в водной среде
или нефти;
способностью к агрегированию (слипанию) в водной
среде или нефти;
высокой адсорбционной способностью.
Потребность — от 500 до 20 000 т в год.
На буровых предприятиях можем также использовать
отходы деревообрабатывающих, целлюлозно-бумажных
и других производств; прессованные и высушенные
древесные гранулы или целлюлозные волокна (влажностью
около 5%) размерами 2—7 мм.
Потребность — от 500 до 20 000 т в год.
Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-
исследовательский институт буровой техники (ВНИИБТ).
117957 Москва, В-49, Ленинский проспект, 6. Расчетный
счет № 200201 в Октябрьском отделении Госбанка
Москвы.
Третий год
ищем
покупателей
На нашем заводе в цехе металлопокрытий при
хромировании штоков амортизаторов образуется
порошкообразный электролитический хром чистоты 99,2% —
до 1,5—2 тонн в год. Третий год ищем, кому продать этот
ценный материал.
Арзамас Горьковской обл., ул. 9 мая, 2, Завод
автомобильных запчастей.
77

В выпуске:
Внимание:
полимеры
Искры
под водой
Причуды
тиосульфата
Операция
«Дискуссия»
Внимание:
полимеры
Чем отличаются полимеры от
мономеров, из которых они образуются?
Прежде всего физическими свойствами: в
результате полимеризации или
поликонденсации жидкий или газообразный мономер
чен летучий продукт Y, плотность паров
которого по воздуху равна 3,5. Вещество X
может быть легко получено из Y и не
реагирует с бромом, в то время как 1,25 г
вещества Y соединяются с 2 г брома.
Определить строение X и Y , если известно,
что вещество Y может быть обратимо
гидролизовано, а один из продуктов его
озонирования представляет собой эфир
а-оксопропионовой кислоты.
ЗАДАЧА 2
При нагревании эластичного образца
А до 400*С выделяются пары веществ Б и В,
плотность которых по воздуху равна 2,2
и 6,6 соответственно. Сжигание в избытке
кислорода одинаковых количеств А, Б и В
раствора, и подтвердить результаты
анализа синтезом. Оставшееся после
выпаривания раствора при 120°С вещество X
содержало 54,6% углерода и 9,1% водорода;
азот, фосфор, кремний, сера и галогены
в веществе не обнаружены. При действии
металлического натрия на 1,1 г безводного
вещества X выделилось 280 мл водорода
(н. у.). В результате обработки вещества X
ледяной уксусной кислотой получено
соединение Y , содержащее 55,8% углерода
и 7% водорода. Среди имевшихся в
лаборатории реактивов студент обнаружил
склянку с веществом, формула которого
соответствовала по процентному составу Y •
Знакомый лаборант подсказал студенту,
что реактив из этой склянки использовался

превращается в твердое тело, порой
упругое и эластичное. Гораздо труднее
охарактеризовать различие в химическом
поведении мономеров и полимеров.
Предлагаемые задачи как раз и требуют знаний
химических свойств мономеров и
полимеров на их основе.
ЗАДАЧА 1
При осторожном нагревании
твердого органического соединения X был
полудает одну и ту же смесь газов, причем для
полного поглощения продуктов сгорания
1 г А, Б или В требуется не менее 25 г
5%-ного раствора едкого натра, причем
получается 27 г раствора. Определить
состав А, Б и В.
ЗАДАЧА 3
Студенту-химику предложена
курсовая работа: проанализировать органическое
соединение X, данное ему в виде водного
для приготовления вещества X. Студент
попытался получить вещество X
гидролизом соединения из склянки с помощью
соляной кислоты. Однако после
выпаривания при 120°С водного раствора,
образовавшегося в результате гидролиза, в чашке
ничего не осталось. Какие ошибки допустил
студент при анализе и синтезе?
(Решения — на стр. 82)
_ jIa^
Искры под водой
Предлагаю описание интересного, на мой
взгляд, опыта, для которого не требуются редкие
реактивы и сложные приборы. Нужны лишь
химический стакан, желательно широкий (если его нет,
то можно обойтись пол литровой банкой), нитрат
натрия, медный провод в полиэтиленовой изоляции
диаметром 0,5 мм и источник пульсирующего тока
напряжением 14—20 вольт (рис. 1).
>2« jum.*"*"
I
Схема источника
пульсирующего
тока
В качестве источника тока я использовал
понижающий трансформатор с мощным диодом
Д242; если такого нет, то его можно заменить
четырьмя параллельно включенными диодами Д226.
В 250 мл воды растворяют 2—3 столовых
ложки селитры, раствор фильтруют через вату
и наливают в банку. Положительный электрод —
медная пластина или свернутая спиралью голая
медная проволока. Отрицательный электрод —
медный провод в изоляции, его конец обрезан,
а медная жила выступает на длину, зависящую
(лектрод
полиэтиленовая нзоллцнл
Устройство
отрицательного
электрода
от тока в цепи (рис. 2): при токе 500 мА 1 = 0,5 мм,
а при токе 150 мА 1=0. Опустив в раствор электроды
и подав на них напряжение (рис. 3), увидим, что
на отрицательном электроде возникает маленькая,
но яркая светящаяся точка — дуговой разряд,
сопровождающийся треском. С этого электрода вверх
устремляется цепочка пузырьков водорода. Поло-
Схема опыта
жительный электрод растворяется, и образуется
голубовато-зеленый осадок.
Если использовать переменный ток, то искры
тоже возникают, но свечение быстро прекращается,
так как отрицательный электрод растворяется;
при постоянном токе катод не растворяется, но
и свечения не получается.
Дмитрий ЧУКАВИН,
ученик 7-го кл. (Свердловск)

Расследования
Причуды
тиосульфата
Школьники чаще всего повторяют
эксперименты, описанные в том или ином руководстве
или учебнике. Но иногда юным химикам удается
наблюдать нечто неожиданное, не описанное в
учебниках и известное лишь ограниченному числу
специалистов. А бывает и так, что проведенному
эксперименту и вовсе не удается дать однозначное
объяснение, потому что для этого еще попросту
не хватает знаний. Так было, например, с ярко-
желтым порошком, полученным Владимиром
Дворян чи ковы м из медного купороса и тиосульфата
натрия («Химия и жизнь», 1980, № 3), — о составе
этого соединения можно было дать лишь
предположительный ответ.
Мы не случайно вспомнили именно этот опыт.
Тиосульфат натрия — вещество хитрое. Вот что,
например, недавно обнаружили семиклассник Игорь
Чернов и восьмиклассник Юра Бутенко из 104-й
школы Красноярска. Прочитав упомянутую заметку
о тиосульфате меди, они решили получить
аналогичным образом и тиосульфат железа (II).
Каково же было их удивление, когда в результате
сливания растворов FeCI3 и Na2S203 появилась
интенсивная фиолетовая окраска! А через несколько
секунд раствор вдруг стал совершенно
бесцветным...
Ребята попытались выяснить, влияют ли
различные вещества на скорость исчезновения окраски.
Оказалось, влияют: например, добавка ионов меди
(II) приводит к мгновенному обесцвечиванию.
Но установить, что же все-таки происходит в
пробирке, им не удалось.
Однако это уравнение отражает лишь суммарный
процесс и ничего не говорит о его механизме.
Например, о причине возникновения окраски —
ведь в растворе все продукты реакции бесцветны!
Очевидно, решили химики, в ходе реакции
сначала образуется промежуточное окрашенное
соединение, которое затем превращается в
бесцветный продукт. Вывод справедливый — ведь
ионы Fe + дают окрашенные комплексы со многими
соединениями. Но какой именно комплекс
образуется в этом случае, не удавалось выяснить на
протяжении многих десятилетий. И это
неудивительно, поскольку продолжительность жизни
фиолетового комплекса измеряется секундами, а
классические методы исследования, известные химикам
прошлого века, не позволяли изучать столь
«быстрые» химические процессы. Поэтому стали считать
(вероятно, по аналогии с известным тиосульфатным
комплексом серебра), что в ходе реакции
образуется комплексный анион [Fe(S203J]—•
Анионное строение комплекса никто не
подвергал сомнению до тех пор, пока не появились
новые методы исследования быстрых реакций.
В 1923 году была опубликована статья английских
химиков Г. Хартриджа и Ф. Рафтона, которые
изучали быстро протекающую реакцию гемоглобина
крови с кислородом. Для этого использовался
новый метод, получивший название струевого, или
проточного.
Принцип этого метода очень прост. Растворы
реагентов подаются под давлением в два отростка
Y-образной трубки (см. рисунок), быстро
перемешиваются (примерно за Ю-3 секунды) и затем
проходят через прямую трубку, позволяющую
следить за изменениями, происходящими в
растворе. Если скорость этой струи постоянна и равна v,
то в данную точку трубки, находящуюся на
расстоянии I от смесителя, раствор будет поступать
через одно и то же время после начала реакции
(t=l/v). Следовательно, в этой точке степень
превращения (и соответственно концентрации исходных,
промежуточных и конечных веществ) будет
оставаться постоянной, но возрастать по мере удаления
выбранной точки от смесителя. Скорость же струи
легко определить, зная диаметр трубки и объем
раствора, вылившийся из него, например, за одну
минуту. I
Операция
«Дискуссия»
Дорогая редакция! Я регулярно
выписываю «Химию и жизнь» и читаю ее с
большим удовольствием. Совсем иначе обстоит
дело с рубрикой Клуб Юный химик —
кроме одной-двух статей, ничего
интересного не вижу. Год назад печаталась
дискуссия о реакции серы с селитрой;
уверен, что она развлекла многих
читателей. Но это единичный случай за много лет.
А почему бы не сделать таких дискуссий
побольше? Понятно, что интереснее всего
проблемы, предложенные самими
ребятами, лучше экспериментаторами. Уверен,
что тем найдется немало.
Олег БЫЧКОВ
(Москва)
Редакция поддерживает предложение j
Олега Бычкова и объявляет об открытии
операции «Дискуссия». Предлагаем юным химикам!
присылать материалы по дискуссионным
вопросам, с которыми они сталкиваются во время
уроков и занятий экспериментами — дома
или в кружке. Наиболее интересные
предложения будут опубликованы и обсуждены. I

Казалось бы, раз оба реагента — вещества
известные и весьма распространенные, то
механизм их взаимодействия должен быть хорошо
изучен. Но даже в солидном двухтомном учебнике
по неорганической химии Рем и об этой реакции
нет ни слова. Из этого учебника можно лишь
узнать, что тиосульфат железа (II) образуется в
результате совсем другой реакции — при действии
водного раствора сернистого газа на порошок
железа:
2Fe+3S02 = FeSOa + FeSPg.
Значит, юные химики открыли еще никому
не известную реакцию? Более детальное
ознакомление с химической литературой показало, что
Игорь и Юра все же не первые слили растворы
хлорного железа и тиосульфата: о появлении
кратковременной фиолетовой окраски при реакции
этих веществ впервые сообщил немецкий химик
А. Ленц еще... в 1841 году. С тех пор на протяжении
почти полутора столетий эту интересную реакцию
изучали английские, французские, немецкие,
голландские, шведские, румынские, советские,
индийские химики...
Среди этих химиков Г. Ландольт, автор
многотомного справочника по физической химии;
многим известна реакция Ландольта —
взаимодействие иодатас сульфитом. Изучал реакцию
хлорного железа с тиосульфатом К. Мор — его именем
названы двойной сульфат железа (II) и аммония,
мерная пипетка, а также метод аналитического
определения хлоридов.
Интересна и поучительна история
исследования этой простой на первый взгляд реакции,
которая тем не менее осталась не до конца
изученной и почти забыта.
Прежде всего, совершенно точно
установлено, что тиосульфат окисляется до тетратионата
(как в хорошо известной реакции с иодом) по
уравнению:
2FeCl3 + 2Na2S203 = 2FeCI2+2NaCI + Na2S406.
Принципиальная схема устройства для изучения
кинетики быстрых реакции струевым методом
Что дает этот метод? Во-первых, он позволяет
исследовать кинетику довольно быстрых реакций
(ограничение накладывает только скорость
смешения реагентов — реакция должна протекать не
быстрее чем за несколько тысячных долей секунды).
Во-вторых, появляется возможность изучить, не
торопясь (был бы только запас реактивов), даже
очень неустойчивые промежуточные соединения,
измеряя в той или иной точке трубки оптический
спектр раствора, электропроводность или какое-
либо другое физическое свойство.
Например, если v=10 м/с, а 1 = 5 см, то
t=0,005 с и, значит, проводя измерения, мы как бы
увидим застывшее изображение реагирующей
системы спустя 5 - 10—3 с после начала реакции.
Прошло всего несколько лет после
изобретения струевого метода, как немецкий химик
Г. Шмид применил его для изучения реакции ионов
Fe3+ с тиосульфатом. Измеряя электрический
потенциал в различных точках стеклянной трубки,
он доказал, что фиолетовое соединение — это
вовсе не анионный комплекс, а катион [ FeS203]+;
кроме того, он измерил и константу комплексо-
образования. То есть струевой метод позволил
решить задачу, которая была не по зубам химикам
на протяжении многих десятилетий.
Теперь можно было записать уточненное
уравнение реакции:
Fe3+ + S2032-^ FeS2Oa+;
2FeS20+ + 5,о£~— 2Fe2+ +S4Ol~ H^O2-.
В дальнейшем выводы Шмида были подтверждены
и спектральными измерениями в сочетании с тем же
струевым методом. В частности, оптическая
плотность раствора оказалась максимальной при равных
концентрациях исходных реагентов, что
подтверждало состае комплекса Fe3+: S202~=1:1.
А может ли эта красивая реакция иметь
какое-либо практическое значение? В середине
прошлого века ее пытались использовать в
аналитической химии для количественного определения
в растворе ионов Fe +, для чего соль железа
титровали тиосульфатом до исчезновения фиолетовой
окраски. Однако этот метод оказался недостаточно
точным, и поэтому он не привился.
Еще одно возможное применение этой
реакции связано с аналитической химией... урана. Уже
в наше время советские химики И. А. Церков-
ницкая и Т. Т. Быховцева установили, что при
восстановлении ионов Fe + тиосульфатом введенные
в систему ионы U(VI) количественно превращаются
в ионы U(IV), тогда как сам тиосульфат не способен
восстанавливать ионы урана. Объясняется это тем,
что образование комплекса FeS2Oa+ сильно (на
300 мВ) сдвигает в отрицательную область
окислительно-восстановительный потенциал системы
Fe3+Fe2+, чего достаточно для полного
восстановления U(VI).
Такие реакции называются сопряженными:
протекание одной реакции способствует
осуществлению другой. Например, арсениты не окисляются
в растворе бромноватой кислотой или кислородом
воздуха, однако если в растворе присутствует также
сульфит, то окисляться будут оба вещества.
Сопряженные реакции играют очень важную роль и в

биохимии: синтез белков и нуклеиновых кислот
в клетке сопряжен с гидролизом аденозинтри-
фосфорной кислоты (АТФ).
Итак, о реакции Fe3+ с тиосульфатом
известно немало. Но можно ли считать, что известно уже
все? Ни в коем случае: многие факты до сих пор
остались необъясненными. Прежде всего это
касается кинетики реакции: ведь в нейтральной среде
процесс не идет вовсе, а в слабокислой
интенсивность окраски спадает сначала медленно, затем
все быстрее и, наконец, реакция снова замедляется;
аналогично меняются концентрации исходных
веществ и продуктов. Такое явление обычно
связывают с так называемым автокатализом —
увеличением скорости реакции по мере накопления ее
продуктов. Именно так, например, идет окисление
щавелевой кислоты раствором перманганата —
один из продуктов реакции (ион Мп2+) сильно
ускоряет реакцию.
Однако в нашем случае проверка показала,
что такое объяснение несостоятельно. Так, введение
в исходную смесь одного из продуктов
(тетратмонета) вообще не повлияло на скорость реакции,
а при добавлении другого продукта (ионов Fe2+)
наблюдалось даже значительное замедление
процесса. Другие вещества (в том числе и медный
купорос, использовавшийся красноярскими
школьниками) ускоряют реакцию, но эти наблюдения
трудно согласовать с установленным механизмом
реакции. Кроме того, в сильнокислой среде, а также
в присутствии фосфатов, избытка тиосульфата или
хлористого натрия самоускорение не наблюдается
и раствор перестает приобретать фиолетовую
окраску. Все это показывает, что истинный механизм
реакции много сложнее и включает, вероятно,
несколько дополнительных, еще не изученных стадий.
Так на примере одной-единственной реакции
мы познакомились с такими важными понятиями,
как промежуточное неустойчивое соединение,
сопряженная реакция, автокатализ, узнали о том,
как изучают быстрые процессы. Значит, работая
даже с самыми простыми веществами, можно
обнаружить очень важные и интересные явления.
И. ИЛЬИН
(см. стр. 78)
ЗАДАЧА 1
Соединение Y — непредельное. Если
в нем есть одна С=С-связь, то один моль Y
должен присоединять 1 моль брома.
Отсюда молекулярная масса фрагмента с одной
двойной связью равна
л ^ 160
1,25 • — =100 у. е.
Не исключено, что именно и такова
молекулярная масса Y- Это можно проверить
промышленных мономеров — метил-
метакрилат Y был получен термическим
разложением своего полимера X:
СН,
-сн-с-
о=оо-сн,
-»-п |СН2=С- С — О-СН,
сн3
/ п
ЗАДАЧА 2
Поскольку продукты сгорания
поглощаются щелочью, они должны иметь
кислотный характер. Определим
молекулярную массу кислотного оксида, учитывая,
что при минимальном количестве щелочи
он даст кислую соль и что поглотилось
27—25 = 2 г оксида. Поскольку в 25 г
дует, что на одну молекулу простейшего
состава приходится один гидроксильный
водород, так как 280 мл Н2 = 0,0125 моль
и это количество образовалось из 1,1 г ROH:
ROH + Na = RONa + 1/2H2.
Значит, 1,1 г ROH составляют 2-0,0125=
= 0,025 моль и молекулярная масса этого
вещества равна 44 у. е., что соответствует
простейшей формуле С2Н40.
Этой формуле соответствует спирт
СН2 =СН—ОН, называемый виниловым.
Значит, Y может соответствовать сложный
эфир состава С4Н602, или СН2=СН—О—
—СОСН3, т. е. винилацетат. Но если винил-
ацетат реально существует, то виниловый
спирт нестабилен, и в момент образования
(например, при гидролизе) он тотчас же
перегруппировывается в ацетальдегид в
соответствии с правилом Эльтекова—Эрлен-
мейера. При 120°С уксусная кислота
(т. кип. 118°) и ацетальдегид (т. кип. 21СС)

по плотности паров. Принимая
молекулярную массу воздуха равной 29, получаем:
29-3,5=101,5 у. е.
Таким образом, молекулярная масса Y ,
содержащего одну двойную связь,
действительно равна 100 у. е. Теперь остается
выяснить, какой фрагмент Y теряется при
озонировании. Формулу эфира а-оксопро-
пионовой кислоты можно записать так:
СНЯ—С С О R
и и
О О
Молекулярная масса кислотного остатка
(не считая R) равна 37. Логично
предположить, что одна из СО-групп эфира
образовалась в результате озонирования
С = С-связи. Значит, молекулярная масса R
и группы, отщепившейся в результате
озонирования, равна 100—(87—16) = 29 у. е.
Эту массу имеют два простейших остатка:
СН2+СН3. Учитывая, что по условию Y
должен обратимо гидролизоваться, получаем
единственно возможную структуру этого
вещества:
О
II
сн3—с— с—о—сн3
II
сн2
Главное отличие Y от X — отсутствие
в последнем соединении двойной связи.
Теперь ясно, что один из важнейших
5%-ной щелочи содержится 1,25 г
растворенного вещества, получаем пропорцию:
2 г 1,25 г
X + NaOH= NaH(OX).
х 40 у. е.
Отсюда х =64 у. е., что может
соответствовать, например, S02.
Так как 1 г веществ А, Б и В дает по 2 г
продукта сгорания, все эти вещества
должны состоять из одного элемента — серы:
s+o2=so2.
32 32 64
В условии говорится не об одном продукте
сгррания; действительно, при горении серы
в кислороде всегда образуется примесь
S03- Молекулярные массы веществ Б и В
при средней «молекулярной массе»
воздуха 29 у. е. получаются равными 64 и 192 у. е.
соответственно.
Значит, мы имели дело с
парообразными полимерами серы S2 и S6,
образовавшимися в результате термического
разложения пластической серы Sn- Эту
модификацию серы легко получить, вылив
нагретый до 200° расплав серы в холодную
воду.
ЗАДАЧА 3
Предположив, что вещества X и Y
состоят из углерода, водорода и
кислорода, установим их простейшие формулы:
54,6 9J 36,3
12 : Т : ~\6
~4,55:9,1:2,27~2:4:1(Х),
55 8 7 47 У
^-:-: ^-4,74:7:2,32-2:3:1 (Y).
Вещество X соответствует по составу аце-
тальдегиду СН3СНО; из условия задачи сле-
испаряются, и поэтому после выпаривания
раствора у студента ничего не получилось.
И все-таки X по условию задачи —
спирт. Студент не обратил внимания на то,
что спирт X не испарился при 120°С;
значит, его молекулярная масса
соответствует не простейшей формуле С2Н40,
а (С2Н40)п или [—СН2СН(ОН)—]П.
Поливиниловый спирт — это полимер,
не имеющий мономера. Чтобы получить
этот полимер, надо полимеризовать уже
знакомый нам винилацетат:
п/СН2=СН
ROOH,tl
ОСОСН,!
ососн,
А затем гидролизовать поливинилацетат:
I— сн? — сн
пНХ)
ососн3
"► /—СН2—СН —\ + пСН3СООН.
он
При не очень высокой степени
полимеризации (п<100) поливиниловый спирт
представляет собой вязкую жидкость,
хорошо растворимую в воде.
В. ЗАГОРСКИЙ

Спорт
Вид с Эвереста
В августе прошлого года
руководитель первой советской гималайской
экспедиции доктор физико-математических наук,
мастер спорта СССР Е. И. ТА ММ
рассказывал на страницах «Химии и жизни» о
подготовке к восхождению на Эверест.
Сегодня все знают, что экспедиция
завершилась блестящим успехом. Подробности
штурма детально освещены в печати.
Поэтому новое наше интервью с Е. И. Там-
мом будет совсем коротким.
Евгений Игоревич, наш журнал, его читатели
с радостью присоединяются к многочисленным
поздравлениям, которые получили вы и ваши товарищи.
«Станет ли ваше восхождение новым словом в покоре-
нни «Властелина неба»?» — этим вопросом мы
начинали нашу прошлую беседу. Повторяем его, лишь
изменив время: стало ли?
За предельно короткий срок —
всего за шесть дней — одиннадцать
человек поднялись на вершину Эвереста.
По абсолютно новому маршруту, в
чрезвычайно неблагоприятных погодных
условиях. Ранее это никому не удавалось.
Так что вполне можно говорить о новом
слове в высотном альпинизме.
Второй наш вопрос был как раз о маршруте:
о том, что было заранее изеестно, и о
незапланированном — об ожидании неожиданностей...
■ Мы знали маршрут достаточно
хорошо. И команда сумела выдержать его
удивительно точно. А неожиданности
были. В прошлой нашей беседе мы
говорили о том, что Эверест, как всякий
сильный противник, непременно припасет
«домашние заготовки». Так и случилось:
восходители столкнулись с предельно
сложными техническими участками. Их
пришлось преодолевать в ужасающую
погоду: при морозе, достигавшем 40° С,
ветре до 80 узлов.
Оправдала ли себя гималайская тактика
восхождения?
Да. Главные причины успеха:
великолепный состав команды и удачно
разработанная тактическая схема восхождения,
которой мы придерживались от начала
до конца.
Следующий вопрос — о снаряжении...
Снаряжение нас не подвело. Мы
благодарны всем, кто готовил нас в трудную
дорогу. Прекрасно зарекомендовало себя
кислородное оборудование,
подготовленное предприятиями авиационной
промышленности, и особенно маски, самая
капризная часть которых (клапаны) была
разработана в Научно-исследовательском
институте резиновой промышленности.
Кислородное оборудование работало
безотказно — и это, заметьте, в условиях
массового восхождения. Палатки, рюкзаки,
страховочные пояса-беседки, гетры-утепли-
84

ч-
i
тели готовил для экспедиции
Солнечногорский механический завод. Безотказные,
надежные, хорошие вещи. И это относится
ко всем вещам, которые сделали для нас
многие предприятия и организации.
А питание?
Все заранее составленные рационы
оказались удачными, хотя мы их порою
и тасовали по вкусам членов команды.
С нами в экспедиции находился
заместитель генерального директора
научно-производственного объединения консервной
промышленности кандидат медицинских
наук В. А. Воскобойников. Он был
консультантом по питанию, а оказался еще и
прекрасным поваром: руководил
поварами-шерпами и сам великолепно готовил.
Замечу, что его жена не признает за
ним кулинарных способностей. Нет
пророка...
Спортивные итоги экспедиции подведены,
можно ли говорить об итогах научных?
Полагаю, что о научных итогах
говорить пока рано, хотя наша
экспедиция безусловно много дала для
понимания возможностей человека в
экстремальных условиях. Достаточно сказать, что
участники экспедиции потребляли
значительно меньше кислорода, чем
предполагали специалисты. По их рекомендациям,
расход кислорода при тяжелой скальной
работе на восьмикилометровой высоте
должен был составлять 3—4 л/мин. А
члены нашей команды, как правило,
обходились значительно меньшими подачами:
литр, редко два литра в минуту.
Непальские геологи ждут материалы,
собранные нашей экспедицией. Дело в том,
что ее участники — С. Чепчев, С. Бершов,
Ю. Голодов и М. Туркевич — во время
обработки маршрута и на самой вершине
Эвереста отбирали образцы горных пород.
Геологи прежних альпинистских
экспедиций довольно тщательно изучили
северные склоны высочайшей вершины мира,
а информации о строении юго-западного
склона, где желтые сланцевые известняки
образуют наиболее труднопроходимые
участки, до сих пор не было. На морене
ледника Кхумбу, в обнажении на стене
Эвереста найдены кристаллы берилла.
Это интересно само по себе и расширяет
перспективы поисков драгоценных камней
в Непале.
Есть команда, накопившая бесценный опыт.
Есть прекрасное снаряжение. Грех не использовать
дальше этот потенциал. Традиционный вопрос: ваши
дальнейшие планы?
Продолжать гималайские
восхождения. Весьма заманчивы, например,
нехожен ный, самый сложный из существующих
сейчас маршрут по южной стене Лхоцзе
или новый путь на Канченджангу.
подготовка к новой
Итак, после отдыха
экспедиции?
Отдых? Все члены команды сейчас
в горах...
В самом конце нашей прошлой беседы вы
обещали в случае удачи экспедиции предоставить «Химии
и жизни» главное свидетельство успеха — снятую с
вершины панораму, так сказать, вид с Эвереста.
Вот он, этот вид...
85

Рюкзак,
который
побывал
на вершине
Расположенный под
Москвой Солнечногорский
механический завод
готовил для гималайской
экспедиции так называемое
мягкое снаряжение: палатки,
рюкзаки, теплые бахилы,
страховочные подвесные
системы. Солнечногорские
палатки выстояли под
ураганным ветром на высоте
выше восьми километров.
Подвесная система,
выдержавшая во врем я испыта-
ний на разрывной машине
нагрузку свыше трех тонн,
надежно страховала
восходителей на отвесных
скальных участках. А рюкзак
«Памир» побывал на самой
высокой точке планеты.
Сергей Ефимов прошел
весь путь от базового
лагеря до вершины Эвереста с
солнечногорским
рюкзаком.
Согласно
техническому заданию, рюкзак для
штурма Эвереста должен
был: 1) выдерживать
пятидесятиградусный мороз,
2) вмещать свыше 40 кг
груза, 3) иметь карман ы
для кислородных
баллонов, крепление для
ледоруба и крючки для
страховочных веревок, 4) не
намокать, 5) весить вдвое
меньше обычного.
Начальник заводского
СКБ А. Степнер, инженеры
В. Близнюк и В. Скрябина,
альпинист С. Ефимов
изучали отечественные и
зарубежные модели
рюкзаков, рассматривали старые
изображения странников,
стремясь извлечь
что-нибудь полезное из
«конструкций» их котомок.
Между прочим, оказалось, что
нынешние модели с
металлической арматурой (со
станками) были
заимствованы у сибирских
старателей, которые укрепляли
свои заплечные мешки
гибкими прутьями.
Перебрав десятки
моделей, инженеры
остановились на знаменитом аба-
лаковском рюкзаке. В
качестве материала была
выбрана прочная
капроновая ткань, дублированная
полиэтиленовой пленкой.
Спинку, поясные и
плечевые ремни изготовили из
натуральной кожи с
мягкими вставками из пено-
пол иэтилена. Техн и чес кое
задание было выполнено
и перевыполнено: рюкзак
«Памир» весит 1,3 кг —
не вдвое, а почти втрое
легче обычного,
абалаковского-
Кстати, почему
«Памир»? Потому что новый
рюкзак прошел
всесторонние испытания во время
тренировочного сбора
Гималаи цев на Памире. И
только после этого модель
была запущена в
производство. А потом, как мы
знаем, рюкзак побывал на
> Эвересте...
В. КУКУШКИН
86

Вещи и вещества
Я слушаю — приятель стал не тот.
То вскрикнет он. то охнет, то
вздохнет.
«Что сделалось с тобой, мой
милый? Я надеюсь,
Не болен ты?» — «Ох, ничего: я
бреюсь».
И. А. КРЫЛОВ. Бритвы
Бритва — это прежде
всего тончайшее острие.
Изготовить его трудно, но
еще труднее долго
сохранять заточку, поскольку
нагрузка на лезвие при
бритье немалая. Прикинем:
на лице у
среднестатистического мужчины на
каждом квадратном
сантиметре кожи растет примерно
100 волосков (у блондинов
чуть больше, у
рыжеволосых поменьше), средняя
толщина волоса около
0,1 мм, площадь лица
приблизительно 250 см2.
Получается, что обычное
двукратное бритье
равносильно разрезанию
стержня из твердого рогового
вещества толщиною в два
сантиметра...
Конечно, хорошая
бритва с такой работой
справляется. Но стоит ей
чуть притупиться, как
усилие резания возрастает,
волос отклоняется и срез
получается косой. Значит,
больше становится
площадь, а это в свою
очередь увеличивает нагрузку
на лезвие. Затупление
прогрессирует в
ускоряющемся темпе до тех пор, пока
бритва не перестанет брить
вовсе.
Механизм резания
бритвы таков:
возникающее на острие громадное
давление разрушает волос.
Одновременно боковые
• ••КЭК
бритва
наклонные грани
расклинивают и растягивают волос
до полного разделения.
Таким образом, при бритье
возникают три силы: сжатия
режущей кромкой,
внедрения клина и, естественно,
трения.
Чем тоньше лезвие
и меньше угол затрчки,
тем сроде бы лучше, но
сверхтонкое лезвие
непрочно. Требуется
оптимальное соотношение
размеров режущей кромки,
чтобы бритва резала
хорошо и долго. Это
соотношение ищут не первую
сотню лет...
БРИТВА
И ТЕХНИЧЕСКИЙ
ПРОГРЕСС
В каменном веке
бритье, надо полагать,
было мучительным и долгим:
осколок камня или
раковины не столько бреет,
сколько скоблит. Вероятно,
первые бритвы, как и
другие острые инструменты,
были кремневыми. Но
кромки кремневых пластин
для бритья слишком
грубы. Гораздо лучше
обсидиан, вулканическое
стекло: хотя он и менее
прочен, зато на сколе у него
тонкое острие. Для
обсидиана характерен особый
раковистый излом —
отбитые от камн я осколки
имеют вид чешуек с вы-

Под остротой лезвия
понимают обычно
диаметр окружности,
вписанной в профиль
режущей кромки
пуклым тонким краем. Выпуклое острие
оказалось удобным для бритья.
Использовали и осколки двустворчатых раковин,
тоже с выпуклой кромкой. Так уже в
начале своей эволюции бритва обособилась от
остальных режущих инструментов.
Позже, в Египте и Греции, наряду с
каменными бритвами применяли также
бронзовые, с дугообразной режущей
кромкой. А бритвы с прямым лезвием появились
в Древнем Риме, на рубеже нашей эры.
Их делали в виде прямого клинка с
закругленным концом и хвостовиком, на который
насаживалась рукоятка. Клинок из
прокованных полос мягкого и твердого железа
закаливали и затачивали на брусках из
песчаника, а затем правили острие на
толстой коже. Наружные слои из мягкого желе-
На снимке —
мнкрогеометрия
режущей кромки;
рядом графическая
интерпретация
за придавали клинку упругость и гибкость,
твердые слои — остроту. Долгое время
считалось, что клинок из такой стали
способен самозатачиваться при работе. Но
это мнение ошибочно: твердый слой
слишком толст по сравнению с острием, а
сделать его тоньше ручной ковкой
невозможно.
Почти шестнадцать столетий римская
прямая бритва властвовала безраздельно.
Конечно, клинки стали несравненно лучше.
Во многих странах Европы и Азии научились
делать отличную сварочную сталь,
европейцы познакомились с булатом
индийских и персидских мастеров, появились
такие центры по выделке железа, как Толедо
и Дамаск. Ковка, закалка, заточка клинков
достигли совершенства — и это,
разумеется, отразилось на выделке бритв.
Лишь в XVII веке получили
распространение складные бритвы, почти такие же,
как и нынешние клинковые (или, как их еще
называют, опасные). Век спустя сварочную
сталь вытеснила литая, и бритвы начали
делать ковкой и штамповкой. А лет сто
назад металлурги освоили прокатку
тонколистовой стали, и тогда были изобретены
лезвия, получившие название безопасных.
Американская фирма «Жиллет»
запатентовала и форму лезвия, и конструкцию
держателя, монополизировав все бритвенное
производство (лицензий фирма не
продавала). Однако сейчас во многих странах есть
самостоятельные бритвенные
производства. Это пошло бритве на пользу: усилия
многих исследователей позволили ей
стать более стойкой и удобной.
ОСТРОЕ ОСТРИЕ
Это совсем не то же, что «масло
масляное». Попадаются иногда такие
острия, что бритье с ними — одно мученье.
Кузнец Виланд, герой древнегерман-
ской саги, проверял остроту своего меча
так: пускал по течению ручья перо и ставил
на его пути клинок; если перо
разрезалось — все в порядке. Оружейники
Востока подбрасывали волос и рубили его саблей,
а средневековый цирюльник лихо срезал
волоски на тыльной стороне запястья, не
касаясь бритвой кожи.
В наше время, когда лезвия выпускают
миллиардами, из самых что ни на есть
современных материалов, способ проверки
острия почти не изменился. Вот выписка
из технологической карты: «Качество
заточки лезвия определяется разрезанием
волоса, закрепленного одним концом, на
расстоянии не менее 10 мм от места
закрепления». И в столе контрольного
мастера лежит прядка белокурых волос...
В общем, последние две тысячи лет
остроту лезвия определяют
экспериментально. Но не всегда разрезая что-либо.
Есть и проверка на глаз.
Разрешающая способность
человеческого глаза около 5 мкм @,005 мм). Это
88

ъшыа
л£—1ро
Ж/Хо
«Ct
яса+м
значит, что можно заметить лишь объект
размером более 5 мкм, например тонкую
пинию или пучок света. Кромка хорошо
заточенного лезвия глазу не видна. Если же
появляются светлые блики и полоски, то
значит либо заточка плохая, либо на лезвии
есть сколы или другие дефекты.
Геометрии режущей кромки
посвящено много исследований. Показателем
остроты принято считать диаметр окружности,
вписанной в профиль острия. Но это
допущение очень приблизительно: при большом
увеличении острие совсем не похоже на
гладкую поверхность.
Если исследовать лезвие с помощью
растрового электронного микроскопа,
позволяющего рассматривать объект со
сложным микрорельефом, то оказывается, что
режущая кромка состоит из двух
параллельных рядов пилообразных зубчиков со
впадиной между ними. Такая форма —
результат заточки абразивным инструментом.
В микрообъемах все материалы ведут
себя непривычным образом. Например,
стекло, закаленная сталь и даже алмаз
становятся пластичными и вязкими. В нашем
случае твердая сталь течет под зернами
абразива, словно воск, и наволакивается
на кромку. А так как лезвие затачивается
с двух сторон, то на кромку наползают
два пилообразных заусенца. Когда лезвие
правят (скажем, на ремне) заусенцы
выравниваются и приглаживаются, оставшиеся
частички металла и завернувшиеся
зубчики, так называемая сыпь, осыпаются. Но при
бритье зубчики вновь отгибаются, раз-
упорядочиваются; значит, необходима
новая правка.
Клинок опасной бритвы
Некоторые стали изменяют со
временем свой фазовый состав, стареют. Это
также может вызвать разгибание зубчиков,
возвращение их на прежнее место.
Загадочные случаи самозаточки бритв, которые
пытаются связать с какими-то
фантастическими силами, вполне могут быть
объяснены хорошо известными процессами,
наподобие старения металла. Разумеется,
самозатачивание возможно только в
микрообъемах, а если у бритвы выкрошился
кусок лезвия, то пиши пропало...
В зависимости от того, как бритва
тупится, различают жесткие и мягкие
лезвия. Твердость жесткого лезвия выше, а
острота обычно меньше. Мягкое же лезвие
можно сделать с более тонким острием
(эксперименты с рассечением волоса лучше
удаются с мягкой бритвой). Промышленная
технология рассчитана обычно на золотую
середину. Однако в парикмахерском деле
и жесткая и мягкая бритвы имеют свое
применение; одно из проверенных веками
правил гласит: для жестких волос — мягкая
бритва, для мягких волос — жесткая.
КЛИНКОВАЯ ОНА ЖЕ ОПАСНАЯ
Бритье клинковой бритвой требует
навыка. Самое сложное — подготовить
бритву к работе.
Лет сорок тому назад в большом
ходу были отечественные бритвы — «Двух-
заковная» с глубокой выточкой, легкая в
правке, и жесткая «Экстра», требующая
длительной точки. Пользовались успехом
шведская «Энгстром», немецкая
«Близнецы», английская «Пирсон», а также одна из
лучших в мире бритва «Шеффилд», с
необычайно гибким лезвием, очень
стойкая, но неудобная для правки. Тогда в мире
выпускали клинки 14 типов — толстые и
тонкие, широкие и узкие, с глубокими и
мелкими выточками, с прямыми,
срезанными, полукруглыми головками...
Клинковая бритва, в отличие от
безопасной, служит много лет, но она тре-
89

Режущая кромка бритвы «Восход». На каждом
этапе заточки бритва получает очередной скос.
Этапов, как видите, четыре...
бует многократной переточки на
тонкозернистых абразивных брусках и правки на
ремнях, кожаных или брезентовых. А это
дело тонкое и долгое. Все мы ценим ручную
работу, но всегда ли хотим ею
заниматься?
Безопасные лезвия повсеместно
вытесняют клинки. Даже самые стойкие
приверженцы складной бритвы —
парикмахеры-профессионалы пользуются
устройством, в котором закреплено лезвие
безопасной бритвы. Во многих странах
промышленное производство клинковых бритв
вовсе прекращено; у нас их выпускает
только один завод. Делают клинки из
высокоуглеродистой хромистой стали, но не
только от состава зависит качество. Два
особых требования — мелкозернистость
и равномерность распределения карбидов.
А все технологические операции
организованы так, чтобы не ухудшить исходную
структуру.
Из круглых прутков штампуют
заготовки клинков, причем нагревают их до
минимальной ковочной температуры, чтобы
не допустить роста зерна. Заготовки
отжигают, обрезают по контуру и правят. Клинок
вчерне готов. Его нагревают в ванне с
расплавленной солью (это быстрее, чем в печи,
и нет окисления), закаливают в горячем
минеральном масле и отпускают при 200° С.
Так клинок получает высокую твердость и
некоторую гибкость. Затем его шлифуют,
полируют, приделывают к нему ручку и
затачивают на плоском абразивном круге
с очень мелким зерном. Полируют острие
на круге с пастой, правят вручную на
кожаных кругах.
Самые лучшие опасные бритвы
делают из сталей с повышенным содержанием
хрома, с добавками вольфрама и ванадия.
Такая сталь сложна в обработке, зато
клинок получается почти как лезвие
безопасной бритвы. И все же клинковая бритва,
наверное, обречена. Тот самый,
единственный в стране завод уже готовит
производство складных бритв, в которых блестящий
острый клинок заменен держалкой для
безопасной бритвы...
УСЛОВНО БЕЗОПАСНАЯ
Теперь о бритве, которую принято
называть безопасной и которая, судя по все-
90
му, устоит и в эпоху электрических бритв.
Лучшие советские бритвы марки
«Восход» делают в огромном новом цехе
Московского объединения «Мосточлег-
маш». Производство полностью
автоматизировано, в цехе — только наладчики и
контролеры ОТК.
Для лезвия берут тонкую, 0,1 мм,
ленту из стали 6X13, содержащей 13%
хрома. В этой стали лишь 0,6% углерода,
поэтому лезвия получаются помягче, зато
острие можно сделать более тонким. Что
касается прочности, то ей способствует
хром, атомы которого, внедряясь в
кристаллические решетки железа и его карбида,
делают их более твердыми. У хрома,
растворенного в стали, есть еще одно
свойство, очень важное для бритвы,— он
снижает скорость фазовых превращений
при термообработке, и закаленная лента
не коробится. Наконец, хром делает сталь
нержавеющей.
Лента должна быть чистой и ровной,
с отклонением по толщине не более 7 мкм,
однородной по структуре и химическому
составу. Такую ленту делают на заводе
«Электросталь», однако еще
недостаточно, поэтому материал покупают и за гра
ницей — в Англии, Швеции, Японии.
«Черный бархат» — классический способ
контроля лезвий
На автоматических прессах в ленте
вырубают перемычки и нагревают ее в печи
с защитной атмосферой. Раскаленная
лента, пройдя между охлаждаемыми водою
плитами, закаливается, а окончательная
закалка идет в холодильной камере с
температурой минус 63° С.
После термообработки ленту
проверяют на коробление. Те участки, которые
плохо прилегают к контрольной плоскости,
тут же вырубают. Далее печатная машина
многократно оттискивает на ленте слово
«Восход». Затачивают ленту на кругах —
с крупным, мелким и очень мелким абра-

Микроструктура ленты и закаленного лезвия.
Слева — распределение карбидов в исходном
металле, справа — мелкоигольчатый
мартенсит, характерный для хорошей
6pi
зивным зерном. В конце линии нож
разрубает ленту, и она начинает новое
существование — в виде тысяч лезвий.
Острота лезвия после заточки 1 —
2 мкм, в несколько раз меньше, чем можно
разглядеть. При ярком свете контрольной
лампы пакет бритв представляется
сплошной черной поверхностью, отчего
операцию называют «контролем черного
бархата». Если в пакете есть хоть одно лезвие
с неправильной заточкой, со смятой или
выщербленной режущей кромкой, то на
сплошном черном фоне дефекты
засверкают, как звезды на ночном небе.
После заточки, само собой, следует
правка на правочных головках из воловьей
кожи. В конце линии лезвия вновь
собирают в пакет и еще раз контролируют на
черный бархат. После правки толщина
кромки не превышает 1 мкм, и пакет бритв
приходится освещать синей лампой, чтобы
не мешали блики и дифракция.
Осталось немногое: покрыть
фторопластом режущие кромки. Бритье с
фторопластом намного приятнее, так как,
по сути, это твердая смазка, которая
снижает трение режущей кромки о волос.
Правда, начальный слой фторопласта
слезает при первом же бритье, однако
остается адгезионный слой толщиной в
сотые доли микрона, который стирается
постепенно. Такой бритвой можно
пользоваться по меньшей мере 6—8 раз.
Готовые лезвия заворачивают в
обертку, собирают в пачки и в блоки — но эти
операции тривиальны.
Л
Около миллиарда нержавеющих
бритвенных лезвий ежегодно производят
у нас в стране, и спрос на них непрерывно
растет. Исход многолетней битвы между
электробритвой и нержавеющим лезвием
пока не ясен. Похоже на то, что безопасная
бритва сумеет отвоевать частично
утраченные ею позиции. Но для этого ей надо быть
непременно острой — острой как бритва...
А. Б. ГЕРЧИКОВ
Че*
69*^
У нас в стране
нержавеющие лезвия делают два
предприятия: упомянутое в
статье объединение «Мосточ-
легмаш» и Ленинградское
объединение «Спутник»; там,
кро>де бритвы «Ленинград»,
идентичной «Восходу»,
выпускают также бритву «Спутник».
Ее отличие в том, что перед
нанесением фторопласта
кромку хромируют в
вакуумной камере методом
катодного напыления. Тонкий слой
хрома повышает стойкость и
твердость лезвия процентов
на двадцать, благодаря чему
91

бритвой можно бриться до
десяти раз.
Нет сомнений в том, что
нержавеющие лезвия по
стойкости и удобству заметно
превосходят лезвия из
углеродистой стали, наподобие
«Невы», «Балтики» и даже
знаменитых когда-то
шведских бритв «Матадор».
Отсюда повышенный спрос на
«Восход», «Ленинград»,
«Спутник» и на примерно равные
по качеству чехословацкие
«Астра», польские «Полсиль-
вер», английские «Руби» и т. п.
Еще выше стойкость у
платинированных лезвий,
таких как голландские «Шик»
и югославские «МЭМ».
Покрытие острия платиной, во-
первых, упрочняет кромку и,
во-вторых, улучшает
адсорбционную способность
поверхности, что позволяет дольше
удерживать полимерное
покрытие, облегчающее бритье.
Многие зарубежные
фирмы поддерживают
конкурентоспособность своих
лезвий с помощью
разнообразных новинок, которые часто
носят сугубо рекламный
характер. Здесь и использование
сталей особых марок, и новые
покрытия, и яркая упаковка.
Но одна из новинок,
надо полагать, уже в ближайшее
время получит
распространение. Ширина обычной
безопасной бритвы с двумя
режущими кромками — чуть больше
22 мм, а работает у нее только
острие, которое занимает лишь
2% ширины полотна. Все
остальное нужно для
закрепления бритвы. Естественный этап
эволюции бритвы — узкое, не
более 6—7 мм, одностороннее
полотно, наглухо встроенное в
пластмассовую обойму. Такое
лезвие изготовляют из ленты
шириной около 7 мм, расходуя
почти на 60% меньше металла.
А
Стойкость лезвия
зависит от правильного его
использования. Имеют значение и
конструкция бритвенного
аппарата, так называемого
станка, и состав мыльной пены,
и даже температура воды. Но
если нужно сохранить
подольше режущую кромку, то самое
первое условие — это
постоянство угла резания, то есть угла,
под которым режущая кромка
наклонена к поверхности лица.
Современное мягкое
лезвие способно
прирабатываться во время бритья —
точно так же, как
прирабатываются трущиеся пары в
механизмах. Но известно, что замена
или перестановка
приработанных деталей вызывает резкое
увеличение износа. То же
происходит и при бритье:
изменение угла резания нарушает
приработку, ускоряет износ
кромки. Это происходит,
например, когда лезвие
переставляют в аппарате, скажем,
поворачивают его обратной
стороной; когда изменяют
затяжку винта в станках старой
«жиллетовской» конструкции;
наконец, когда бреются
небрежно, наспех.
Рекомендации просты и
очевидны. Во-первых,
установив лезвие, не снимайте его
до полного использования и
не изменяйте затяжку
головки. Во-вторых, во время
бритья следите за тем, чтобы
гребенка и головка аппарата
одновременно касались кожи.
Правда, в тех конструкциях,
где лезвие сделано нацело со
сменной головкой, угол
резания не изменяется, но и в
этом случае бритье требует
внимания...
Горячая вода для
бритья необходима. Она
размягчает кожу и волосы,
уменьшает усилие резания.
А кроме того, способствует
сохранению острия: при
бритье на режущую кромку
налипает сыпь,
микроскопические частицы металла,
оторвавшиеся от крохотных
зубчиков на острие. При
погружении бритвы в горячую воду
частицы смываются, и лезвие
затупляется медленнее.
Использование
обычного туалетного мыла не
способствует ни качеству бритья,
ни стойкости бритвы. А вот
специальные пасты и кремы
с повышенной щелочностью
размягчают и частично
разрушают наружный слой
волоса, а значит, снижают усилие
резания.
Итак, уважаемые
читатели, пользующиеся
безопасной бритвой, будьте
внимательны при бритье и не
торопитесь, как следует грейте
воду (лучше до кипения) и
пользуйтесь только
специальными мыльными составами.
Тогда бритье будет для вас не
просто необходимостью, но и
удовольствием.
92

Короткие заметки
Невод против
града
Град приносит сельскому хозяйству
большие убытки. Поэтому на защиту от него не
жалеют ни сил, ни денег. Фотографии грозных
боевых машин, стреляющих по градовому
облаку ракетами, снаряженными химическими
реагентами вроде драгоценного иодида серебра,
уже стали привычными на страницах журналов.
Но и эта дорогостоящая техника не всегда дает
желаемый результат. Бывает, что вещества,
которые должны бы пролить опасное облако
безвредным дождем, вызывают еще больший град.
А теперь спустимся с небес на землю и
посмотрим на эту проблему с точки зрения
садоводов. Для них важно одно: град не должен
падать на деревья, кусты и грядки. Но для этого не
обязательно бороться с облаками — достаточно
защитить растения чем-то вроде крыши. Правда,
крыша в нашем понимании для сада не
подойдет: ведь растениям нужен солнечный свет, от
его интенсивности будет зависеть урожай.
Значит, над садом нужно установить фильтр,
который пропускал бы воздух и свет, но задерживал
бы градины.
Такой фильтр вовсе не фантазия. Им может
служить, например, обычная сетка. Подобная
той, которыми ловят рыбу. Дешевая — из
синтетики. Прочная и способная задерживать даже
мелкие, но опасные градинки. Не дающая тени —
тонкая и белого цвета. В общем такая, какая ис-
пытывалась недавно на виноградниках
Грузинской ССР (об этом сообщил журнал «Виноделие
и виноградарство СССР», 1982, № 4, с. 32—34).
Исследования показали, что противоградо-
вая сетка, натянутая на высоте 2—3 м от земли
(чтобы не мешать сельскохозяйственным
машинам), защищает посадки весьма успешно. Да и
растениям под ней живется неплохо: в
солнечные дни под сеткой температура почвы
понижается на 2—5° С, в результате чего земля меньше
пересыхает, а так как сетка служит и защитой от
ветра, температура воздуха в метре от земли
повышается на 0,5—1°С и виноград при этом
лучше вызревает.
Но что самое главное — и драгоценные
металлы на ветер пускать не надо, и виноград цел,
К ПРОШИН
Историческая
блоха
€ Жил-был король когда-то.
При нем блоха жила...»
Не исключено, что это была та самая блоха,
останки которой недавно обнаружили английские
археологи, производившие раскопки в самом
центре Лондона, неподалеку от королевских
дворцов («New Scientist») т. 94, № 1306). Блоха
была найдена вместе со своим хозяином — крысой,
которая жила в середине XV века и на которой
благодаря особо удачным условиям захоронения
осталась с тех пор большая часть шерсти, где и
находила свое пристанище блоха.
«Блоха? Ха-ха-ха!» —
подумали археологи, но на всякий случай
передали ее для исследования сотрудникам
лондонского Музея естественной истории. И тут дело
приняло довольно неожиданный оборот.
Оказалось, что блоха—не обычная крысиная, а
человеческая.
Узнав об этом, блохой заинтересовались
медики. Дело в том, что XIV—XV века были
временами опустошительных эпидемий «черной
смерти» — бубонной чумы. Только за три года,
с 1347 до 1350, от нее погибло 25 миллионов
человек в Европе и 35 миллионов в Азии — около
четверти всего тогдашнего населения.
Отдельные вспышки чумы не прекращаются в разных
странах и сейчас, и поэтому все, что касается
путей возможного переноса чумной инфекции,
живо интересует эпидемиологов. Блохи же —
главный ее переносчик. Обычно это блохи,
паразитирующие на грызунах: крысах, мышах,
сусликах; на человека они, как правило, не
переселяются, а кусают его походя. Но в тех случаях,
когда в жилищах людей изобилуют блохи
человеческие, участвовать в распространении чумы
могут и они. Именно таким было, по-видимому,
в XV веке санитарное состояние домов даже в
самой благоустроенной по тогдашнему времени
части Лондона:
«От блох не стало мочи.
Не стало им житья»...
Находка же человеческой блохи на крысе
свидетельствует о возможности обмена
паразитами между человеком и крысами — что, может
быть, и сыграло важную роль в молниеносном
распространении чумных эпидемий в
средневековой Европе.
А ДМИТРИЕВ

Короткие заметки
Сорняк по вкусу
Об амброзии «Химия и жизнь» писала не
раз. Этот сорняк, завезенный в нашу страну из
Северной Америки, доставляет немало
неприятностей — и потому, что вредит культурным
растениям, и потому, что в период цветения
вызывает у многих людей болезненные
аллергические приступы. И при всем при том гербициды на
амброзию не действуют, а естественные враги
этого сорняка остались за океаном. Поэтому с
амброзией до сих пор приходится бороться
главным образом буквально голыми руками,
вырывая ее с корнем. Что и говорить, способ не
самый современный...
Свыше десяти лет назад, правда,
сообщалось, что ученые решили «пригласить» для
борьбы с амброзией насекомых, в рационе которых
она занимает почетное место. Было завезено
несколько видов таких насекомых, из которых
один вид — гусеницы бабочки совки — как будто
успешно справлялся с возложенной на него
задачей. Но, увы, победы над сорняком добиться
не удалось—то ли гостьям не понравился наш
климат, то ли еще что, но поиски природных
врагов амброзии пришлось продолжить. И вот,
как сообщил журнал «Защита растений», осенью
1978 года к нам был завезен и выпущен на
Северном Кавказе и в Казахстане еще один
любитель амброзии — жук амброзиевый листоед.
Судя по предварительным данным, жук
хорошо акклиматизировался — большая часть
выпущенных насекомых успешно перезимовала,
и на следующий год начала активно
размножаться. Успешной акклиматизации листоеда
способствовало то, что он, как говорится, занял
пустующую экологическую нишу: у него не
оказалось пищевых конкурентов. В результате,
если в 197В году было выпущено только 1500
жуков, то летом 1980 года численность популяции
достигла миллиона, а летом 19В1 года не
пришлось даже заниматься подсчетами — и так было
видно, что амброзия чувствует себя прескверно:
растения были угнетены и уже частично
вытеснены другими видами.
Сейчас близится к концу 19В2 год. Жуки,
поселившиеся в зарослях амброзии, готовятся
к зимовке. Весной они примутся за работу. И
если окажется, что опыт удался окончательно,
мы будем рады сообщить о результатах этого
бескровного сражения с одним из вреднейших
сорняков нашего времени.
Г. АНДРЕЕВА

iw^ : jci#vi€TKM
И снова — азот
В Боливии, у высокогорного озера Титикака,
растет около 50 видов картофеля. Почти каждый
имеет неповторимые свойства. Если бы скрестить
с ними наш привычный картофель, цены бы ему
не было. Но как скрестить, если за пределами
очень ограниченной территории эти растения не
живут?
Можно, конечно, привезти клубни. Но
селекция — дело долгое, а хранятся клубни плохо.
Ездить за ними каждый год из Европы в Южную
Америку — дорого. Лучше бы запасти семена
картофеля. Растения из них образуются
хорошие, перевозить семена легче и дешевле, чем
клубни. Правда, хранятся они в обычных условиях
ненамного дольше клубней, но ведь то — в
обычных. А способ, предложенный и испытанный
во Всесоюзном институте растениеводства
им. Н. И. Вавилова, относится пока к необычным
(о нем сообщил журнал «Картофель и овощи»,
1982, № 3, с. 14). Семена законсервировали в
жидком азоте, температура которого, как
известно,— 196° С, и периодически проверяли их
способность прорастать.
Опыт первый. Семена заморозили на пять
минут, разморозили и посадили в пробирку на
влажную фильтровальную бумагу. Они проросли
лучше контрольных — незамороженных.
Жизнеспособность их оказалась выше, количество
неправильных ростков — меньше. Опыт второй.
Семена разморозили через год. (Контрольную
группу хранили в пробирке в обычных
лабораторных условиях — при + 20° С.) Размороженные
семена проросли так же хорошо, как и прежде,
контрольные — намного хуже. Опыт третий.
Семена разморозили через три года. Результат
аналогичен предыдущим опытам, только
контрольные семена подвели — три четверти не
взошли, остальные дали ростки неправильной
формы, жизнеспособность которых под большим
сомнением.
Как долго можно сохранять семена в
жидком азоте, покажет время. Хорошо бы вечно.
Правда, для селекционеров это не очень нужно,
но ведь таким способом, наверное, можно
будет передавать потомкам семена растений,
существование которых сегодня под угрозой.
Тогда само понятие «вымирающее растение»
заменится другим: растение, семена которого
нужно переслать в завтра.

Е^Шь*.
В. ПЕГОВУ, Ангарск Иркутской обл.: Простая качественная
реакция на фенол — взаимодействие его раствора с водным
раствором хлорного железа, сопровождаемое появлением фиолетовой
окраски.
П. Е. АНТОНОВУ, Москва: Бутылка из-под шампанского согласно
стандарту должна выдерживать давление не менее 14 кг\см2.
Ю. И. КЛИМЕНТОВУ, Юрюзань Челябинской обл.: К
сожалению, самодеятельное изготовление светочувствительных
материалов для инфракрасной фотографии — дело совершенно
нереальное.
B. МАХ НЕВУ, Орша Витебской обл.: Ваши сомнения
относительно бертолетовой соли в древней Индии (как о том говорится в
книге С. И. Венецкого «гО редких и рассеянных»), по всей
видимости, справедливы — эта соль, согласно авторитетным источникам,
получена впервые Клодом Бертолле лишь в конце XVIII века.
Т. П. ГОЛУБКОВОЙ, Копейск Челябинской обл.: По поводу
реактивов, полученных в избытке и ненужных, надо обратиться во
Всесоюзное объединение «Союзреактив» A01848 Москва,
Кривоколенный пер., 12), указав дату выпуска, завод-изготовитель и
количество излишнего реактива.
Т. Н. ДОРОХОВОЙ, Одесская обл.: В состав стирального порошка
«Детский» входят только тщательно проверенные вещества,
однако нельзя исключить индивидуальной чувствительности
детской кожи на остаточные количества этих веществ в выстиранном
белье; а потому на первый раз порошка возьмите поменьше и
полощите белье подольше.
Л. А. ЕРМАКОВОЙ, Пермь: Сейчас при засолке огурцов алюмо-
калиевые квасцы не добавляют, а используют эти квасцы в
пищевой промышленности разве что в производстве орехового варенья,
при бланшировке зеленых грецких орехов (на 1 кг — 8 г квасцов).
C. С. КОНДРАТЬЕВУ, Новгородская обл.: Употребление свеклы в
борщах, винегретах и т. п. два-три раза в неделю в общем-то
обеспечивают организм бетаином, но при некоторых заболеваниях
врач может назначить и лекарства, содержащие бетаин.
В. Ф. ИНАЧЕВУ, гор. Горький: Бронзовую пудру желательно
разводить натуральной (а не синтетической) олифой и спустя
2—3 суток после покраски покрыть сверху слоем натуральной же
олифы или светлого масляного лака.
М. МЕРКУЛОВОЙ, Одесса: Все костяные украшения,
соприкасающиеся с кожей, постепенно желтеют, а вернуть им белизну,
хотя бы отчасти, можно 3%-ным раствором перекиси водорода
или 5%-ным раствором гипосульфита.
П. Г., Волынская обл.: Если окулист пропишет очки с линзами,
к примеру, в одну диоптрию, то не станете же вы заказывать вдвое
более сильные линзы; так отчего, вопреки совету терапевта, вы
решили принимать по две таблетки вместо одной?..
Редакционная коллегия:
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. М. Жаворонков,
В. Е. Жвирблис
(зав. отделом хим. наук),
М. Н. Колосов,
Л. А. Костандов,
В, С. Любаров
(главный художник),
Л. И. Мазур,
В. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
Н. Н. Семенов,
В. М. Соболев,
Б. И. Степанов,
A, С. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
B. А. Энгельгардт
Редакция:
М. А. Гуревич,
Н. В. Ефремов,
Ю. И. Зварич,
А. Д. Иорданский,
A. А. Лебединский
(художествен ный редактор),
О. М. Либкин,
Э. И. Михлин
(зав. производством),
B. Р. Полищук,
B. В. Станцо,
C. Ф. Стариков ич,
Т. А. Сулаева
(зав. редакцией),
В. К. Черникова
Номер оформили
художники:
В. М. Адамова,
Г. Ш. Басыров,
Р. Г. Бикмухаметова,
М. М. Златковский,
Е. П. Суматохин
Корректоры
Л. С. Зенович, Л. А. Котов а.
Сдано в набор 14. 09. 1982 г.
Т14092
Подписано в печать 27.10.1982 г.
Бумага 70XI08 1/16.
Печать офсетная. Усл.-печ. л. 8,4.
Усл.-кр. отт. 8487 тыс.
Уч.-изд. л. 11,4.
Бум. л. 3,0. Тираж 365 000 экз.
Цена 6S коп. Заказ 2308
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
117333 Москва В-333,
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20. 135-52-29.
Ордена Трудового Красного Знамени
Чеховский полиграфический
комбинат ВО «Союзполиграфпром»
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
г. Чехов Московской обл.
© Издательство «Наука»,
«Химия и жизнь», 1982
96

Про репу
Мышка, кошка, Жучка, внучка, бабка
и дедка знали, что делают: они вытаскивали
из грядки пропитание на зиму. На Руси,
да и по всей Европе, особенно в лесах и
лесостепи, репа была главным овощем.
Летописи упоминают ее рядом с рожью;
античные источники отводят ей третье место
после пшеницы и винограда...
Но приплыла из-за океана сытная,
калорийная картошка и отодвинула репу на
такой дальний план, что не всегда ее там
разглядишь. В магазинах, во всяком случае,
редко разглядишь; вот разве что летом на
рынке. А ведь славилась репа как лежкий
корнеплод, до весны хранящийся, в меру острый
и в меру сладкий, да к тому же, в отличие от
картофеля, пригодный для поедания и в сыром
виде. Согласитесь: оттого, что появилась
конкуренция, репа-то хуже не стала. Правда,
калорий в ней немного, но сейчас и не поймешь,
плюс это или минус. Во всяком случае, когда
говорят, что в нашем рационе слишком много
углеводов, то не репа тому причиной.
Интерес к репе понемногу
возрождается. Пикантные эфирные масла, добротный
набор минеральных веществ, умеренное
количество Сахаров... Но, пожалуй, главное ее
достоинство, может быть, недостаточно еще
оцененное, заключается в том, что репа —
самый дешевый источник витамина С. Конечно,
аскорбиновой кислоты в ней все-таки меньше,
чем в шиповнике или в смородине, но у ягод
и урожайность не та, и цена другая. И вот
уже в некоторых странах, например в Японии
и Франции, репа понемногу отвоевывает себе
место под солнцем. Правда, французы
предпочитают почему-то не желтые, богатые
каротином сорта, а белые; японцы же по
непонятным для нас причинам настаивают на
том, чтобы в репке не было и намека на
остроту. Но больше всего репы выращивают сейчас
не в Европе и не в Азии, а в Северной Америке,
причем репы преимущественно русских сортов.
В иностранных каталогах то и дело попадается
название сорта Petrovskaya.
Особо нежным вкусом славится плоская,
желтая, с фиолетовой головкой Гробовская
репа родом из уральского села Гробов о. Когда-
то нахваливали Грачевскую репу из-под
Костромы и Ростовскую из-под Ярославля.
Проверить трудно: сорта исчезли. Хотя, может
быть, и остались у кого-нибудь из огородников-
любителей. А на всю огромную страну
районировано лишь шесть сортов...
Это незаслуженно мало. Ведь репа
может расти и на Крайнем Сев ере (есть даже
сорт — Соловецкая), и в среднеазиатских
долинах, она дает хорошие урожаи в горах и в
районах БАМа. В распоряжении селекционеров
более полутысячи образцов: крупные, мелкие,
плоские, округлые, вытянутые, сплющенные,
с грубыми листьями и с такими нежными, что
их можно есть как салат. На такой основе
да не вывести сочную, без горечи репку,
пригодную для машинной уборки и урожайную по
самым высоким меркам!
Надо бы сделать это. Наши предки тоже
понимали толк во вкусной и здоровой пище.
Если сейчас ничего не предпринять, то дети
наших детей будут знать про репу только из
стародавней сказки.

минутам у игроков, отдыхающих на скамейке,
сужаются кровеносные сосуды, замедляется
кровоток, снижается потребление кислорода,
в мышцах и крови накапливается молочная
кислота и в результате снижается
работоспособность. Однако, считает А. И. Чернышев,
это не единственное отрицательное
последствие «интенсификации» хоккея, если можно
так выразиться, не уменьем, а числом.
Уменьшилось время пребывания на
площадке выдающихся мастеров хоккея. От
этого пострадали и сами мастера, поскольку
за олимпийский цикл теряют целый год (!)
игровой практики, и зрители: ведь на
спектакль ходят прежде всего, чтобы посмотреть
премьеров. Пожалуй, ничего не выиграли
и хоккеисты из молодежных звеньев. Многие
из них незаметно привыкают к своей
второстепенной роли — выходить на лед, только
чтобы дать асам немного отдышаться.
Можно привести и другие недостатки
игры в четыре звена. Но ведь эти недостатки
видят, наверное, многие знатоки хоккея.
Недаром в самые напряженные минуты матчей
тренеры выпускают на лед всего три, а то и две
тройки. А с другой стороны, к прежнему, по
нынешним меркам медленному хоккею
возврата нет. И можно ли сегодня сокращать
составы команд?
Хоккейный сезон только начался. Очень
интересно, каким он будет. И в частности:
как станут играть лучшие команды — в три
тройки или в четыре?
Три тройки или
четыре!
Наступила осень, и вместе с нею
вернулся хоккей. Или наоборот: начался хоккей,
и вместе с ним пришла осень... Так или иначе,
хоккейные проблемы вновь выходят на первый
план. Одну из них обсуждает на страницах
последнего ежегодника «Хоккей» многолетний
наставник сборной страны, заслуженный
тренер СССР А. И. Чернышев.
Год от года растут скорости в одной
из самых быстрых спортивных игр; специалисты
подсчитали, что в среднем атака сильнейших
мастеров длится теперь всего лишь 4 секунды.
А за ней следует новая атака. Поддерживая
и наращивая скорости хоккея, почти все
команды мастеров и лучшие сборные мира перешли
на игру четырьмя атакующими звеньями вместо
трех, как играли раньше. И от этого скорость
и плотность игры возросли еще больше. Но стал
ли хоккей лучше, интереснее?
Теперь каждая из четырех троек
«сражается» на льду 40—60 секунд, а после
этого уступает место своим товарищам, чтобы
возвратиться на площадку через 5—7 минут —
столько времени занимают выступления
других звеньев плюс непременные игровые паузы.
Физиологи установили, что к четвертой- пятой