Text
                    химия
"\
жизнь
В ЭТОМ НОМЕРЕ:
Каучук с Красивой Мечи
Летающая химия
Серийное чудо
Секрет древних гончаров
Советы кактусовода
Клуб Юный химик
со
х
21965
JQ
Г
Q.
ОС
С
>
с
о
с
I
о
I
7
>
CD
I


Вычислительная машина управляет химическим процессом-читайте об этом на стр. 14-24
В НОМЕРЕ: Наука — производству. Каучук с Красивой А. П. КРЮЧКОВ рассказывает о Ефремовском заводе . Звоните в Измайлово. Очерк В. СТАНЦО Мечи. Инженер 3 7 _—^_ Продолжаем рассказ о международной выставке в Сокольниках 12—38 Серийное чудо. М. ГРИШИН. Надежно, выгодно, удобно! — М. КОНСТАНТИНОВСКИЙ. Машина управляет синтезом метанопа. А. Н. ВЕРЕЩАКА. Полимеры возвращают зрение. В. БАЛЕКГ А. ЧЕХОВСКИХ. Лаборатория из Будапешта. В. СТАНИЦЫН. Л е т а ю щ а я химия. К. МАЙЛЕН. Некопченые копчености. А. ИОРДАНСКИЙ. Нам, женщинам. О. КОЛОМИЙЦЕВА Холодный свет — биологическая люминесценция. Статья В. МАКЭЛРОЯ, Г. СЭЛИДЖЕРА. Перевод с английского 41 Элемент № 37. Рубидий. Статья доктора химических наук Ф. М. ПЕ- РЕЛЬМАН 48 \-- Близкие горизонты. В. АЗЕРНИКОВ. Глава из книги 53 Коронные разряды. Д. ГОФФМАН, В. БРАУН 61 О химических процессах ш электрических разрядах. Член-корреспондент АН СССР С. 3. РОГИНСКИЙ 69 Слово — биоорганической химии. С конференции во Владивостоке. В. ЖВИРБЛИС 71 Новинки химической кухни 73 Литературные страницы. Пьяный паук. Рассказ В. ГОЛЕМБОВИЧА. Перевод с польского 74 Секрет древних гончаров. Рассказывает доктор исторических наук М. Г. РАБИНОВИЧ 82 Клуб «Юный химик» 85 Страница садовода и огородника. Пустыня на подоконнике — советы кактусовода. Т. М. КЛЕВЕНСКАЯ 89 Указатель статей за 1965 г 93 НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ m* J» ЖУРНАД 1965 АКАДЕМИИ НАУК СССР }
• НАУКА ПРОИЗВОДСТВУ Кт •** %Л- / :'i \.».F~
КАУЧУК С КРАСИВОЙ МЕЧИ с<.„Места привольные, речные, гнездо наше. Далече видно, далече». Так описывает свой край герой одного из рассказов Тургенева — Касьян с Красивой Мечи. Тридцать три года назад берега тихой «тургеневской» речки ожили. А через год внуки и правнуки Касьяна издалека могли увидеть контуры большой стройки. На берегу Красивой Мечи вырос один из первых крупных заводов синтетического каучука — Ефремовский. В июле 1933 года он дал первую продукцию. Создание отечественного синтетического каучука в конце двадцатых годов было для нашей страны одной из самых острых проблем. В 1929 году на импорт натурального каучука Советский Союз затратил больше пятидесяти миллионов рублей, хотя было 3
изготовлено лишь 148 тысяч шин — значительно меньше, чем требовалось. Рецептура и технология производства натрий-бутадиенового каучука, впервые полученного академиком С. В. Лебедевым, были разработаны в 1928 году. Сырьем для производства первого в мире синтетического каучука стал этиловый спирт. Выбор Лебедева основывался на реальной оценке обстановки того времени и трезвом экономическом анализе. В 1931 — 1932 годах в СССР намечалось получить на 472 заводах 130 миллионов ведер спирта. Спирт из картофеля и других пищевых продуктов, содержащих крахмал, был единственной реальной сырьевой базой, на которой могла возникнуть в те годы промышленность синтетического каучука. На берегах незаметной русской речушки, в самом центре «картофельного» края — химия совершила одно из своих чудес: сотворила автомобильные шины из картофеля. Натрий-бутадиеновый каучук СКБ прошел первую трудную проверку в известном Кара-Кумском пробеге. Каучук СКБ выпускается и сейчас из гидролизного и синтетического спирта. Он широко применяется в резиновой, кабельной и других отраслях промышленности. Но техника требует новых, лучших кау- чуков. Макромолекулы натрий-бутадиенового каучука образуются в ходе процесса, катализатором которого служит крайне активный металлический натрий. Этим в значительной мере объясняется спутанность и нестандартность молекул СКБ. Образуются «сшитые» полимеры, каучук аморфен. Прочность и эластичность резины на его основе значительно ниже, чем резины из натурального каучука. В 50-х годах во многих странах развернулись работы по синтезу высокоэластичных каучуков, полностью заменяющих натуральный. Прежде всего, нужно было добиться, чтобы их молекулы приобрели такое же строго упорядоченное строение, как и в натуральном каучуке. Надо было найти такие катализаторы и условия полимеризации, под действием которых каждое звено цепи располагалось бы в одном, строго определенном положении, или, как говорят химики, нужно было создать каучуки стереорегулярного строения. Предложенные Карлом Циглером и Джулио Натта особые металлоорганические катализаторы позволили синтезировать каучуки, резко отличающиеся по свойствам от ранее известных. Особенность действия этих г-атализаторов заключается в том, что они участвуют в соединении всех молекул мономера, предопределяя тем самым строгий порядок макромопекулярной структуры. Два типа стереорегулярных каучуков выпускаются сейчас нашей промышленностью — изопреновый и дивинипьный (СКИ и СКД). Первое промышленное производство СКД регулярного строения было решено организовать на Ефремовском заводе. Этот каучук уступает натуральному и синтетическому изопреновому каучуку по прочности, но превосходит их по износостойкости и сохраняет эластичность при более низкой температуре. Протекторы шин легковых автомобилей, изготовленные из такого каучука, проходят большие расстояния, чем шины из натурального каучука. Применение СКД регулярного строения в шинной промышленности дает значительную экономию. В последнюю ночь прошлого года завод на Красивой Мече начал новую жизнь — он выдал первую партию СКД стереорегулярного строения. * v Впрочем, это был, по существу, новый <у завод. За двадцать семь месяцев предприятие расширили вдвое. Рядом со старыми цехами возникли десятки новых. Тонкий каталитический процесс полимеризации в растворе требует исключительно высокой степени чистоты дивинила, почти полного отсутствия вредных примесей. СКД пошел — но работникам завода предстоит немало труда, чтобы ликвидировать значительное отставание в освоении проектной мощности предприятия, резко повысить качество продукции, как можно быстрее дать нашему народному хозяйству больше высококачественного каучука, сделать каучук дешевле. Инженер А. П. КРЮЧКОВ Ночью громады цехов завода на Красивой Мече не менее красивы, чем днем. Это не иллюминация: непрерывность технологических процессов — характерное свойство многих химических производств ^
НАУКА—ПРОИЗВОДСТВУ | Т\ <Ё»*ажщ& ШШШШШШШишш ШЖШ1 Гг--1
Звоните в Измайлово Набираю семизначный номер. Прошу к телефону профессора Михайлова. Ответы однообразные: «Его нет», «Он на линии», «Звоните в Измайлово». Но и в Измайлово не дозвониться... Когда, наконец, с пятидесятой или сотой попытки прорываюсь через частокол коротких гудков, слышу в трубке приветливый голос: «Приезжайте. Разыскать нас не трудно. Первая улица Измайловского зверинца, 19. Завод железобетонных изделий». Даже коренному москвичу не легко найти эту улицу. Пыльная, неказистая, она вплотную прилепилась к кольцу Окружной дороги. То и депо гремят поезда. Поначалу трудно поверить, что этот забытый даже градостроителями уголок столицы стал постоянным местом работы группы ученых из крупнейшего научно-исследовательского центра — Института физической химии Академии наук СССР. Впрочем, уже после первого посещения опытной линии, созданной проф. Н. В. Михайловым и его товарищами, понимаешь, что иначе быть не могло: ведь именно здесь, на небольшом заводе железобетонных изделий нашли свое практическое применение идеи и закономерности молодой науки — физико-химической механики. ПЕРЕКРЕСТОК Уже в самом названии этой науки соединены наименования трех важнейших наук: физики, химии и механики. Каждая из них принесла на этот тройной перекресток очень многое. Прежде всего, физико-химическая механика — это современное материаловедение. Одно из ее главных практических предназначений — выжать из реальных [и веками известных, и только что созданных) материалов все, что
; они могут дать. Ни для кого не секрет, что теоретическая прочность всех материалов во много ' раз выше практической. В книгах мы часто видим рисунки идеально \ упорядоченных, абсолютно симметричных кристаллических реше- ^ ток металлов, сопей, окислов, минералов. На деле все далеко не , так стройно. В любом материале . есть микроскопически малые £ строго упорядоченные участки, но Д они обязательно чередуются с зо- S нами, строение которых далеко 1 от идеального. Здесь бесчислен- I ное множество дислокаций — | смещений отдельных атомов и J кристаллов. По этим зонам и раз- |рушается материал при нагрузках, значительно меньших, чем теоретически допустимые. Разными путями идут ученые к достижению максимально возможной прочности. Очень популярный сейчас путь—выращивание тончайших нитевидных кристаллов — «вискерсов», почти на- I чисто лишенных дислокаций и, ■ как следствие этого, внутренних ■ напряжений. По-иному подошел к ■этой проблеме академик Петр ■Александрович Ребиндер, основоположник физико-химической ме- Вханики. Главный его тезис таков: |для получения сверхпрочных материалов их надо прежде всего ■разрушить, предельно измельчить. ■При этом будут уничтожены все ■слабые зоны, а микрокристаллы с ■большой прочностью останутся I невредимыми. Нужно вновь соединить эти кристаллики, но соединить по-новому — очень тесно и ■ очень плотно. I Первыми помощниками ученых I и на стадии созидательного раз- I рушения материалов, и на стадии I их реконструкции стали поверх- I ностноактивные вещества и виб- I рация. I Поверхностноактивные веще" Вства проникают в поры и микро- I трещины материалов. Они обволакивают поверхности микрокри- I стаппов, ослабляя силы вэаимно- I го притяжения между ними. Ма- ■ териал, обработанный такими ве- I ществами, измельчать значитель- I но легче. I Но особенно эффективно од- I повременное воздействие нв I материал поверхностноактивных I веществ и вибрации строго оп- I ределенной частоты и амплитуды. I Нужно было подобрать оптималь- I ные сочетания: вид и количество I поверхностноактивных веществ |в L и характеристики приложенной к вибрации. Сотрудники лаборатории физико-химической механики сделали еще один важный вывод: • можно подобрать такие сочета- (нкя вибрации и добавок поверхностноактивных веществ, кото- Л рые не только помогают измель- , чению, но и превращают в пегко- Г текучие жидкости даже самые I «крутые», самые высоковязкие I бетоны. Этот вывод очень ва- 1 жен для домостроительной про- ■ мышпенности, и не только дпя I нее. Ведь с высоковязкими, струк- ■ турированными жидкостями при- Входится работать и технологам В пластмасс, и асфальтировщикам. I и пекарям, наконец. В Можно рассказать еще много ■ интересного о теоретических ос- Вновах физико-химической механи- Вки, но и сказанного достаточно, а чтобы понять особенности, смысл |и принципы работы опытной ли- ■нии в Измайлово. Но сначала не- I сколько слов об экономике. ВМЕСТО ЩЕБНЯ ПЕСОК В В районах новостроек вы не ■встретите гранитных бортов тро- Втуаров, гранитной облицовки зда- Вний. И в том, и в другом случае ■гранит заменен бетоном. И все- Втаки поезда, груженые гранитом, В идут и идут в столицу. Идут за ■тысячи километров. И виноват в ■ этом... бетон. Дело в том, что для В производства высокопрочного и В морозостойкого бетона нужен | гранитный щебень. Спрос на бе- Втоны высоких марок М-400, М-500 ■ и более растет {цифра в обозна- I чении марки — это удельная про- Вчность бетона]. Получить бетон с В прочностью выше 400 килограм- ■ мов на квадратный сантиметр без В гранитного щебня практически | невозможно. I Впрочем, и более дешевый из- Ввестняковый щебень тоже есть не I везде. И его приходится возит» ■за многие километры. Поэтому В сейчас уже не цемент, а щебень I становится самым дорогим В компонентом бетона высоких В марок. В Бетон, разработанный профессором Михайловым и его сотрудниками, называют песчаным. ч Действительно, единственным J заполнителем такого бетона слу- * жит песок. Дорогостоящий ще- ,. бень исключен из состава полно- чстью. Более того, затраты цемен- Н та на производство песчаного бе- Утона в полтора — два раза меньше, с чем на обычный. К Естественно возникает вопрос, £ как все это сказывается на проч- к ности! | Возьмем бетоны с одинаковой Б себестоимостью, скажем, 10 руб- ■ лей за кубический метр. Обычный ■ бетон выдерживает нагрузки в 5150 килограммов на квадратный ■ сантиметр, а песчаный — 400! Ку- ■ бометр обычного бетона такой |же прочности {с гранитным за* I полнителем) обходится в 19 руб- Влей. I Таким образом, переходя на ■песчаный бетон, строители могут ■выбирать, на чем выигрывать. ВМожно за те же деньги получить ■вдвое — втрое более прочный ма- Втериал и, как следствие этого, ■сделать конструкции легче, а зда- Вние — выше, а можно при прочих ■равных условиях почти вдвое уде- Гшевить строительство. [линия |НА ПРУЖИНАХ I Идем в цех. Внешне все вы- ■глядит обычно. Мельницы, сушил- ВкИ| смеситель, желоб для стока ■ готового бетона. Но бросается в Вгпаза одна деталь: все аппараты, ■установленные здесь, опираются ■на пол или балки через пружины. В В начале линии — небольшая ■мельница, внешне похожая на ■шаровую. Кандидат технических ■наук Наум Борисович Урьев рас- | сказывает: В — Как и другие подобные аппараты, эта мельница на две тре- ши заполнена металлическими ша- Врами и цилиндрами. В Ои включает аппарат, но ■привычного вращения нет, мепь- 1ницу «затрясло». Изнутри слышен Ьлухой гул перекатывающихся, ■ударяющихся друг о друга ша- Вров. Вибрация помогает доиз- ■мельчить цемент и некоторую Ьасть песка. Чем мельче будут ■размеры частиц, тем больше их ■общая поверхность. I Реакция цемента с водой приводит к образованию цементного Ягамня — главного носителя прочности бетона. Эта реакция идет
тем скорее, чем больше поверхность цемента. Но здесь же лежит и ограничение. Условная поверхность частиц в 1 грамме обычного портландцемента равна примерно ЗООО квадратных сантиметров. Можно измельчить его еще больше, довести поверхность одного грамма до 5—7 тысяч квадратных сантиметров, но бетонная масса на основе такого цемента станет очень густой, мапо подвижной, формовать ее будет чрезвычайно трудно. Что депать в этом случае! Понизить вязкость избытком воды. Это сделать не сложно, но тогда потеряешь выигрыш в прочности, который давало дополнительное измельчение. Другие пути! Долгое время промышленность стройматериалов не знала их... Физико-химической механике удалось устранить протиаоречия реологии (науки о течении веществ] и сопротиаления материалов. Уаеличение поверхности цемента позволяет значительно уменьшить его общий расход. В обычном бетоне на образование цементного камня расходуется лишь половина портландцемента, а другая половина заполняет самые мелкие полости в структуре материала. А в песчаном бетоне эту роль играет дополнительно просушенный и измельченный песок, побыаааший в вибромельнице. Измельчать аесь песок не нужно, достаточно измельчить лишь 10—15% от общего количества. Ну хорошо, предположим удалось измельчить песок и цемент до размеров элементарных кристалликов, но аедь нужно еще сформоаать изделие из бетона. Мы входим в другое отделение цеха. Здесь происходит формование. Урьев продолжает рассказ. — Вибрация помогает и на этой стадии производства. Но дпя оптимизации процесса перемешивания и уплотнения бетонной массы подходит не всякая вибрация, нужны строго определенные параметры. Их удалось устаноаить и нспользоаать на этом производстве. Оказалось, что наилучшее уплотнение бетона получается при одновременном приложении вибраций двух видов —с малой амплитудой, но большой частотой колебаний, немалой частотой,но большой амплитудой. Низкочастотная вибрация делает черновую, предварительную работу. Песчаный бетон — не единственное направление в лаборатории физико-химической механики. Здесь ведутся работы по созданию и применению аппаратов виброкипящего слоя. Реакции в кипящем слое, когда твердое вещество поддерживается на весу газовой струей и словно кипит, известны сравнительно давно. Сотрудники лаборатории создают кипящий слой с помощью вибрации. Разработанные здесь виброустановки найдут применение на многих химических производствах. На снимке — действующая модель одной из та- ких установок. С помощью вибрации она транспортирует снизу вверх сыпучие материалы, например песок или зерно. Одновременно материал просушивается. А в соседних комнатах с позиций физико-химической механики изучается реология крови, решается проблема продления навигации на северных реках...
I высокочастотная — углубляет, совершенствует ее действие. В результате при формовании достигается такое уплотнение песчаного бетона, что панель толщиной всего в пять сантиметров выдерживает тот же напор воды, что и 15-сантиметровая, изготовленная из обычного бетона. Вот, посмотрите, образцы панелей, которые будут испыты- ваться на одной из северных плотин... Слева от стенда стоят удивительно тонкие железобетонные I плиты. Из них, как обычно, торчат стержни напряженной арматуры. Ни малейших следоа растрескивания, хотя расстояние между стержнями намного меньше, чем обычно. Но от бетонных изделий требуется не только прочность и влагоустойчивость, но и морозостойкость. Любой бетой, как бы хорошо спрессован он ни был,— вещество пористое. Весной и осенью температурные переходы через ноль происходят почти ежедневно, и часто не один раз в сутки. Днем, когда пригревает солнце, бетонная деталь насыщается водой, а ночью аода замерзает, и лед разрыаает материал... Около года назад проходили испытания напряженные железобетонные шпалы из песчаного бетона. После 1200 циклов замораживания и оттаивания их качество I проверяла авторитетная комиссия. Ни в одном образце она не обнаружила следов разрушения. Обычный бетон начинает разрушаться после 150 таких циклов. ■уход ■от серости I Песчаный бетон обладает еще ■одним преимуществом. С его по- Шмощью можно украсить новые ■районы. Он очень легко смеши- ■вается с минеральными красите- 1л ям и. Всего двухпроцентная до- ■бавка этих веществ прокрашивает панель на всю глубину. На опытной линии профессора Михайлова мне показывали красные, темно-серые, зеленые образцы, очень похожие на мрамор. А с помощью коллоидного Цементного клея, разработанного здесь же, можно окрашивать только лицевую часть изделий. Об устойчивости «клеевой» окраски можно судить по такому факту. В небольшой корпус на территории завода ведет крыльцо из песчаного бетона. Оно ярко-красное. Тончайший слой краски нанесен с помощью коллоидного цементного клея. Больше года шаркают по крыльцу подошвы, бьют дожди. Наледь, которав образуется зимой, счищают, как обычно, скребками, а цает крыльца не меняется. Этот же клей позаоляет надежно крепить н бетонным и железобетонным панелям керамику самой различной расцветки. В Кунцево уже построен жилой дом, украшенный этим способом. Но, пожалуй, не это главное. Коллоидный цементный клей широко применяется для ремонта бетонных плит автострад, надежно скрепляя старый бетон с новым. Прочность места склейки неизменно оказывается ббльшей, чем прочность самого бетона. Этот кпей, так же как и песчаный бетон, был получен с помощью ультраизмельчения цемента, поверх- ностноактивных веществ и вибрации. НЕ СЛИШКОМ ЛИ ДОЛГО? На экспериментальной линии в Измайлово я видел изделия из песчаного бетона, надежную работу машин, слаженные действия , небольшого коллектива экспериментаторов. — Вам, наверное, кажется, что на линии все благополучно!— говорит профессор Михайлов. Не скрою, мы довольны результа- тами испытаний нашего бетона. Но разве нормально, что нем, работникам исследовательского, в основном, теоретического института приходится самим заниматься разрвботкой новой и приспособлением к нвшим процесс ем уже существующей аппаратуры! Результаты были бы значительно лучше, если бы те новые аппараты, которые мы установили здесь, были всесторонне продуманы и просчитаны более квалифицированными конструкторами-машиностроителями. Однако организации, объединяющие их, до сих пор стоят в стороне от наших работ, хотя мы не раз предлагали им творческое сотрудничество. Не подумайте, что мы боимся черноаой работы и хотим лишь давать идеи, дескать, остальное — дело разработчиков. Просто должно быть разумное распределение труда, чтобы каждый делал то, что он лучше всего умеет. Ученого можно понять. Ведь основы производства песчаного бетона были созданы еще в 1958 году. Не слишком ли долог его путь к стройке! Конечно, было бы неправильным утверждение, что создание и внедрение в практику строительства песчаного бетона и цементного коллоидного клея — заслуга только Николая Васильевича Михайлова и его сотрудников. Ученым помогали и продолжают помогать инженеры и рабочие нескольких заводов железобетонных изделий. Постоянную поддержку оказывает и Управление строительных материалов во главе с Н. П. Дудоровым. И все-таки, покидая опытную линию а Измайлоао, не можешь избавиться от горького привкуса досады. Семь долгих лет понадобилось исследователям, чтобы привести на стройки созданные ими перспективные материалы. И очень хочется верить, что последние этапы нелегкого пути признания будут пройдены ими без помех. Инженер В. СТАНЦО
Экспериментальный тротуар, сложенный из плиток песчаного бетона. HSau^idJLJu Л *■#■
■*f ПРОДОЛЖАЕМ РАССКАЗ О МЕЖДУНАРОДНОЙ ВЫСТАВКЕ В СОКОЛЬНИКАХ, СОСТОЯВШЕЙСЯ В СЕНТЯБРЕ 1%5 г. СЕРИЙНОЕ ЧУДО Если бы лет десять назад человек, не связанный с радиоэлектроникой, услышал слова «лазер» и «мазер», он, вероятно, решил бы, что это из какой-нибудь скороговорки или, скорее всего, из веселой и бессмысленной ребячьей считалки. Это всего десять лет назад. А сейчас... Вот они стоят — три лазера, три богатыря. У них звучные имена: ЛГ-24М, ЛГ-55 и К-ЗМ. Перед ними не три дороги, а значительно больше, и каждый из них идет одновременно несколькими. Ибо, как сказано в проспектах на русском, английском и немецком языках: — Газовый оптический квантовый генератор ЛГ-55... предназначен для использования в научных исследованиях и в учебных целях. — Газовый оптический квантовый генератор ЛГ-24М... предназначен для использования в системах направленной связи и телевидения, прецизионных дальномерах, локации, химии, медицине и других областях науки и техники. — Области применения рубинового лазера К-ЗМ: производство полупроводниковых, электровакуумных и микроэлектронных приборов; точное приборостроение; биологические исследования. Читатель, видимо, заметил, что я упорна избегаю дать полное наименование установки К-ЗМ. Но как бы я ни оттягивал, привести его все же придется: «Установка для сварки и пробивания отверстий с помощью лазерного луча». Какое обыденное название! И какое разочарование! Блестящий, ослепительный в буквальном и переносном смысле луч, еще недавно объект всеобщего восхищения,—и вдруг прозаическая промышленная «Установка для сварки...», да к тому же еще и серийная. «Кинозвезда» превратилась в рядового труженика — какая печальная судьба... Л давно ли репортеры, упиваясь собственной эрудицией, небрежно бросали загадочные и звучные слова: когерентный монохроматический луч, индуцированное излучение, накачка. Давно ли, объясняя невеждам, как работает лазер, они все как один сравнивали атомы его рубиновога Удар луча, сноп искр — ив стальном диске проделано отверстие — настолько крошечное, что его невозможно разглядеть невооруженным глазом. 12
стержня с отрядом шагающих в ногу солдат и радовались при этом свежей и доступной для понимания аналогии. Давно ли — опять- таки все как один — изумлялись они прозорливости Алексея Толстого с его «Гиперболоидом инженера Гарина» (принцип действия которого не имеет ровно ничего общего с принципом действия лазера). И вот финал — лазерная романтика кончилась, начались суровые будни. Увы, таков удел всех выдающихся открытий — некогда любимцев ветреной публики, избалованной зрелищем фейерверка научных и технических достижений. Ведь и запуск очередного девяносто такого - то спутника серии «Космос» мы теперь встречаем чуть ли не с меньшим интересом, чем сообщение об открытии новой автобусной линии. Привыкли! И вот как-то тихо и незаметно промелькнуло сообщение о том, что наши глазные хирурги получили в свое распоряжение советский лазер для точечной сварки отслоившейся сетчатки — эту операцию невозможно выполнить никаким другим способом. Вскоре группе ученых была присуждена Ленинская премия за разработку оптических квантовых генераторов на полупроводниках. Потом советские физики Басов и Прохоров одновременно со своим американским коллегой Таунсом были удостоены Нобелевской премии за разработку теории квантовых генераторов. А сейчас, на выставке экспонируются наши серийные лазеры! И честное слово — необычайно приятно читать в проспекте на всех трех языках: «ЛГ-24М отличается высокой механической прочностью; он сохраняет свои параметры при длительной транспортировке и климатических воздействиях окружающей среды. Благодаря этому он заслуженно считается одним из лучших приборов этого класса». Да, но при чем же здесь химия! Что ждут или уже получили от оптических квантовых генераторов химики, внесшие свою лепту в создание чудесных приборов! Ведь именно химики выращивают рубиновые кристаллы и очищают газ нужного состава для газовых лазеров. ... Каждый, кто знаком с производством синтетического волокна, знает о проблеме фильеры — своего рода «сита» с тончайшими и точнейшими отверстиями, через которые продавливается синтетическая масса. образуя нити. Попробуйте проделать в стальном кружке десятки, даже сотни дырочек правильной круглой формы с диаметром в тысячные доли миллиметра! А луч рубинового лазера «попробовал»— и отлично получилось. За пять десятитысячных долей секунды световая «игла» прошивает (а точнее, прожигает) отверстие диаметром от полмиллиметра до одного микрона. А знаете ли вы, что это такое — отверстие диаметром в один микрон — в тысячную долю миллиметра! Его площадь в две с лишним сотни раз меньше площади сечения человеческого волоса ? (Все мало- мальски тонкое как-то принято сравнивать с человеческим волосом, и я решил не нарушать традицию). Естественно, инструмент для такой ювелирной работы — рубиновый лазер — спарен в установке К-ЗМ с микроскопом (тем более, что его луч биологи могут использовать в качестве тончайшего скальпеля при исследованиях клеток). Сейчас создается автоматическая быстродействующая установка, которая сама, без вмешательства человека будет пробивать лучом отверстия в заданных точках со скоростью десять отверстий в секунду. Изготовление фильер, как бы важны они ни были для промышленности химического волокна — это, так сказать, косвенное применение лазерного луча в химии с использованием его «пробивной способности», его «грубой физической силы». Однако химикам предстоит исследовать и непосредственное воздействие луча лазера на химические вещества — например, выяснить, как ведут себя вещества в удивительных условиях, возникающих в фокусе когерентного луча, когда в крошечном объеме создаются огромные световые интенсивности и температуры, а также такие колоссальные напряженности электрического поля, которые невозможно получить никаким другим способом. Вероятно, химические реакции в этих условиях будут протекать по особому — скажем, под влиянием гигантской световой интенсивности большую роль приобретут фото-химические процессы. Быть может, луч лазера послужит и своего рода «запальным шнуром» для реакций, которые «трудно начинаются» в обычных условиях... словом, поживем — увидим. М. ГРИШИН 13
ДОКТОР ЗИГФРИД ВАЙС, ДИРЕКТОР ИНСТИТУТА ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ В ДРЕЗДЕНЕ: «За последние годы комплексное управление химическими процессами с применением вычислительной техники приобретает все бблыиее значение. С использованием вычислительных машин достигается полная автоматизация химического производства, лучшая технология и более высокие экономические показатели. При хорошем алгоритме и умело составленной программе вычислительная машина управляет химической установкой оптимально, а это может привести к меньшему расходу электроэнергии, экономии сырья и т. д. Такого рода машины особенно выгодно применять в больших установках». НАДЕЖНО, ВЫГОДНО, УДОБНО! М. КОНСТАНТИНОВСКИЙ •••••••••••••••••••••* Приходилось ли вам встречать на химических предприятиях оператора» который бы отлично трудился, не покидая рабочее место ни днем, ни ночью, никогда не ошибался, досконально — не хуже инженера-технолога — знал весь химический процесс, совмещал множество профессий, не был чужд высшей математики, мог бы сделать при необходимости перевод с английского технического текста, и при этом не пил, не курил, не употреблял крепких выражений, скромно вел себя в быту и обладал рядом других, почти ангельских добродетелей! Возможно, вы ответите, что встречали: это слегка идеализированный образ передового рабочего из плохого романа. Однако именно о таком операторе и пойдет речь. Сначала я вознамерился писать об электронной вычислительной машине ARCH-1000 английской фирмы «Эллиот Процесс Аутомейшн Лимитед». Дело в том, что она раньше других—еще до официального открытия выставки — попалась мне на глаза. В числе Других журналистов я был на пресс-конференции, организованной руководителями английского павильона. После пресс-конференции и традиционного коктейля журналисты отправились осматривать павильон, а я «прилип» к ARCH-1000. Я смотрел на нее с восхищением и завистью, поскольку не знал, какой сюрприз приготовлен для посетителей в советском павильоне. «Сестра» экспонируемой на выставке ARCH-1000 — вычислительная машина ARCH-800 была установлена в 1961 году на одном из химических заводов в Воронеже — она управляет там установкой по производству синтетического каучука и хорошо себя зарекомендовала. Что же касается самой ARCH-1000, экспонируемой на выставке, то одна из таких машин предназначена для управления строящейся установкой по производству этилена, а другая будет «командовать» установкой фракционирования природного газа. На следующий день — уже во французском павильоне— я увидел цифровую вычислительную машину фирмы «Сети»— S-720 или «Паллас». V 14
Не берусь утверждать, что эта машина лучше по своим техническим характеристикам, чем ARCH- 1000 — отнюдь нет. Правда, возможности ее применения шире, благодаря обширной памяти: емкость ее оперативной памяти на крошечных ферритовых колечках — 65 536 единиц информации, а может быть увеличена до 131072 единиц информации. Кроме того, есть внешняя память емкостью 250 000 единиц информации. Но для управления химическим производством такая огромная оперативная память не нужна, это — «излишняя роскошь». Итак, «Паллас» ничуть не лучше ARCH-1000, но оформлена она с истинно французским изяществом — просто и элегантно. Она симпатичная, если можно употребить это слово по отношению к машине. Возле «Палласа» стояла симпатичная переводчица, одетая просто и элегантно и державшаяся с истинно французским изяществом. Мило улыбаясь, она сказала на ломаном русском языке, что асе необходимые разъяснения даст мне мсье Александр де-Поль, руководитель группы специалистов — пред- ставитепей фирмы «Сети» на выставке. К тому же он гораздо лучше ее говорит по-русски... Инженер мсье де-Попь оказался, разумеется, симпатичным, элегантным и, несмотря на дворянскую приставку «де», весьма простым — в смысле обращения. Он уделил мне довольно много времени, которого, впрочем, у него и было довольно много, ибо посетители почему-то не баловали «Паллас» своим вниманием. Мсье де-Поль объяснил мне, что их машина универсальная в полном смысле слова: кроме управления химическими, металлургическими и многими другими производственными процессами, она может выполнять любые задачи по обработке информации (например, обрабатывать документацию), переводить с одного языка на другой, осуществлять оптимальное административное управление предприятиями ипи учреждениями и т. л. вать столь интимные темы, дабы не быть заподозренным в неблаговидных действиях в пользу конкурирующих фирм. Смутное чувство неудовлетворенности осталось у меня и по другой причине. Дело в том, что «Пап- лас», как, впрочем, м ARCH-1000 — вычислительные машины «в чистом виде», их можно быпо бы с равным правом демонстрировать на выставке, посвященной чему угодно — космосу, метеорологии, сельскому хозяйству, медицине, криминалистике... Мне же хотелось чего-нибудь чисто химического. Поэтому я решил обойти все павильоны и попытаться найти электронную вычислительную машину, более тесно или хотя бы более наглядно — в экспозиции — связанную со всемогущей хозяйкой выставки — химией. Уаы, такой электронной вычислительной машины (и не только такой, но и вообще никакой] не было ни в павильонах других наиболее развитых капиталистических стран — США, ФРГ, Италии, Швеции, Бельгии, Японии, ни в павильонах наших друзей — Чехословакии, Венгрии, Польши, Югославии... Но вот я «дорвался» до наших павильонов, тщательно обследовал их... и нашеп то, что безуспешно искал у других. Она «спряталась» от меня в проходной комнате, соединяющей, словно мостик, павильон «Химия в строительстве» с помещением, где было выставлено химическое оборудование. Я оказался в положении рассеянного профессора из старого анекдота, который долго ищет свои очки и в конце концов обнаруживает их у себя на носу... Глядя на ВНИИЭМ-3, я испытывал гордость за нашу страну, за светлые головы и искусные руки создавших эту машину людей — наших людей, гордость не меньшую, чем при запуске многоместных космических кораблей. Не только за инженеров радовался я, но и за художников — и тех, кто прини* • • •• •••• •• •••••• • ••• •• •« •• ••• •• ••••••• • • ••• • • ••• •••• • •€>•• < Словом, это машина, как у нас принято говорить, широкого профиля, причем она может решать несколько задач одновременно, для чего предусмотрена возможность введения в нее сразу нескольких программ. В качестве примера мсье де-Поль привел «Паллас», установленный в одной из французских высших технических школ, готовящей инженеров- металлургов: машина управляет экспериментальной лечью, выполняет все бухгалтерские расчеты, ведет учет отметок, наилучшим образом распределяет помещения для занятий и производит тренировку студентов по вычислениям и составлению программ. На мои расспросы о конкретном использовании «Палласа» на французских химических предприятиях мсье де-Поль отвечал уклончиво. «Купите машину,— заявил он, улыбаясь,— тогда все узнаете». Я отвечал, что с удовольствием бы купил, да поставить негде. В конце концов мсье де-Поль признался, что он не вправе выдавать коммерческие тайны г клиентов фирмы «Сети». Я не стал больше затраги- мал участие в создании самой машины, и тех, кто сумел «подать товар лицом», сделав экспозицию с таким вкусом, художественным тактом и чувством современности, что глаз не оторвешь. Я и не отрывал дней десять, с утра до вечера. Она чертовски красива, ВНИИЭМ-3 — кстати, по-моему, она заслужила более благозвучное название. Чем плохо, например, имя «Умница»! (Так я ее в дальнейшем и буду величать, рискуя навлечь на себя упреки в отсутствии должной строгости изложения.) Красота ее научно обоснована специалистами по технической эстетике и, что еще важнее — по не менее «модной», хотя и менее известной науке — инженерной психологии. Расположение, цвет, форма клавишей, кнопок, ручек, сигнальных лампочек и световых табло на пульте, стойках, устройствах ввода и вывода продуманы так, чтобы инженеру быпо легче, удобнее, наконец, просто приятнее «общаться» с машиной. Толпа возле «Умницы» не редела. Однако специалистов, в отличие от рядовых посетителей, при- 15
влекали в ней не только эстетические качества. Машина, как бы это выразиться... добротна, да, да, именно добротна, пожалуй, лучшего определения не подберешь. Добротна, так сказать, в «добром старом» понимании этого слова. В голове также вертится и сакраментальная сберкассовская формула «Надежно, выгодно, удобно». Надежность! Академик Аксель Иванович Берг назвал ее «Проблемой номер один современной техники». Чтобы повысить надежность, конструкторы пошли на ряд «ухищрений». Всем радиоспециалистам — от академика до монтажника — известен шуточный, но вполне обоснованный афоризм: радиотехника — наука о контактах. Для «Умницы» проблема контактов потеряла • ••.•••••••••••••••••••••I ••••••••• •••••••• •••••••• • ••••< свою остроту: ее печатные разъемы покрыты палладием, а главное — в ней нет ни одной пайки, ни единой! Вместо пайки — с силой навитая на четырехгранные штырьки проволока — словно лружинка. Контакт надежнейший, он не нарушается даже в едкой атмосфере сернистого газа. («Умнице» приходилось работать и в таких условиях!) Можно было бы долго еще рассказывать об этой машине, перечне- лять «последние слова техники», примененные в 16 Электронная вычислительная машина «Паллас» ней: плоские ленточные кабели, унификация всех конструктивных узлов, старт-стопное фотовводное устройство, электронные часы, оригинальная система быстродействующих логических транзисторных элементов на печатных платах, и многое, многое Другое; можно было бы не менее долго перечислять и ее отличные технические характеристики, добросовестно переписав их из проспекта: высокое быстродействие — до 75 тысяч операций в секунду, возможность работы в «секстете» из шести таких машин, самоконтроль правильности работы с автокоррекцией ошибок, возможность управления производством на расстоянии — по телеграфным и телефонным линиям связи, малые габариты, небольшая потребляемая мощность и т. д. и т. л. Однако это был бы, собственно, рассказ о вычислительной технике, о машине как таковой. При всех своих достоинствах, она не так уж отпичается от своих английской и французской соперниц. Универсальными вычислительными машинами, как бы ни были они совершенны сами по себе, теперь уже никого не удивишь. Почему же не смолкала рядом с «Умницей» разноязычная речь иностранных [в том числе английских и французских) специалистов и владельцев фирм, часами и с пристрастием допрашивавших ее «крестных» — представителей Северодонецкого филиала опытно-конструкторского Бюро автоматики (ОКБА)! Иногда они даже образовывали небольшую очередь, дожидаясь, пока главный конструктор этой органа зации Анатолий Николаевич Верещака удовлетворит любознательность очередно, о иностранца. В течение многих дней я неизменно оказывался в хвосте этой очереди (как-никак, надо уступать гостям] и начал уже терять надежду проинтервьюиро-
вать Анатолия Николаевича, но, к счастью, догадался сделать это, когда он обедал в столовой —в течение нескольких дней я сопровождал его туда, как тень. Но и получив в несколько приемов вожделенное интервью, я не перестал посещать ротонду, где обосновалась «Умница». Ах, как приятно было убеждаться, что у машины нет отбоя от покупателей! Некоторые из них обращались к ребятам из Северодонецкого филиала ОКБА с предложениями в духе «заверните, пожалуйста, парочку», и никак не могли постичь, почему машину показывают одни, а продают другие. Ребята терпеливо втолковывали им насчет осо- Сравнивать систему ВНИИЭМ-3 с другими подобными системами на выставке трудно по той простой причине, что ее не с чем сравнить: такая машина демонстрируется только в советском павильоне. Но можно сказать, что эта машина выполнена на уровне лучших мировых стандартов. Того же мнения и другие специалисты — и наши, и зарубежные. Объясняется это просто. Представьте, что в вашей квартире, где-нибудь между холодильником и телевизором, стоит порта- ••• • #••• ^ бенностей и преимуществ государственной монополии внешней торговли и отсылали в коммерческий отдеп Выставки. И там звучала «ария индийского гостя» — владелец индийской фирмы выразил желание купить не только машину, но и всю установку по производству метанола. А потом пришеп смотреть машину и вел разговоры насчет «как бы приобрести» коммерческий директор группы бельгийских концернов. Бельгия — высокоразвитая промышленная страна, да и французский «Паллас», казалось бы, под боком, а вот поди ж ты... Однако хватит восторгов, пора, наконец, разобраться, почему «Умница» пользовалась на Выставке не меньшей популярностью, чем Софи Лорен на последнем кинофестивале. Я об этом спрашивал очень многих. Директор дрезденского института химического машиностроения доктор Зигфрид Вайс на мою просьбу сравнить нашу ВНИИЭМ-3 с английской ARCH-1000 и французским «Палласом» — причем, сделать это объективно, независимо от того, что мне хотелось бы услышать — ответил исчерпывающе: тивная вычислительная машина для управления домашним хозяйством (будут когда-нибудь, наверное, и такие машины). Вспомним для начала, как работает холодильник: если температура в нем поднимется выше заданной, термореле включает электромотор фреонового компрессора, который «нагоняет холод», пока температура не сравняется с заданной. Это — местный автоматический регулятор, впрочем, довольно простой. У него есть «орган чувств» — чувствительный элемент, скажем, термосопротивление или, в простейшем случае, две скрепленные металлические пластинки, которые по-разному удлиняются при нагреве. У него есть орган управления — «командир», к которому поступают «донесения» от чувствительного элемента. В нашем случае это попросту репе, контакты которого замыкаются при изгибе биметаллической пластинки. У него есть исполнительное устройство — «солдат», беспрекословно исполняющий приказ «командира». В нашем случае это электромотор. Приказы однообразны: включиться — выключиться. У него есть обрат- 2 Химия и Жизнь, № 12 17
ная связь: тот же чувствительный элемент, словно адъютант, докладывает «командиру» о выполнении или невыполнении «солдатом» приказа. У него могут быть усилители — если «донесение адъютанта» плохо слышит «командир» или приказ «командира» — «солдат». Могут быть и преобразователи — в нашей аналогии устный приказ (или донесение) можно преобразовать, скажем, в письменный, а в автоматическом регуляторе — электрический сигнал в пневматический, гидравлический или какой-либо иной. Могут быть в автоматическом регуляторе и некоторые другие устройства — мы их сейчас касаться не цу, морковку и соль (сделать это несложно — сигнал о нужном моменте может дать термосопротивление, когда температура воды достигнет 100° С, или прибор, определяющий упругость паров над поверхностью воды, и т. д.); 4) выключит газ через полтора часа с помощью реле времени; 5) добавит соли до заданной солености бульона, контролируя ее любым из методов определения концентрации солей. Бульон готов. Но что это будет за бульон! Мясо бывает разное, а нашему автомату это безразлично — он выключит газ ровно через полтора часа. ••••••••••••• ••••••••• •••••••• •••••#•• •••••••• ••• • •••••••• ••••• будем. Но вот чего в нем нет, так это «мозга» — «командир» (в отличие от настоящего, без кавычек) не умеет мыслить логически, оценивать обстановку, он действует, не рассуждая, автоматически и однозначно реагируя на донесения «адъютанта», точно так же как «солдат» реагирует на его собственные приказы. Это своего рода «безусловный рефлекс». Такие автоматические регуляторы есть в любой химической установке — они поддерживают на определенном уровне температуру, давление, расход жидкостей и газов и т. д. Представьте теперь, что вы хотите автоматизировать приготовление пищи... ну, допустим, хотя бы для начала варку бульона. «Безмозглый» автоматический регулятор с этой задачей не справится! Можно, конечно, придумать устройство, которое: 1) нальет в кастрюлю определенное количество воды в зависимости от веса мяса; 2) включит газ, зажжет его и будет поддерживать максимально сильный огонь; 3) когда вода закипит, уменьшит огонь, снимет пенку и бросит в кастрюлю лукови- независимо от того, сварилось оно в самый разг недоварилось или переварилось. Автоматическому регулятору неважно, какой бульон — очень жидкий, либо, напротив, чересчур концентрированный. Вкус бульона — это слишком сложная штука для такого автомата, очень уж много факторов влияет на вкусовые качества. К тому же они связаны сложными зависимостями. Хозяйка, когда занимается тем же делом, много раз попробует и действует дальше, судя по обстоятельствам. Кулинария — дело тонкое, она лежит где-то на грани науки и искусства (см. статью И. Брауна. «Повар — невольный ученый», «Химия и жизнь», 1965, № 4). Поручим теперь варку бульона электронной вычислительной машине — той, что стоит возле холодильника. Предположим, путем длительных исследований удалось выразить количественную зависимость такой тонкой штуки, как вкус бульона, от степени содержания в нем разного рода компонентов: белков различного состава, сахара, соли, веществ, получающихся в результате варки лука и моркови* 18
Электронная вычисли-» тельная машина ARCH- 1000 английской фирмы' «Эллиот» и т. д. Более того, допустим, удалось даже составить систему уравнений, связывающих содержание этих компонентов с весом и качеством мяса, наличием в нем костей и их типом {мозговая, сахарная, ребро и т. д.), конфигурацией моркови, жесткостью воды, атмосферным давлением и т. п. Математик бы сказал, что мы получили алгоритм варки бульона. Теперь на основе алгоритма можно составить такую программу — инструкцию действий для машины, чтобы она сварила самый вкусный бульон. Но что значит «самый вкусный»! Ведь на вкус и на цвет товарища нет! Речь может идти, очевидно, о наибольшем приближении к некоторому оптимальному Мы научили машину варить бульон. Но от этого ее умения будет мало толку, если не дать ей возможность реализовать его на практике. Поэтому, когда будете приобретать машину, не забудьте, кроме собственно машины с пультом, вводным и выводным устройствами, взять: а) датчики температуры, давления, расхода газа, воды, соли и т. д.; б) анализаторы для определения содержания белков, сахара, желатина, жира, соли и т. д.; в) преобразователи — устройства, которые переводят полученную от датчиков информацию с языка датчиков на язык машины {скажем, воздушный — пневматический сигнал превращают в пропорциональный •• •••••••• •••••••• ••••+•••• •••••••• •••••••• •••••••• ••••••••• •••• составу бульона, насколько это возможно при данном качестве мясв. Можно задать машине и другой критерий — скажем, чтобы бульон получился самым дешевым, но достаточно питательным. Итак, программа составлена — разумеется, на языке машины; она набита на перфоленте и введена. Теперь в оперативной памяти хранятся все необходимые сведения, которые могут потребоваться в процессе варки (например, зависимость содержа* ния желатина в воде от времени варки при различной интенсивности нагрева в расчете на килограмм костей из ребер], а также инструкции «на все случаи жизни» (например, когда содержание желатина достигнет 5%, определить отношение количества желатина к количеству жирв, возвести эту величину в степень 3/7, сравнить полученное число с числом, хранящимся в ячейке памяти № 213; если их разность окажется положительной — уменьшить подачу газа в горелку на 8%, если отрицательной — оставить режим горения прежним]. электрический) — лишь в этом случае она сможет эту информацию прочесть и понять; г) исполнительные механизмы: регулируемые клапаны и заслонки подачи газа и воды, дозатор соли, дуршлаг для снятия пенки, устройство для помешивания и т. д.; д| преобразователи — «переводчики» приказов машины с ее языка на язык исполнительных механизмов — скажем, электрического сигнала в пропорциональный пневматический. При этом преобразователь, как правило, и усиливает сигнал. Без всех этих устройств ни к чему будут ни кропотливые исследования зависимости вкуса бульона от его состава, ни усилия математиков, составивших сложнейшую математическую модель процесса варки бульона — алгоритм, ни замечательная программа. Машина, даже самая выдающаяся, самая «сообразительная» уподобится человеку без органов чувств, без рук и ног, да и вообще без тела. Голый, изолированный мозг.1 Короче говоря, если решите покупать электрон- 2* 19
V V а а ную вычислительную машину — покупайте сразу комплект, всю систему — не пожалеете! ...Примерно так же рассуждают и желающие купить систему ВНИИЭМ-3. Фирмы «Эллиот» и «Сети» предлагали на выставке голый электронный мозг, который еще надо приспособить для конкретных цепей, придать ему органы чувств и «руки-ноги». «Сети», к примеру, заключает контракт с фирмой- закаэчиком серийного «Палпвсв» и разрвбатывает особый проект его «привязывания» к данному производству. Речь идет не об алгоритме, а именно об устройствах, связывающих машину с тем объектом, которым она управляет. Вот вам и универсвль- ная (хотя, повторяю, сама машина очень хороша]. А наша «Умница», если рвзработан алгоритм. машины в системах комплексной автоматизации производственных процессов и системы обработки данных в автоматизированных системах планирования, учета и управления производством». Если перевести эту фразу на общедоступный язык (может быть, с помощью той же машины] и разобраться, к чему же относится так много раз повторяемое слово «система», мы убедимся, что эту систему, то бишь «Умницу», можно с успехом поставить командовать производством, планированием и учетом практически во всех отраслях промышленности. Когда я рассказывал об этой новой победе нашей науки и техники, меня все время подмывало сравнить хоть что-нибудь с уровнем 1913 года, как • • ••• ••• J •••••••• •••••••• ••••••• •••••••••••••••••••••••i • ••• ••• •••••••• ••< дает возможность сразу запрячь ее в рвботу, выбрав из комплекса придаваемых ей устройств те, что необходимы для ее связи со всеми агрегатами химического, металлургического или иного производства. Как говорят в обиходе, возни меньше. Расходов тоже. В этом секрет ее огромной популярности на выстввке. Кстати, об универсальности: «Умница», ведь тоже, как и «Паллас» (и как в свое время Юлий Цезарь] может заниматься одновременно несколькими делами — например, в промежутках между расчетами, связанными с управлением химическим процессом, производить бухгалтерские расчеты или вычисления математических таблиц. В проспекте о высокой миссии «Умницы» сказано так: «Универсальная вычислительная машина и системе автоматической обработки данных ВНИИЭМ-3 предназначена для работы в качестве управляющей это иногда еще делается (привычкв — вторая нвту- ра). Увы, не получилось... не за что уцепиться. А теперь пора, как говорится, воздать кесарю кесарево, а слесарю слесарево. Собственно вычислительную машину — электронный мозг, как любят говорить журналисты — создал коллектив Всесоюзного нвучно-исследовательского института электромеханики. Отличный мозг! (Имеется в виду также мозг конструкторов.) «Глаза», органы «вкуса» и «обоняния», «ощущение» тепла, холода, веса и «чувство меры», а также «руки» дали машине конструкторы из смоленского филиалв НИИТеплоприбора. Золотые руки/ Они же обеспечили машину «переводчиками», чтобы она могла свободно общаться со всем этим своим обслуживающим персоналом. А состав его значительно обширнее и сложнее, чем в нашем списке комплекта машины для варки бульона: здесь и термопары, и потенциометрические датчики, и преобразователи электрических сигналов ло напряжению в электрические же токовые сигналы, и преобразова-у 20
Действующая схема управления синтезом метанола с помощью машины ВНИИЭМ-3 (верхний ряд, слева направо): — Сатурационная башня. Здесь природный газ насыщается парами воды. — Теплообменник, в котором подогревается смесь природного газа и шаров воды. — Конвертор метана. В этой колонне составная часть природного газа — метан СНЦ—подвергается конверсии, т. е. превращается в так называемый синтез-газ — смесь водорода Нг и окиси углерода СО. В выходящей из конвертора газовой смеси есть и побочные газы: остатки непрореагировавшего метана, углекислый газ, азот и аргон. — Котел-утилизатор — в нем тепло конвертированного газа используется для получения пара. — Водонагревательный теплообменник. Его задача — нагреть воду, из которой получат затем пар для сатурационной башни. — Скруббер-охладитель конвертированного газа. Газ в нем «принимает душ» — орошается водой, вследствие чего он охлаждается с 80 до 35° С. — Скруббер для очистки смеси газов от СОг. — Брызгоотделитель — проходя многочисленные извилины его лабиринта, газ по дороге избавляется от частиц моноэтаноламина, «нечаянно» прихваченных из предыдущего агрегата. — Компрессор. Его назначение — сжать синтез-газ до 320 атмосфер. — Циркуляционный компрессор. Он гонит газ по всей системе, как сердце гонит кровь. — Теплообменник — здесь синтез-газ подогревается за счет тепла, выделяемого при синтезе. — Колонна синтеза — она «увенчивает» всю установку, ради нее, можно сказать, существуют и на нее работают все остальные агрегаты. Здесь, в этом реакторе, при температуре от 380 до 420° С и давлении 320 атмосфер, под действием цинк-хромового катализатора происходит таинство синтеза: из окиси углерода СОд и водорода Нг образуется метанол (метиловый спирт) СН3ОН. — Сепаратор — это «сборный пункт» для только что рожденного метанола. Отдав часть тепла синтез-газу в теплообменнике, охладив окончательно свой «пыл» в холодильнике, он переходит в сепараторе из газообразного в жидкое состояние. Датчики и приборы, связывающие электронную вычислительную машину с установкой для синтеза метанола (нижний ряд, слева Направо]: — Расходомер природного газа ДМПК-4 — он «докладывает» машине, сколько газа подается на один конвертор (ведь во «всамделишной» установке конверторов несколько, и у каждой свой расходомер). — Преобразователи пневматических сигналов, пропорциональных расходу газа, в токовые сигналы (ЛПП-1). Это .«переводчики»—они делают донесения расходомеров понятными машине. — Вторичный прибор ПВ10. 1Э и регулятор соотношения пара и газа ПРЗ. 24 — эти приборы следят, чтобы пар и газ смешивались в нужной пропорции. — Преобразователь кодовых сигналов в пропорциональные им пнвматические сигналы (ПКД-7). Этот прибор занимается «обратным переводом» —с электрического языка машины на пневматический язык исполнительных механизмов. — Расходомер пара, подаваемого на один конвертор (ДМПК-4). — Датчик газоанализатора кислорода (МГК-6). Его задача—определять, какой процент чистого кислорода Ог содержится в техническом кислороде. — Преобразователь ПП-ФП-1 —сигнал от датчика газоанализатора кислорода поступает на его вход в виде электрического напряжения, а он преобразует этот сигнал в понятный машине электрический же, но токовый. — Газоанализатор остаточного метана в конвертированном газе {ГИП-7). Он «выясняет», какой процент метана СН4 «отказался» .прореагировать в конверторе. — Преобразователь ТП-ФП-1 переводит на язык машины, т. е. преобразует в токовые сигналы сведения о проценте содержания в конвертированном газе метана СЬЦ и водорода Нг, которые поступают в него с газоанализаторов остаточного метана и водорода. — Датчик газоанализатора -водорода ТКГ-4 — он-то и сообщает преобразователю (в виде электрического напряжения, каков процент водорода в конвертированном газе. — Регулятор одной из полок колонны синтеза метанола. В отличие от остальных перечисленных приборов, это не настоящий регулятор, а только макет.
тели электрических кодовых сигналов в пропорциональные пневматические, и наоборот — пневматических в электрические, и местные автоматические регуляторы, и... нет, слишком долго перечислять. Наконец, те, кого я в начале очерка назвал «крёстными» машины — математико-химики (или хи- мико-математики) и инженеры из Северодонецкого филиала ОКБА. Их скорее можно было бы назвать воспитателями или учителями «Умницы» — это они разработали алгоритмы различных химических и технологических процессов и научили машину управлять ими, вложив в ее чистую, как новая тетрадкаг голову разнообразнейшие знания. А как они это сделали, пусть расскажет главный конструктор Северодонецкого филиала ОКБА Анатолий Николаевич Верещака. МАШИНА УПРАВЛЯЕТ СИНТЕЗОМ МЕТАНОЛА Инженер А. Н. ВЕРЕЩАКА Читателю уже известна в самых общих чертах схема машинного управления химическим производством. Знает он и другое: чтобы ее осуществить, нужно ввести в машину «руководство к действию» — алгоритм/ а для этого необходимо иметь математическую модель процесса. плекса будет завершено уже в 1966 году. Его установят на автопоезде. Институт на колесах приедет на химический завод и подключится к датчикам и анализаторам, установленным во всех агрегатах. Если датчиков недостаточно, можно будет установить дополнительные. Собрав информацию о процессе, статистически обработав ее и проанализировав результаты обработки, исследовательский комплекс даст рекомендации изменений или нововведений! целесообразных для данного производства. Рекомендации могут быть различными: а. Достаточно изменить режимы ведения процесса. б. Необходимо частично или полностью заменить оборудование. в. Выгодно установить вычислительную машину. В последнем случае составляется математическое описание процесса, а на его основе создается алгоритм. Что такое математическое описание! Это — система уравнений в виде полиномов. Уравнения связывают входные и выходные потоки отдельных процессов и всего производства в целом. Как видите, химику в наше время не вредно знать математику, а точнее, просто необходимо. Как же составляют математическое описание химического процесса! Это очень трудная задача, особенно для вновь создаваемых процессов. В этом случае используют полученные в лабораториях дан- •••••••••••••••••••••••••• • ••••••••••»•••••••••••••••'*•••••••• •«•••••• •••••••• •••••••• ••••••••• #••••••• •••••••• •••••••• ••••••••• • ••••••< Созданию математической модели предшествует тщательная математическая подготовка — чтобы постараться выжать из каждого процесса все, что только возможно. Сейчас такие работы ведутся широким фронтом— отрабатывается математический аппарат, с помощью которого можно быстро создать математическую модель конкретного процесса, вводя в систему ВНИИЭМ-3 информацию об этом процессе. Как видите, речь идет о том, чтобы облегчить и ускорить создание математической модели для машины, используя саму машину. Параллельно с этими работами полным ходом ведется разработка исследовательского комплекса, предназначенного специально для создания алгоритмов химических производств. Изготовление ком- ные о физико-химии процесса: уравнения констант скоростей химических реакций, констант равновесия, массо- и теплопередачи и т. д. Если же речь идет о реально существующем производстве, то возможности создателей математической модели расширяются. Кроме знания физико-химии процессов здесь можно, например, воспользоваться и так называемым методом пассивного эксперимента. Дело в том, что в условиях длительно работающего производства есть возможность накопить большой статистический материал, обработать его с помощью аппарата математической статистики и получить таким образом необходимые сведения о взаимосвязи (или, как говорят математики, о корреляции) различных величин-параметров, достаточно полно характеризующих процесс. 22 >
Можно, наконец, применить и метод направленного эксперимента — разумеется, непосредственно в условиях производства (например, можно выяснить, как количество кислорода влияет на остаточный метан). Поскольку на выставке в качестве примера управляемого электронной вычислительной машиной производства экспонируется производство метанола (метилового спирта), вас, вероятно, заинтересует, как была получена математическая модель именно этого процесса. При ее разработке мы использовали все три метода. Это было сделано для дополнения одного метода другими, их взаимной проверки и, в конечном счете, для более тщательной отработки математической модели. Нужно сказать, что модель, получаемая с помощью первого метода, о котором я говорил, т. е. на основе знания физико-химии процесса, очень сложна, однако нам удалось разработать метод ее упрощения. На базе полученной математической модели производства метилового спирта был затем реализован алгоритм минимизации переменной составляющей себестоимости целевого продукта. Вы знаете, что себестоимость любого изделия или продукта определяется очень многими факторами, в том числе капитальными затратами на строительство и оборудование (в нашем случае, между прочим, в стоимость оборудования входит и стоимость вычислительной машины со всем ее «хозяйством»). Но та часть себестоимости, которая вызвана капитальными затратами, постоянна, повлиять на нее нельзя, поэто- шения задачи распределения нагрузок между параллельно работающими агрегатами. Это — вторая задача, решаемая машиной, причем последовательно для всех цехов. В результате определяются потоки веществ на отдельные агрегаты. Результат расчета потоков в виде управляющих воздействий выдается на корректировку заданий соответствующим регуляторам процессов. Что это значит! А вот что: на «рабочих местах» — в агрегатах — заслонками и клапанами управляют местные автоматические регуляторы, которые поддерживают потоки жидкостей и газов на определенном уровне. А электрические сигналы из машины, соответствующим образом усиленные и преобразованные, управляют, в свою очередь, местными автоматическими регуляторами, отдавая им «команду» изменить эти уровни в нужную сторону. Так, скажем, «автоматический регулятор», управляющий работой нашего сердца, может получить от мозга приказ ускорить или замедлить ритм его работы. Результаты расчета машиной потоков выдаются и на приборы — стало быть, их можно прочесть. Кроме того, весь ход расчета печатается в виде таблиц на машинке. И еще одно средство контроля есть у оператора и технолога — расчет оптимального режима производства и выведение производства на этот режим можно видеть на осциллографе. Для полноты картины следует добавить, что перед каждым циклом расчета машина производит корректировку математических моделей — уточняет коэффициенты полиномов, совокупность которых. •••••• •••••••• му в алгоритме учтена только та часть себестоимости, которая может быть изменена. Стало быть, алгоритм — «инструкция поведения» машины — предписывает ей все время вести процесс так, чтобы целевой продукт — метиловый спирт — обходился как можно дешевле. Практически «деятельность» машины заключается в следующем: каждые 25 минут на основе поступившей информации и руководствуясь алгоритмом, машина определяет входные потоки веществ на все агрегаты. Это первая задача, решаемая машиной. В связи с тем, что производство состоит из ряда последовательных звеньев, каждое из которых, в свою очередь, включает ряд параллельно работающих агрегатов, а сами процессы являются в основном каталитическими, возникает необходимость ре- как я уже говорил, и есть математическая модель процесса. Хотелось бы подчеркнуть, что решение такой сложной системы уравнений вручную невозможно, вернее, возможно только в принципе, ибо практически это не имело бы смысла — результаты были бы получены намного позже того момента, когда их можно было бы использовать. Поэтому ведение процесса на оптимальном режиме при большом числе переменных может быть осуществлено только с помощью машины. Более того, машина позволяет вести процесс на таких режимах, управление которыми вручную неосуществимо по другой причине — из-за недостаточной быстроты человеческой реакции. Речь идет, в частности, о различного рода критических режимах. Вот почему ошибочно думать, будто применение вычислительной техники 23
для управления химическими процессами дает лишь количественный выигрыш. Это — качественный скачок, он дает возможность осуществить полную автоматизацию химического производства. Внедрение вычислительных машин знаменует начало революции в химической индустрии — революции не только технической, но и экономической Теперь мне хочется вернуться к очень важному — узловому, можно сказать, вопросу — о надежности системы управления химическим производством с помощью электронной вычислительной техники. Как я уже упоминал, сама машина ВНИИЭМ-3 обладает высокой надежностью. Высокой, но не стопроцентной— ясно, что машина, квк и любое сложное электронное устройство, не застрахована полностью от того, что в ней вдруг откажет тот или иной блок, та или иная деталь. Поэтому система предусматривает возможность одновременной работы двух или нескольких машин, причем одна из них управляет процессом, а в случае выхода ее из строя «бразды правления» автоматически передаются другой машике. Но система предусматривает и наихудшую, весьма маловероятную возможность: из строя вышли обе машины. И в этом случае не произойдет ничего непоправимого: специальное устройство переключит производство на ручное управление или управление местными автоматическими регуляторами (там, где они установлены). При этом во всех агрегатах останутся те режимы, которые были в момент выхода из строя машин. Разумеется, пока хотя бы одна из машин не будет налажена, процесс будет вестись не в оптимальном режиме, но важно, что он не прекратится. Необходимо упомянуть и еще об одной важной особенности этой машины — так называемом многоканальном прерывании приоритетом. Это означает следующее: в случае, если в каком-либо агрегате некий параметр вышел из повиновения (скажем, резко повысилось давление газа], в результате чего возникла аварийная ситуация (например, опасность взрыва), машина немедленно прекращает обычный расчет и производит другой расчет, единственная цель которого — вогнать «взбунтовавшийся» параметр в норму. Возможности системы, о которых я рассказал, уже реализованы на практике: ВНИИЭМ-3 управляет блюмингами на двух металлургических заводах, она внедряется на одном из заводов искусственного волокна и на Лисичанском химкомбинате. Очевидно, необходимо сказать и об экономической стороне дела — это, в конечном счете, определяет эффективность использования электронных вычислительных машин дпя управления производственными процессами. Так вот, система позволяет с тем же оборудованием и на тех же производственных площадях увеличить выход целевого продукта примерно на пять процентов. В стоимостном выражении 5 % — это огромная сумма. Достаточно сказать, что система окупит себя примерно за два года, а стоит она недешево. От редакции. Публикуемые в этом номере материалы о новой отечественной вычислительной машине ВНИИЭМ-3, разумеется, не исчерпывают проблемы широкого внедрения вычислительной техники в химию. В будущем году наш журнал вернется к этой теме. fSL< ПОЛИМЕРЫ ВОЗВРАЩАЮТ ЗРЕНИЕ В чехословацком павильоне сидит миловидная девушка в очках. Доктор Драй- фус просит ее снять очки и посмотреть А вверх. Мгновение, и ловкие пальцы врача вложили под веко тонкую прозрачную ме- дузообразную пленку. Глаза моментально реагируют— закрываются. Доктор просит не открывать их еще некоторое время. Это нужно, чтобы на поверхности пленки собралось достаточное количество слез. Слезы необходимы для правильного видения. Проходит несколько минут, теперь глаза можно открыть. Они с удивлением смотрят на «волшебника»-доктора: неужели больше не надо надевать очки! Л «волшебник» просто объясняет: «В наших линзах вы можете спать, купаться и даже плакать». Ну, что ж, для женщины немаловажно и это свойство полимера, из которого изготовлены линзы чехословацких ученых... Чтобы приучить глаза к мягким контактным линзам, в первые дни их надо носить всего по нескольку часов и постепенно увеличивать время ношения. Снять линзы очень просто — сдвигая большой и указа- 24 V
тельный пальцы. Благодаря своей эластичности, линза легко сгибается и отстает от глазного яблока. В ОЧКАХ ИЛИ БЕЗ ОЧКОВ! Первые очки появились, по-видимому, в Венеции в XIII веке. Эти простейшие и довольно удобные оптические приборы быстро распространились сначала в Европе, а затем и в Азии. Так дальнозоркие и близорукие обрели «второе зрение». Одно время была даже мода на очки, их носили как украшение даже люди с прекрасным зрением. Но мода прошла, а очки продолжали «украшать» лица людей с испорченным зрением и мешать им во многих случаях жизни. Особенно большие неприятности доставляют они спортсменам и артистам, а есть профессии, которые вообще исключают ношение очков. Естественным было стремление людей заменить очки контактными линзами, вставляемыми под веко и непосредственно соприкасающимися с глазами. Первым применил контактные линзы английский астроном Джон Гершель около ста лет назад. Они имели успех. Первые контактные линзы изготовлялись из стекла, позже их стали делать из пластмассы. Сейчас уже восемь миллионов американцев носят контактные линзы из твердых материалов. Такие линзы стоят очень дорого, потому что их надо очень долго и тщательно шлифовать — иначе они не смогут прилегать к глазному яблоку равномерно и плотно, а малейший сдвиг линзы от оптической оси глаза искажает видение. Эти недостатки твердых линз заставили многих ученых задуматься: а нельзя ли изготовить линзы из материала, который по мягкости и влажности приближался бы к живой ткани! Но дальше проектов и отдельных опытов дело не шло до тех пор, пока лет пятнадцать тому назад этой проблемой не заинтересовался директор Института макромолекулярной химии Чехословацкой Академии наук академик Отто Вихтерле. О том, что за этим последовало, пусть лучше расскажет сам академик, тем более, что в дни работы Международной выставки «Химия» он побывал в Москве. РАССКАЗЫВАЕТ АКАДЕМИК ВИХТЕРЛЕ: Нам с самого начала было ясно, что свойствами, которые требуются от 'материала для мягких контактных линз, должны обладать гидрофильные полимеры. Лрямое следствие гидрофильное™ — относительно 'высокое содержание воды б полимере 'Поможет достичь необходимой мягкости .материала. Стойкая трехмерная структура полимера способствует перемещению гидратированных, т. е. распределенных <в водной среде, частиц. Обмен веществ в тканях, составляющих глаз, осуществляется именно такими частицами. Поэтому линзы из гидрофильного -полимера смогли бы даже пропускать слезы. Регулируя плотность упаковки атомов и их группировок в сетке трехмерных молекул полимера, можно получить материал с любьши механическими свойствами. Но, «роме того, этот материал дол же кг быть химически инертным и обязательно нейтральным. Изучение свойств нейтральных гидрофильных полимеров (привело нас 'к полимеризующимся мета- криловым эфирам мчогоосновных спиртов, таким, как гликольметакрилат и дигликольдиметакрилат. Совместная полимеризация этих мономеров дала искомую пластическую (в самом широком смысле этого слова) массу такого строения: i СНа I СНз—С-СО—(—О—СНа—СН2-) п-ОН I I СНа СН-> I I СН3-С-СО-(-0-СНа-СН2-)п-0-СОС-С-СНз I I Эта пластмасса в набухшем состоянии содержит от 10 до 60% воды. Она очень стойка по отношению к: кислотам 'и щелочам, ее можно кипятить в воде, т. е. надежно стерилизовать обычным путем. Казалось бы, этим синтезом окончательно решалась проблема создания мягких контактных линз. Но появились новые препятствия, связанные с их изготовлением. (Исключительное преимущество этого материала — его мягкость—сделало невозможным получение из него изделий методом прессования. Мягкий гель прилипал к стенкам лресс-фор(м, и вынуть из них готовые линзы без повреждения оказалось невозможным. Пять лет мы по-разному переделывали пресс-форму, но безуспешно. И тогда, наконец, появилась мысль осуществить полимеризацию в открытых (вращающихся формах. Эта мысль родилась у меня дома, на кухне. 25
Используя детский конструктор, мы с женой сделали несколько вращающихся форм, в которых и были изготовлены первые 5000 мягких контактных линз. Теперь создана автоматическая установка, которая (Производит такие линзы любой оптической силы. Это достигается подбором соответствующего числа оборотов вращающейся формы, так как при разной скорости вращения по-разному устанавливается параболический мениск линзы. КАКОГО ЦВЕТА ВАШИ ГЛАЗА! Когда вы видите яркую блондинку с карими глазами или, наоборот, голубоглазую брюнетку, у вас появляется сомнение: а не крашеные ли у нее волосы? А почему обязательно волосы/ Может быть, глаза!.. После создания контактных линз в этом нет ничего удивительного. Полимер, из которого сделаны линзы, можно так же легко окрашивать в любой цвет, как хлопчатобумажную ткань. Хотите голубые глаза — пожалуйста, хотите черные, демонические — еще проще. Вам вставят линзу с черным кольцом, которое скроет естественный цвет радужной оболочки вашего глаза. Можно, шутки ради, удивить знакомых, явившись в гости с... разноцветными глазами. Но мягкие контактные линзы могут оказаться полезными и в таком серьезном случае. Людям, страдающим некоторыми заболеваниями радужной оболочки, по нескольку раз в день закапывают в глаз атропин. Теперь врач может ввести лекарство в мягкую линзу, и оно будет действовать на глаз непрерывно в течение 5000 часов, пока не израсходуется полностью. Прочитав этот рассказ, вы, возможно, скажете: очкам — конец. Но это не совсем верно. Мягкие контактные линзы применимы не во всех случаях жизни. В частности, их нельзя применить при астигматизме. Они могут выручить лишь десять процентов из тех, кто вынужден носить очки. Но эти десять процентов — 30 миллионов жителей Земли, и уже в наше время Чехословацкая Социалистическая Республика может обеспечить их всех мягкими контактными линзами. В. БАЛЕК А. ЧЕХОВСКИХ • •••••••• НОВОСТИ ОТОВСЮДУ СЛОИСТЫЙ МАТЕРИАЛ ИЗ МЕТАЛЛА И ПЛАСТМАССЫ В ФРГ разработан слоистый материал, состоящий из листа полиэтилена, покрытого с обеих «тором листами алюминия. В от- личне от существующих конструкций, соединение пластмассы с алюминием ьесклеевое: к горячему листу полиэтилена припрессовывают листы алюминия, подвергнутые специальному травлению. Готовые листы поддаются глубокой вытяжке без расслоения и сварки. ФИЛЬТРЫ ДЛЯ ПАПИРОС ИЗ ПЛАСТМАССЫ В Бельгии строится завод по производству фильтров для папирос из ацетата целлюлозы. Благодаря различным добавкам новые пластмассовые фильтры будут задерживать не только смолы и никотин, но и фенолы, акролеин и ацетальдегид. РЕЗИНОВЫЕ ЛЕЗВИЯ Можно ли постричься резиновыми ножницами! Пока таких не существует. А вот для стрижки газонов уже создана косилка с резиновыми лезвиями. Такие косилки производит американская фирма «Сейф- 1 илойд». Применение лезвий из специальной армированной резины уменьшает опасность несчастных случаев, а газоны такие лезвия подстригают не хуже стальных. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ 26 Y
Разнообразные изделия из пластмасс, знаменитые эмали завода ЛАМПАРТ, десятки медикаментов различных видов, машины и оборудование для химических производств — вот далеко не полный перечень того, что поставляет в Советский Союз и другие страны Совета экономической взаимопомощи химическая промышленность народной Венгрии. Много интересных экспонатов демонстрировалось в венгерском павильоне Международной выставки «Химия». Специалисты могли по достоинству оценить высокое качество кислотостойких химических аппаратов, модницы вздыхали у стенда с синтетикой, но больше всего посетителей привлек тот раздел венгерского павильона, в котором демонстрировались комплектные научные лаборатории всевозможного назначения. Все они были в состоянии «боевой готовности»— входи, надевай синий (а лучше — белый) халат я можешь сразу же включить термостаты, запустить центрифугу, взять навески и начать анализ. Каждый, кому приходилось работать в научно-исследовательском институте, знает, какое хлопотливое дело — организация новой лаборатории. Хорошо, если заранее подобраны квалифицированные кадры, четко определены задачи и сроки, вовремя завезено основное п вспомогательное оборудование. Но даже в этих идеальных условиях первое время лаборатория работает не в полную силу: продумав главное, в организационной кутерьме за- ЛАБОРАТОРИЯ ИЗ БУДАПЕШТА были о мелочах — установили сложнейшие приборы, а какой- нибудь пустяковый переключатель упустили из виду... II «мелочи» мстят за невнимание к ним. Венгерские приборостроители уже много лет выпускают первоклассное оборудование для химических лабораторий. Несколько лет назад они, памятуя о дорогой цене мелочей, начали поставлять в научные организации своей страны н за рубеж лабораторные комплекты, а ие только отдельные приборы. Полностью оснащенные лаборатории различного назначения привезли они и на выставку в Москву. Некоторые из этих лабораторий, такие как общая аналитическая и биохимическая, уже поставляются в нашу страну венгерским внешнеторговым объединением МЕТРИМПЕКС. На выставке в Сокольниках была представлена и последняя новинка МЕТРИМПЕКСА — лаборатория для исследования кормов и растений, сделанная по за- каз'у нашей страны. Лаборатория универсальна — одинаково пригодна и для научно-исследовательского института, и для совхоза или крупного колхоза. За год в ней можно провести до десяти тысяч самых разнообразных анализов: определять содержание в кормах белков и витаминов, жиров и сахара, микроэлементов и химикалиев, применявшихся для борьбы с вредителями и заболеваниями растений. Здесь есть все необходимое для отбора проб и подготовки к анализу, собственно аналитические приборы и оборудование общего назначения, а также лабораторная мебель. Весь комплект лаборатории для исследования кормов и растений состоит из 64 различных приборов и устройств. Собрал их воедпно доктор Вильмош Ферен- ця — сотрудник Института по исследованию растений при Венгерской Академии наук. Большая часть оборудования — общеизвестные приборы и оснастка очень высокого качества. Но в комплект включены и специальные новые приборы, такие как гомогенизатор, эльфограф, аппарат непрерывного действия для электрофореза. Они нужны, в первую очередь, для надежного анализа белковых соединений. К 1970 году венгерская п ро- мышленность сможет поставлять около сорока видов лабораторных комплектов всевозможного назначения Ну а «гвоздь» нынешней экспозиции — лаборатория для исследования кормов и растений — что стало с ней после закрытия выставки? Лаборатория осталась в Москве. Последние испытания она пройдет в одном из наших научно-исследовательских сельскохозяйственных институтов. В. СТАНИЦЫН г 27
ЕТАЮЩАЯ ХИМИЯ У культурных растений много летающих друзей. Одни — имеются в виду некоторые насекомые—опыляют их, другие — птицы — уничтожают вредителей. Неподалеку от главного Советского павильона, на открытой площадке, которую, пожалуй, можно было бы назвать «лосадочной площадкой», расположилась еще одна группа воздушных покровителей растений — правда, не всяких, а только полезных людям. Здесь «обосновались» самолет Ан-2 и два вертолета: Ми-1 и Ка- 26. Это — кормилицы растений, их защитники и даже их «врачи»: они подкармливают своих зеленых подопечных минеральными удобрениями, «потчуют» вредителей ядохимикатами-инсектицидами, а сорняки — гербицидами. Они же приходят на помощь заболевшим растениям, опрыскивая их «лекарствами», И самолет, и оба вертолета заслуживают многих теплых слов, но мое сердце отдано Ка-26, тут уж я ничего не могу поделать. Дело в том, что в свое время мне довелось участвовать в разработке и наладке радиоаппаратуры для вертолета Ка-15, предназначенного для одного из исследовательских судов Академии наук СССР. Пришлось и полетать на нем, хотя и немного. Много месяцев провел я в конструкторском бюро Николая Ильича Камова, а также на заводе и на испытательном аэродроме (вернее, вертодроме], и в конце концов влюбился я соос- ные вертолеты — те, у которых на одной оси два винта, вращающихся в разные стороны. Поэтому, очутившись на площадке, я направился прямиком к Ка-26, очень похожему на мою старую любовь — Ка-15. Первый, кого я увидел возле вертолета, был мой давнишний знакомый, ведущий конструктор из камовского КБ, давно занимающийся вертолетами. Повстречай я его в другом месте, я бы прежде всего стал расспрашивать о нем самом и об общих знакомых. Здесь же я не стал тратить на это время и сразу втаковал знакомого конструктора бесчисленными вопросами по Ка-26. Очень скоро выяснилось, что в этом вертолете поистине все начинается с химии и химией кон* чается. От резиновых шин не ко* лесах до винтов иэ стеклопластика, от органического стекла на носу машины до хвоста — опять же из стеклопластика. Кресла и отделка кабины, полиэтиленовые форсунки для распыления ядохимикатов и бак для их хранения (разумеется, из стеклопластика), не говоря уже о его содержимом — сверху, снизу, спереди, сзади, снаружи, внутри — повсюду химики приложили свои руки. Рассказывая об этой машине, я боюсь впасть з восторженный до неприличия тон, поэтому лучше передам слово конструктору — как официальный представитель КБ на выставке он должен проявлять сдержанность. 28 t
Вертолет Ка-26. Справа — съемная кабина и подвесная грузовая платформа Итак, рассказывает представи- тепь конструкторского бюро: — Вертопет Ка-26, который демонстрируется на этой выставке, создан коппективом опытного конструкторского бюро, руководимым главным конструктором Николаем Ильичом Камовым. При создании этой машины бып ис- попьзоввн опыт, накопленный коллективом во время постройки, доводки и массовой эксплуатации вертолетов мврки Кв-15 ив авиационно-химических и других специальных работах в народном хозяйстве нашей страны. Как и его предшественники, вертопет Ка-26 выполнен по соосной схеме, т. е. имеет два несущих винта, расположенных друг над другом, которые вращаются в противоположных направлениях. Вертолеты соосной схемы обладают рядом преимуществ по сравнению с вертолетами других схем. На одновинтовых вертолетах, чтобы парировать разворачивающий момент, иными словами — чтобы не допустить вращения машины в сторону, обратную вращению винта, применяют хвостовой винт, который располагается на длинной балке. Это сильно увеличивает габариты машины. Кроме того, хвостовой винт потребляет значительную мощность от двигателя. На вертолете соосной схемы благодаря отсутствию хвостового винта удается получить меньшие габариты, не приходится тратить мощность на привод хвостового винта, а это позволяет при том же полетном весе увеличить полезную нагрузку вертолета. Эти качества сочетаются с высокой маневренностью. И еще одно важное преимущество соосной схемы несущих винтов — воздушные потоки от винтов при этой схеме таковы, что обеспечивается наилучшее покрытие ядохимикатами поверхностей листьев обрабатываемых растений, причем — это особенно важно — не только верхних, но и нижних поверхностей листьев винограда и плодовых деревьев. Компоновка вертолета определяется его основным назначением: авиационно-химнческие работы в сельском и лесном хозяйствах. В сельскохозяйственном варианте на Ка-26 устанавливается аппаратура для опрыскивания и олыливания растений ядохимикатами и рассеивания минеральных удобрений. В нашей стране с 1959 года вертолеты широко применяются для борьбы с вредителями ценных сельскохозяйственных культур, главным образом в садах и виноградниках. Однако вертолеты Ми-1 и Ка-15, которые применяются для этих целей в настоящее время, хотя и дают высокий агротехнический эффект, не могут полностью удовлетворить нужды сельского хозяйства из-за ряда недостатков. Основной из них — малая грузоподъемность. Вертопет Ми-1 берет 300 кг ядохимикатов, а вертопет Ка-15 — 220 кг. Следует отметить, что оба эти вертолета создавались для других целей, и лишь впоследствии были приспособлены к сельскому хозяйству. Вертолет Ка-26 создавался в первую очередь как сельскохозяйственная машина. Все оборудование, ненужное для сельскохозяйственных работ, сделано съемным, что позволило значительно увеличить запас ядохимикатов. Вертолет выполнен по схеме «летающего шасси». В носовой части помещается двухместная кабина для экипажа. Большое внимание уделено созданию удобств для летчика. Кабина имеет хороший обзор, сдвижные двери, что дает возможность открывать их в полете, систему отопления и вентиляции, а также систему для защиты летчика от вредного действия ядохимикатов. Этот своего 29
рода «противогаз» защищает экипаж от действия высокотоксичных химикатов с помощью специального фипьтраг а также вентилятора, создающего избыточное давление в кабине. Система очистки воздуха в кабине применена здесь впервые в мировой практике. Радиоаппаратура позволяет поддерживать двухстороннюю связь в УКВ и KB диапазонах. При необходимости можно установить комплект навигационного оборудования для полетов днем и ночью в любых метеорологических условиях. Вертолет пилотирует один летчик, однако даже в полевых условиях можно быстро установить двойное управление. Два поршневых девятицилиндровых двигателя обеспечивают безопасность полета при высокой экономичности — они очень надежны, а расход горючего не превышает 90 кг на час полета. Это очень важно, так как позволяет использовать вертолет в местах, куда горючее трудно доставить автоцистернами. Модификации этих двигателей хорошо зарекомендовали себя и на вертолетах марки Ка-15, а также нв самолетах Я к-18, Як-12 и Ан-14 («Пчелка»). Двигатели расположены по бокам вертолета, что лоз- Полиэтиленовые форсунки для распыления ядохимикатов или минеральных удобрений. Здесь же на выставке демонстрируется лопасть из стеклопластика. волило освободить его центральную часть для съемного оборудования. Кроме того, такое расположение двигателей значительно упрощает их 'обслуживание и замену в условиях эксплуатации. В случае выхода из строя одного из двигателей вертолет может продопжать горизонтальный полет. При отказе обоих двигателей тоже не произойдет аварии — машина совершит посадку в так называемом режиме авторотации: вертолет будет не падать, а плавно снижаться благодаря винтам, которые» «опираясь» на воздух и вращаясь вследствие этого, затормозят спуск подобно парашюту. В центральной части вертолета располагается съемный бункер, вмещающий до 900 кг жидких или сыпучих ядохимикатов, а также минеральных удобрений, и вся сельскохозяйственная аппаратура с электрическим приводом. Хотя, как я уже упоминал, Ка- 26 создавался в первую очередь для сельскохозяйственных работ, это вертолет многоцелевого назначения. Одна из его существенных особенностей заключается в том, что его легко и быстро (за несколько часов) можно переоборудовать для других цепей. Ка-26 может производить геологоразведочные изыскания, топографиче- ^ -**-. f ские съемки, аэрологические, гра- Еиметрические, противопожарные, строительно-монтажные работы, патрулировать линии передач и газопроводы. Благодаря малым габаритам, хорошей маневренности и значительной продолжительности полета его можно успешно использовать на рыболовных судах, китобойных флотилиях и ледоколах — тем более, что у него есть противообпеденительная система, позволяющая летать в условиях Заполярья. А будучи оборудован лебедкой грузоподъемностью до 150 кг, он может применяться на спасательных работах. В санитврном варианте Ка-26 перевозит четырех больных и сопровождающего их врвча. Видимо, одним из самых распространенных вариантов вертолета будет транспортный. Для переоборудования в этот вариант достаточно установить съемную кабину. Она рассчитана на перевозку шести человек на расстояние до 400 км. Седьмой пассв- жир может разместиться рядом с летчиком. Хочу подчеркнуть, что конструируя кабину, мы не задавались целью сделать чисто пассажирскую машину. Пассажирские вертолеты, конечно, нужны, как нужны комфортабельные легковые автомобили, но кроме этого нужны рабочие машины, основное назначение которых выполнять специальные перевозки. Автомобилисты, к примеру, создали машину ГАЗ-69, которая незаменима в условиях бездорожья и широко применяется. Ка-26 в транспортном варианте — это машина, в которой, кроме людей, можно перевозить грузы. Для этого сидения сделаны откидными. В лолу кабины имеется люк, который позволяет высаживать и поднимать на борт людей в тех местах, где вертолет не может сесть. Кроме кабины на вертолет может быть установлена грузовая платформа с откидными бортами, что дает возможность размещать на ней негабаритные грузы. Вертолет может быть использован и как летающий кран для переноски грузов на внешней подвеске. Теперь нужно сказать об «удельном весе» химии в этой машине. Мы широко применили на ней пластмассы и современные высокопрочные клеи для ряда важнейших силовых элементов конструкции.
Пожалуй, самый важный вклад химии в Ка-26 — лопасти обоих несущих винтов. Они изготовлены из высокопрочного стеклопластика на фенопьно-эпоксидных смо- fxN лах, что обеспечивает высокое качество поверхности и главное — большой ресурс. Стекпоппастико- вые лопасти на вертолете применены впервые в нашей стране. Они долговечнее и надежнее лопастей из любого другого материала — как деревянных, так и металлических. Из стеклопластиков изготовлены также элементы сель- хозаппаратуры (бункер для ядохимикатов, трубопроводы и др.), хвостовое оперение, обтекатели воздухозаборников и многие другие детали. Кроме того в конструкции вертолета широко использованы клееные металлические и неметаллические панели с сотовым заполнителем. В заключение назову несколько цифр, характеризующих основные данные Ка-26: Максимальная скорость — 170 км/час; Продолжительность полета — 3,5 часа; Максимальная нагрузка — 900 кг; Дальность полета в пассажирском варианте — 400 км. Дальность полета с дополнительными топливными баками — до 1200 км. Возможно, не все читатели оценят в должной мере значение того, что сделали камовцы — я имею в виду в первую очередь лопасти винта из стеклопластика. Поэтому к тому, что сказал конструктор, мне бы хотелось добавить еще несколько слов. Легко представить себе, что произойдет с самолетом, если у него отвалится крыло. У вертолета роль крыльев «исполняют» лопасти его винта, они так и называются «несущими». И если во время полета одна из лопастей сломается... словом, ничего хорошего не будет. Я видел, как делают лопасти. Технология в принципе та же, что и при изготовлении клееных лыж: ряд тонких слоев дерева склеивают синтетическими смолами так, чтобы волокна шли в разных направлениях. Меня заинтересовало. почему такую жизненно важную деталь делают из дерева — ведь металл прочнее. Мне объяснили, что у металла, ломимо его большого удельного веса, есть еще один крупный недостаток: он быстро «устает». Тут же было употреблено и слово «ресурс»: оказывается, клееная деревянная лопасть долговечнее, потому что не так подвержена «усталости», стало быть она надежнее. Короче говоря, у нее больше ресурс — значит, ей спокойнее можно доверить жизнь летчика и пассажиров. И вот появились попасти из стеклопластика, не менее прочные, чем металлические, и с еще большим ресурсом, чем у деревянных. И те посетители выставки, которые понимали толк в этом деле, подолгу не отходили от выставленных рядом с вертолетом Ка-26 стеклопластиковых лопастей, ощупывали белую их поверхность и говорили: «Здорово! И я повторяю вместе с ними: Зддрово? К. МДЙЛЕН Здесь герой очерка — вертолет Ка-26 — снят в профиль, благодаря чему хорошо виден съемный стеклопластиковый бункер для ядохимикатов. Своеобразный облик придает машине торчащий впереди «противогаз» — устройство для защиты экипажа от распыленных в воздухе ядохимикатов 31
¥F Мы уже перестаем удивляться нескончаемым парадоксам химии. Давно стали примелькавшимся штампом «незаменимые заменители». Входят в быт «нетканые ткани». Появилась даже искусственная черная икра. И все-таки один из экспонатов международной химической выставки в Сокольниках немного озадачивал посетителей. В витрине, окруженная разнообразными аппетитными на вид колбасами, стояла склянка с прозрачной жидкостью, надпись на которой гласила: -«Коптильная жидкость. Позволяет изготовлять колбасные изделия без применения дыма». Жидкость вместо дыма? Возможно ли? II зачем? ТРИ ЭТАЖА ДЫМА Гремя сложными затворами, открывается тиассивная герметическая дверь. За ней — тьма кромешная. Резкий запах дыма и сажи * Т. s •fi^ Л £ * *&?*•-*••■ ~: 32 вырывается наружу. Прокопченная темнота заполнена тяжелыми железными рамами. На рамах подвешены колбасы. Их здесь тысячи. Это — коптильная камера, последняя страница заводской биографии колбасы. Здесь «колбасный батон», окутанный дымом в течение многих часов, а то и дней, получает свой характерный аромат, привычную нам нежнорозовую или буро-красно-коричневую окраску и выходит отсюда в виде аппетитной любительской, краковской или охотничьей. Тысячи тонн колбасных изделий выпускают s год мясокомбинаты нашей страны. II все эти тысячи тонн проходят обработку дымом в огромных коптильных камерах — в два, три, а то и четыре этажа высотой. Разнообразна технология — от получасовой обжарки вареных колбас до 4—6-суточ- ной выдержки сырокопченых. Разные тем- Ъ
пературы — от 20° С холодного копчения до 120° горячего. Но обязательно— дым. Это единственное, что осталось общего у современного мясокомбината с костром первобытного охотника каменного века, которому впервые пришло в голову покоптить свою добычу. Сегодняшний мясокомбинат — мощное, высокомеханизированное предприятие. Но, как это часто бывает, шаги технического прогресса остановились перед самым древним участком производства. Дым стал серьезным тормозом механизации. Он не позволяет наладить поточное производство: какой уж тут поток, когда колбаса сутками висит в коптильной камере! Копчение не поддается автоматическому регулированию — слишком непостоянны и капризны состав и свойства дыма. Дым несет с собой копоть, грязь, антисанитарию. Наконец, чтобы получить дым, нужно сжечь дрова — и не какие-нибудь, а определенных, самых ценных пород — бука, дуба, ореха. А полезную работу копчения проделывает ничтожная часть получаемого дыма — 97—98% его при горячем копчении впустую вылетает в трубу в самом буквальном смысле этого слова. По всем этим причинам перед пищевиками была поставлена задача — найти способы обойтись без дыма при производстве колбас. В ПОГОНЕ ЗА НЕУЛОВИМЫМ «...Мяса, назначенные для копчения, заключаются в особый шкаф, запертый плотно дверью и имеющий посредством трубки сообщение с котлом, в котором очищается гарьный уксус. Быв тут положены на деревянные жерди, оне пронизаются со всех сторон парами коптильной жидкости и, не мараясь в дыму, как обыкновенно, поспевают в несколько часов, тонкие же не более как ъШ1 г/ч л г [г
в один час... Вкус сим образом выкопченных мяс не только одинаков с копченными в течение нескольких недель, но еще и приятнее. Ему нельзя быть иначе, ибо из составных частей дыма не уксус и не смола дают сию особливую пряность, свойственную копченым мясам, но единственно открытая мною жидкость». Так писал 150 лет назад основатель Харьковского университета В. Н. Каразин, создавший первую в мире коптильную жидкость. Но она не нашла применения, разделив судьбу многих изобретений, опередивших свое время. С тех пор десятки ученых в разных странах пытались найти способ бездымного копчения, получить вкус и аромат копчености, обрабатывая колбасу составами собственного изготовления. Они пробовали самые разнообразные вещества, которые выделяли сотней хитроумных методов. В патентах недостатка пе было. Плохо было только одно: получалась колбаса, вкус которой, пусть иногда и довольно приятный, был далек от «настоящего». В конце концов всем стало ясно: прежде чем пытаться получить коптильную жидкость, нужно разобраться, какие же вещества дыма придают копченостям «сию особливую пряность». По этому пути и повела свои исследования пять лет назад группа сотрудников Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности под руководством кандидата биологических наук Н. Н. Крыловой. ОТ IX ДО XI Путь оказался нелегким. Дым, применяемый при копчении, содержит больше 200 различных химических соединений. Среди них — и те самые, тогда еще загадочпые вещества, которым колбаса обязана своим вкусом и ароматом. Многие из них присутствуют в дыме в ничтожных — «следовых» количествах, трудно поддающихся определению. Многие представлены соединениями-«близнецами», которые почти невозможно разделить, чтобы исследовать в отдельности. Разделить дым на составные части, определить их и, отбросив ненужные, создать абсолютно безвредный концентрат — вот что предстояло сделать. Одну за другой исследователи вылавливали нужные фракции, обрабатывали ими колбасу, пробовали, сравнивали. Сразу отпали компоненты с высокой точкой кипения — смолы, тяжелые углеводороды, высококипя- щие фенолы. Они придавали колбасе не ту «особливую пряность», которой добивался еще Каразин, а резкий, неприятный вкус и аромат. Строгим экзамен выдержали только летучие вещества дыма — органические кислоты (муравьиная, уксусная, валериановая), амины, сложные эфиры. карбонильные соединения. Они и должны были лечь в основу коптильной жидкости. В таком кратком пересказе это звучит не так уж сложно. Но за этим — несколько лет кропотливой работы целой лаборатории, применение целого арсенала мощных современных средств исследования, от ионообменных методов до газовой хроматографии. В разработке препарата принимали участие ученые разных специальностей: биолог Н. Н. Крылова, специалист по химической технологии кандидат технических наук В. П. Во- ловинская, «главный химик» лаборатории Ю. Н. Лясковская, доцент В. М. Горбатов. И вот передо мною тоненькая, отпечатанная на ротапринте брошюра — доклад, сделанный сотрудниками лаборатории в 1963 году на IX Европейском конгрессе работников мясной промышленности. Тема доклада — «О роли летучих соединений в прида- / пии вкуса и аромата копчения продуктам». Это была первая победа: исходные теорети ческие позиции были подготовлены. А два гола спустя был сделан и второй шаг. В 1965 году Н. II. Крылова и ее сотрудники сделали еще один доклад на международном конгрессе, только уже на XI. В самом названии этого доклада звучит законная гордость победителей: «Исключение дыма из технологии приготовления вареных, полукопченых и копченых колбас». Исследования завершились полным успехом. «КАКОЙ ЖЕ ИЗ ОБРАЗЦОВ КОНТРОЛЬНЫЙ!» У дверей лаборатории стоит на полу дюжина солидных оплетенных бутылей. Вот он — коптильный препарат. Я открываю притертую пробку и чувствую резкий, хотя и не лишенный приятности запах. — Но ведь пахнет вовсе не колбасой! — Это концентрат,— объясняет Нина Ни 34 'V
колаевна Крылова.— На килограмм фарша его идет не больше 10 граммов. Так мало? Неужели несколько капель этой прозрачной маслянистой жидкости, добавленные в колбасный фарш, заменяют многочасовое копчение? Нина Николаевна достает из холодильника кусок колбасы и протягивает мне. На вкус — колбаса как колбаса... Впрочем, ничего удивительного нет. Уже не раз на закрытых дегустациях, когда образцы даются на пробу без этикеток, даже опытные дегустаторы не могли отличить колбасу, приготовленную с коптильным препаратом, от контрольных образцов, копченных обычным способом. Но прежде, чем говорить о применении коптильного препарата, нужно было подвергнуть его проверке — всесторонней и тщательной. II первое слово здесь принадлежало врачам. Несколько лет исследовали они препарат, пока не вынесли окончательный приговор: безвреден. Потом препаратом занялись экономисты. Их расчеты показали: на каждой тонне сырокопченой колбасы применение коптильного препарата сбережет около 15 рублей, на тонне полукопченой — 2 руб. 80 коп. Только после этого на одном из лесохимических комбинатов страны заработала опытная линия по выработке коптильного препарата. ...И вот меня ведут по цехам экспериментального колбасного завода при институте. Посреди начищенного кафеля стоит машина - - с виду нечто среднее между токарным станком и гигантской мясорубкой. Сюда, в ее метровый раструб, загружают составные части колбасы. Здесь они, измельченные и тщательно перемешанные, превращаются в фарш. А теперь здесь происходит и еще одно превращение. Стоит влить в фарш полстакана коптильного препарата — и десяток килограммов колбасной начинки приобретают неповторимый аромат копчения. Остается только набить фарш в оболочку и подсушить его — хоть в газовой печи, хоть в самой удобной — электрической. Дым ему уже не нужен. Быстро, просто, чисто. Недолго осталось коптить небо трубам мясокомбинатов. Открылась дорога для полной автоматизации производства колбас. Теперь их не нужно будет подолгу выдерживать в камерах. Пока коптильного препарата производится еще немного — его хватает только на опытное производство колбасы. — Наша задача — перевести на коптильный препарат всю колбасу, изготовляемую в стране,— говорит Нина Николаевна.— В год потребуется всего 2000 тонн препарата. Мы рассчитываем добиться этого в ближайшие годы. А пока каждый, кто хочет отведать некопченых копченостей, может наведаться в московский магазин № 32 на Ленинском проспекте, дом 66: туда поступает продукция экспериментального завода. Только внимательно следите, в какую бумагу вам завернут опытную колбасу, а в какую — обыкновенную. Иначе обязательно перепутаете! А. ИОРДАНСКИЙ з* 35
Нам, женщинам «Маленький принц» — персонаж сказки. Но его костюм иэ новых волокон стал реальностью \
В дорогу! Химия — хорошая попутчица в походе... 18 сентября, в день Советского Союза на Международной химической выставке проходила пресс-конференция для журналистов — советских и иностранных. Ча вопросы корреспондентов отвечали министр СССР Л. Д. Кос- тандов, академик Н. М. Жаворонков, организаторы выставки. Но вот вопросы иссякли, раздалась музыка... Над возвышением в центре зала зажглись прожектора, и к присутствующим обратилась с кратким вступительным словом ху- дожкик-искусствовед Епена Дмитриевна Соловьева. — Мы показываем сегодня,— сказала она,— достижения наших модельеров из разных республик Советского Союза. В работах каждого Дома моделей использованы ткани, выпущенные местными фабриками, сделанные из синтетических и смешанных волокон, предложенных местными учеными. Перед зрителями начали проходить девушки и юноши, одетые элегантно и просто, изысканно и по-спортивному. Вечерние платья, дорожные пальто и костюмы. плащи и зимние пальто, молодежные ансамбли, домашние платья. Удивительное разнообразие цветов и силуэтов, многое никогда прежде не встречалось — химия подсказала модельерам новые решения, открыла простор фантазии, дала в их руки ткани, удивительные по фактуре, эластичности, неожиданные, эффектные по цвету. Это была выставка достижений химии в нашей текстильной промышленности. О том, как работают с новыми тканями художники, конструирующие одежду, нам рассказал молодой художник Общесоюзного дома моделей одежды В. Зайцев, создавший из синтетических тканей несколько интересных туалетов, получивших мировое признание. Действительно, сейчас мы работаем с большим числом совершенно новых тканей,^» сказал Вячеслав Зайцев.— К художникам они попадают, можно сказать, на заключительном этапе. До этого с ними работают химики, текстильщики, экономисты... В последние годы заметна известная стабилизация моды. Ткани из лавсана определили спортивный вид одежды, были выработаны прямые, упрощенные линии, свободный покрой. Мы уже привыкли к этим линиям, они нам кажутся естественными. А ведь это — целая революция в моде. И вызвала ее химия. А сейчас химия снова готовит «переворот»: советскими химиками освоена новая синтетическая ткань, синтетические волокна, дающие возможность придать одежде линии струящиеся, плав- пые, более женственные, с более мягким силуэтом. Элемент спортивности остается, но он «живет» па новом силуэте, в нем нет прежней сухости. Наш Общесоюзный дом моделей подготовил для выставки небольшую, но оригинальную коллекцию костюмов и платьев из синтетических материалов. Здесь костюмы и укороченные, и «полные», с длинными жакетами; разные формы юбок — прямые, расклешенные: двуклинки, шестиклинки, плиссированные, с «передниками» и т. п. В подборе цветов мы избегаем «равнодушной гаммы» — господствует теплый, жизнерадостный, молодой колорит. Для платьев и платьев-костюмов использованы высветленные пастельны е цвета — бежевый, светло-розовый, зеленоватый, белый, жемчужно-белый. Для уличной одежды предложены насыщенный темно-синий и цвет «бургундского впна». А для вечера — «маленькие» черные платья и белые костюмы, расшитые искусственным жемчугом по мотивам старинных русских женских одежд. Характерна модель' «Псковитянка» — пальто из серебристо- перламутровой ткани «Космос», с плоским рисунком. Пальто отделано мехом: воротник и манжеты из серебристой норки. В ансамбль входит и платье — и в прогулке по городу
Химия и древний Псков встретились... покрой «рубахой», светло-серого цвета с перламутровым оттенком, с широкими рукавами, прихваченными на манжеты. Поперек рукава вверху — вышивка. Ткань на платье — имитация топкой шерсти из синтетического волокна. Нам, художникам, дало новые возможности и появление новых ацетатных шелковых тканей, с акварельно-растровой набивкой и цветами, переходящими из одного в другой. Рисунок на этих новых тканях — не сухой, а очень живописный. Он позволяет делать силуэт не «конкретным», а меняющимся, певучпм. Как у нас принято говорить, в нем нет целости, абсолютности, он наполненный, изменяющийся при каждом движении, всегда живописный. Очень интересные художественные композиции были предложены для выставки домами моделей прибалтийских республик — Латвии, Литвы, Эстонии, а также художниками Ленинграда, Киева, Львова, московского треста «Мосиндодежда», Спортивного дома моделей. В каждой серии моделей чувствовалась индивидуальность работавших над ними художников, 38 отражался национальный характер каждой республики. Для Риги характерно увлечение спортивным характером в одежде. Художники Рижского дома моделей предложили интереснейшие композиции молодежных ансамблей из брюк (эластичная ткань), курток (гладких или разнообразных но рисунку), клетчатых шерстяных чулок (вернее, не шерстяных, а имитирующих шерсть), специально подобранных головных уборов н обуви, вырабатываемой латвийскими фабриками в тесном контакте с Рижским домом моделей. Гамма цветов была предложена «северная» — сдержанные коричневато-зеленоватые тона, в комбинации дающие оригинальный живописный эффект. Та же цветовая гамма, но более изысканная, отличает вечерние туалеты рижан. Это — вечерние длинные юбки (из шерсти с синтетикой) и блузки, сделапные из новой синтетической ткани, имитирующей шифон. Большой художественный эффект достигается сочетанием цветов, великолепных по колориту. Своеобразие вечерних туалетов продемонстрировал Ленинградский дом моделей. Например, вечернее платье, предназначенное для выступлений с эстрады. Оно выполнено из изумрудно-зеленой плотной ткани, расшито искусственными драгоценными камнями по национальным русским мотивам. Тяжелая переливающаяся ткань делает платье необычайно нарядным. Совсем другое впечатление производят изделия из ткани «лен с лавсаном», пользующейся большим спросом у населения. Из нее делают легкие летние платья с вышивкой — мережкой, продёржкой, аппликациями. Здесь используются только светлые тона — белый, кремовый, бледно-желтый. Яркий парад красок предложили Киев и Львов. Их модели из синтетических тканей богаче по расцветкам, они содержат острые решении, используют контраст в цветах. Они также пспользуют в современной одежде народные мотивы. Вообще это сейчас — господствующая тенденция в моде. Темы старинной русской «душегреи» воспроизводятся в различных костюмах и даже в пальто. Интересную модель двубортного женского пальто предложил трест «Мосиндодежда». Оно сшито из легкой шерстяной ткани с примесью лавсана, полуприталено, отделано искусственным мехом. Покрой — типа редингот... После всего увиденного и успышанного, мы еще раз задумались о необыкновенных возможностях химии и сюрпризах, которые она нам, женщинам, готовит. О. КОЛОМИЙЦЕВА
• *•: . -чл ~ I »{ ski *i* Ш€ -.
Г \
о Л пологическая юминесцешшя «ХОЛОДНЫЙ СВЕТ» Люминесценцию называют холодным светом, подчеркивая этим ее отпичие от основного вида свеченияг распространенного в природе — высокотемпературного. Известно, что по мере нагревания многих тел они начинают светиться. Температура красного каления, говорим мы, имея в виду цвет железа, нагретого выше 600° С. Чтобы получить видимый свет, обычно требуется нагревание до температуры по- На вклейке: а — жук-щелкун; б — обычный североамериканский светляк; в — светящийся червь с Бермудских островов; г — японская устрица; д — медуза; е — простейшие (Noctiluca mi- liaris); ж — рыба, у которой свечение вызывают бактерии, живущие у нее в светооргане; з — съедобный моллюск; и — люминесцирующий гидроид; к — глубоководный рачок. На другой стороне вклейки советская электронная вычислительная машина ВНИИЭМ-3, экспонировавшаяся на международной химической выставке в Сокольниках (к статье «Надежно, выгодно, удобно»). 39
рядка тысячи градусов. А между тем видимый свет люминесценции излучают совсем холодные тела. Великолепно многообразие холодного света в природе — это северные сияния и «горящее» ночное море, свечение камней и гниющих пней и, наконец, мерцание светляков. Сотни лет люди доискивались причины этих удивительных явлений природы, пытались обнаружить источник холодного свечения. Так, были выделены вещества, получившие название люминофоров — что значит «носители света». Семейство люминофоров пополнялось год от года: сначала следовали открытия разных их видов, существующих в природе, а затем удалось получить эти вещества и синтетическим лутем. Так как причины, вызывающие свечение различных люминофоров, различны, то в соответствии с этими причинами или, как говорят специалисты, в зависимости от вида возбуждения, различают несколько классов веществ — «носителей света». Многим, наверное, встречались украшения, загорающиеся под лучом солнца или электрической лампы. Это «горят» фотолюминофоры, возбуждаемые световыми волнами различной длины. На телевизионных экранах и экранах осциллографов под действием потока электронов светятся ка- тодолюминофоры. Кроме фото- и катодолюминес- ценции, существует «холодное» свечение, возбуждаемое тепловой, механической, электрической и, наконец, химической энергией. К последнему виду — хемилюминесценции — относится всем знакомое свечение светляка и вообще свечение всего живого — биолюминесценция. Как и другие биохимические процессы, биолюминесценция стала в наши дни предметом живейшего исследования. Изучаются не только состав и особенности веществ, ответственных за люминесценцию живых организмов, не только сам механизм свечения, но и причины возникновения люминесценции в ходе эволюции определенных видов. Появляются заманчивые идеи использовать в технике принцип сигнализации светляков — остроумный и безотказный. Не так давно появилось сообщение, что грузинские инженеры, заимствуя «опыт» светляков, сумели усовершенствовать управление целой энергетической системой. Светляки, находящиеся неподалеку друг от друга, мигают с абсолютно одинаковой частотой. Переведенное на язык кибернетики, это явление называется самосинхронизацией. Вот такая самосинхронизация и была использована инженерами в методе быстрого подключения гидрогенераторов к линиям электропередач. Как светляки синхронно посылают импульсы света, так и подключенные по «схеме светляков» генераторы начинают работать в едином режиме... Таким образом, природа ахолодного света», принципы и механизм этого явления не только постоянно ставят перед исследователями новые вопросы, но и наталкивают на поиски совершенно неожиданных решений в сугубо «посторонних» областях. Вот почему читателям нашего журнала, по-видимому, будет интересно узнать подробнее о наиболее распространенном в природе типе свечения — биологической люминесценции. 40 С давних пор человека поражало свечение светляков и других живых организмов. Возникало множество вопросов. Есть ли какая-нибудь польза для организма в способности излучать свет! На самом ли деле это свечение «холодное», как приняго считать издавна! И наконец, как протекает сам процесс свечения! Несмотря на усиленное изучение этих проблем, очень долго не удавалось добиться каких-нибудь заметных результатов. И только тогда, когда ученые научились измерять яркость свечения и сумели выделить и определить природу веществ, вызывающих свечение в живых организмах, были достигнуты первые успехи. V
пологическая юминесцешшя В. МАКЭЛРОЙ, Г- СЭЛИДЖЕР Полученные сведения помогли установить, как в ходе эволюции возникла биологическая люминесценция. Самое удивительное, пожалуй, то, что люминесценция, свойственная огромному множеству живых организмов — бактериям, радиоляриям, грибам, губкам, ракообразным, моллюскам, улиткам, устрицам, многоножкам, рыбам и насекомым»— неизвестна для земноводных, птиц и млекопитающих. Не люминесцирует ни одно из высших растений. Никакие организмы, обитающие в пресной воде, не имеют светящихся форм, хотя некоторые из них по виду очень близки к люминесцирую- щим организмам моря. В симфонии «живого света» чаще всего встречается голубой цвет. Зеленые и желтые светляки и зелено-красный железнодорожный червь — изящные ноты в голубой теме светящихся бактерий и более крупных морских организмов. СВЕТЯЩИЙСЯ МОЛЛЮСК Среди светящихся моллюсков пожалуй, наибольшей известностью пользуется Pholas dactylus. (В античные времена он заслужил к тому же славу деликатеса.] В 1887 году француз Р. Дюбо впервые попытался исследовать на этом моллюске вещества, вызывающие биологическую люминесценцию. Дюбо заметил, что холодная вода, в которой раньше находились моллюски, продолжает излучать свет еще в течение нескольких минут. Когда свечение прекращается, его можно восстановить вновь, добавив вытяжку, полученную обработкой моллюсков в горячей воде. Дюбо пришеп к выводу, что во второй вытяжке присутствует какое-то вещество, необходимое для возникновения люминесценции, и что оно не разрушается при нагревании. Он назвал это вещество люциферином (по имени Люцифера — носителя огня). Веществу, содержащемуся в холодной вытяжке, Дюбо приписал каталитические свойства и назвал его пюциферазой, указав суффиксом «аз» на принадлежность его к семейству ферментов. Вслед за Дюбо американский ученый Э. Гарвей убедительно до- 41
казал, что излучение света живыми организмами — ферментативный процесс. Он выяснил, однако, что взаимодействие люциферин- люцифераза у различных организмов неодинаково. Для своих работ Гарвей был в изобилии обеспечен исследовательским материалом. Он обнаружил в Японии маленьких светящихся устриц Cypridina, из которых удалось добыть много килограммов люциферина и люцифе- разы. Во время второй мировой войны японские солдаты использовали устриц Cypridina как источник слабого света, когда во время боев нельзя было пользоваться яркими огнями. Немного порошка из высушенных устриц смачивали в ладони водой — и света было достаточно для чтения карты или приказа. В природе существует несколько видов Cypridina, некоторые из них обитают в морской, а часть — в пресной воде. Но люминесци- руют только морские формы. Светящаяся Cypridina живет на дне моря у берегов и охотится за пищей по ночам. Само те/о Cypridina не люминесцирует, устрица лишь выделяет в воду люциферин и люциферазу, и при их взаимодействии возникает голубое свечение. Несколько лет назад японские биохимики опредепипи молекулярную структуру люциферина и люциферазы, выделенных из этих устриц. Она оказалась очень похожей на структуру тех же веществ, полученных из светящихся морских червей, о которых пойдет речь ниже. МОРСКИЕ СВЕТЯЩИЕСЯ ЧЕРВИ Среди морских кольчатых червей, имеющих в длину от одного до нескольких сантиметров, известно очень много люминесцентных форм. Можно предположить, что именно их имел в виду Колумб, когда описывал встреченные им во время первого путешествия в Новый свет огоньки в океане, похожие на зажженные свечи. У кольчатых червей Odonto- ryllis enopla, обитающих около Бермудских островов, наблюдатели подметили интересную особенность: свечение у них прямо связано с периодичностью размножения и фазами луны. Через два-три дня после полнолуния на поверхности моря появляются самки. Они описывают маленькие круги, излучая свет. Наибольшая яркость и скорость движения у червей отмечается между 55 и 56 минутами после захода солнца. Свет привлекает самцов, обитающих обычно на большой глубине. Они подплывают к самкам и на расстоянии в несколько сантиметров от них начинают излучать свет короткими вспышками. Обычно около одной самки собирается несколько самцов, и вся группа кружится в светящемся кольце... По окончании брачного периода самцы все еще продолжают реагировать на свет. Например, они собираются вокруг опущенного в воду электрического фонаря. Исследователям удалось выделить из этой разновидности морских червей люциферин и люциферазу. При смешивании этих веществ возникало яркое свечение, но изучить реакцию лодробно пока не удалось — препаратов было получено слишком мало. ПРОСТЕЙШИЕ ОРГАНИЗМЫ МОРЯ «Горящее море» — так говорят о свечении воды, возникающем иногда за кораблем в тропических широтах. Поэтичным названием море обязано простейшим светящимся организмам, растревоженным корпусом проходящего корабля. В некоторых районах мира есть целые люминесцирующие бухты, которые привлекают множество туристов. Самые живописные из них—залив на северном берегу Ямайки и бухта на южном берегу Пуэрто-Рико. Свечение воды в этих заливах вызвано одноклеточными организмами Руго- dinium bohamense. Перед глазами туристов развертываются здесь поистине фантастические картины: огненные следы оставляют в воде проплывающие стаи рыб, цвет горящего моря меняется за ночь ло нескольку раз... Простейшие светящиеся организмы не видны невооруженным глазом, их существование вообще оставалось тайной вплоть до 1830 года. В наши дни Pyrodinium bohamense выращивают в лабораториях, и особенности их биолюминесценции изучены детально. Днем а местах обитания Pyrodinium bohamense в море образуются «красные течения», а иногда цвет воды становится желтым или коричневым. Но ночью свечение преимущественно голубое. Иногда морские воды окрашиваются в красный цвет жгутиковыми вида Nocfifuca. Вдоль тихоокеанского побережья США встречается еще один сильно лю- минесцирующий вид — Conyaulax polyheelro. Культуру Conyaulax вырастили в лабораторных условиях и установили, что на рассвете она перестает светиться, свечение появляется вновь только в сумерках. Если для этой культуры нарушить нормальный цикл день — ночь, то можно наблюдать интересное явление. При нормальном цикле самое яркое свечение приходится примерно на час ночи, а самое слабое наступает через двенадцать часов. Та же закономерность сохраняется, если культуру освещать постоянно. Но замечательные биологические часы разрушаются, если создать искус- 42 Y
ственный цикл: например, восемь часов содержать бактерии в абсолютной темноте, а восемь — на ярком свету. Культура «привыкает» к новому ритму и начинает » , люминесцировать только во время восьмичасовой «ночи». Если культуру некоторое время выдерживать при таком искусственном шестнадцатичасовом цикле, а затем перевести на постоянное освещение слабым светом, то ритм люминесценции станет таким же, как при естественном двадцатичетырехчасовом цикле. Механизм этого явления до сих пор не раскрыт. Интересно, что в вытяжках из Conyaulax, полученных в ночное время, обнаружено гораздо больше люциферина и люциферазы, чем в дневных вытяжках. Отсюда следует вывод, что люминесценция отражает ритмичность биохимических процессов. Вряд ли, конечно, можно назвать люминесценцию «часовым механизмом» бактерии, по-видимому, она сама находится под контролем каких-то главных «часов», регулирующих все физиологические процессы. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ГРИБОВ И БАКТЕРИЙ Может быть, вам случалось ночью в лесу споткнуться о гниющую колоду и на свежем разломе ее обнаружить яркое свечение! Люминесценцию этого вида обычно вызывают грибы или бактерии. Наиболее известен светящийся гриб Panis Stiptcus, американская форма которого люминесцирует, а европейская нет. До изобретения холодильников довольно часто появлялись сообщения о каком-то «таинственном» светящемся мясе. Сейчас хорошо известно, что тайны тут никакой нет, просто существуют в природе бактерии, размножающиеся на несвежем мясе и мертвой рыбе. Эти бактерии ярко люминесиируют. Еще в 1668 г. Р. Бойль показал, что для люминесценции таких бактерий необходим воздух. Позднее подобные бактерии были открыты в морской воде и стали излюбленным объектом для изучения биолюминесценции. Лучшей питательной средой для бактерий, обитающих в морской воде, оказалась мертвая рыба и морские рачки, не обмытые пресной водой. Если такую рыбу или рачков подержать ночь при температуре 15—20° С, то к утру они покрываются колониями светящихся бактерий. Затем бактерии можно перенести на агар и вырастить чистую культуру, излучающую сильный синий или сине- зеленый свет. Техника таких экспериментов была разработана еще Дюбо. Он писал: «В 1900 году в Париже я смог осветить ярчайшим, похожим на лунный, светом огромную комнату. Для этого я использовал большой стеклянный сосуд объемом в 25 литров, заполненный... светящимися бактериями. Любой человек, входящий в мою комнату в вечернее время, хорошо видел всех присутствующих и мог свободно читать». Многие светящиеся бактерии существуют только в симбиозе с другими организмами, чаще всего с рыбами. Обычно у рыбы-хозяина есть сложный светоносный орган, в котором обитают светящиеся бактерии. Бактерии излучают свет непрерывно, но у рыбы может быть особый затвор, которым она время от времени то открывает, то закрывает свой светильник. Примером подобного удивительного симбиоза служит хорошо известная в Индонезии рыба — Photoblepharon. У нее под глазами расположено большое белое овальное лятно, обильно пронизанное кровеносными сосудами. В этих сосудах обитают лю- минесцирующие бактерии. Пятно может закрываться складкой кожи — некоторым подобием века. Физиология и биохимия люминесценции бактерий изучена очень подробно. Правда, точный механизм самого этого явления по- прежнему известен плохо, но зато мы хорошо осведомлены о веществах, участвующих в процессе люминесценции. Совершенно ясно, что реакция, вызывающая свечение, тесно связана с окислительными процессами в клетке. Свечение может протекать только в присутствии рибофлавина, какого-нибудь альдегида, кислорода и фермента. Люминесцентные бактерии — излюбленные объекты для изучения действия различных наркотиков и других веществ, тормозящих дыхание клетки. Эффект действия этих веществ легко наблюдать, измеряя интенсивность люминесценции бактерий. Получая различные нелюми- несцирующие или слабо люми- несцирующие мутантные штаммы светящихся бактерий, можно исследовать способность различных веществ восстанавливать люминесценцию. Слабый свет, излучаемый му- тантными бактериями, можно усилить добавлением альдегида с длинной цепью — например такого, как додеканаль. Скорость проникновения альдегида через стенку клетки можно определить просто, измерив скорость возрастания интенсивности света люминесценции. ЖУКИ-СВЕТЛЯКИ Больше всего светящихся организмов встречается среди насекомых — это ногохвостки, цикады- фонарницы, жуки-щелкуны и, разумеется, жуки-светляки м их личинки. В Новой Зеландии есть знаменитые пещеры, стены которых покрыты тысячами светящихся ли- г 43
Колонию люминесцирующих бактерий можно легко получить, перенеся бактерии с разлагающегося морского животного, например рачка, на агар Люминесцирующие бактерии обычно выращивают в теплом месте на таких морских рачках. Люминесциру- ют только разновидности, обитающие в морской воде 44 чинок светляков. От каждой личинки тянется пюминесцирующая нить, с помощью которой насекомое ловит пищу. Если в такой пещере громко заговорить, то свечение немедленно пропадает. Но через некоторое время оно возобновляется — сначала отдельные участки, а потом и все стены начинают сверкать. Светляки, известные во всем мире,— самый распространенный пример биолюми- несцирующих организмов. Сейчас полностью принята гипотеза о том, что свет светляков служит для приманивания особей другого пола. В сумерках самцы и самки порознь вылетают из травы. Самцы летят в 5—6 метрах над землей, излучая через небольшие интервалы короткие вспышки света. Самки ждут их на какой-нибудь возвышенности. Когда самцы подлетают на близкое расстояние, самки, подождав «приличное» время, отвечают им короткой вспышкой. Тогда самец поворачивает в сторону самки и, все время излучая свет, настигает ее. Быстрота узнавания зависит от интервалов между вспышками, а они в свою очередь связаны с температурой воздуха. Например, при температуре 25 ° С интервал составляет две секунды. У светляков известны и другие системы сигналов. Например, наблюдались синхронные вспышки нескольких самцов около одной самки. Эта система редко встречается у северных видов светляков, но распространена у тропических видов. В Бирме и Таиланде в листве деревьев обитает особый вид светляков. Все насекомые, находящиеся на одном дереве, вспыхивают и гаснут одновременно. Вспышки, происходящие на двух деревьях, имеют один и тот же интервал, но сдвинуты по фазе. Предполагают, что на одном дереве располагаются самцы, а на другом — самки, но точно это пока не установлено.
Химия люминесценции светляков впервые была изучена в 1916 году Гарвеем, установившим, что свечение и в этом случае возникает в результате взаимодействия: люциферин — люцифераза. Представителем немногих живых существ, наделенных люминесценцией двух цветов, служит жук Phixothrik. Его личинка украшена по бокам одиннадцатью лю- минесцирующими зелеными пятнами, а на голове у нее расположены два ярких красных лятна. Ночью светятся только красные пятна, и личинка напоминает зажженную сигару. Если ее растревожить, то загораются боковые огни, и личинка становится похожей на освещенный железнодорожный вагон. Отсюда и ее название — железнодорожный червь. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ У различных многоклеточных организмов функции люминесценции весьма разнообразны. Она служит приманивающим сигналом у насекомых, помогает заманивать добычу глубоководным рыбам, служит своеобразной защитой у многих морских животных. Сверху вниз: «Биохимический свет» — его получают, смачивая водой порошок из высушенных маленьких морских устриц. Этим светом пользовались даже для чтения в темноте. Светоорганы светляков светятся с разной интенсивностью в зависимости от количества аденозин- трифосфорной кислоты (АТФ) Суспензии люминесцирующих бактерий светятся по-разному в зависимости от количества поступающего к ним кислорода
Широкое распространение пю- минесцирующих организмов в природе, существование совершенно различных функций свечения наводят нэ мысль, что, возможно, когда-то люминесцирую- щий механизм являлся преимуществом при естественном отборе. Несмотря на то, что в составе люциферина, полученного из разных организмов, есть существенные отличия, можно с уверенностью сказать, что во всех случаях процесс свечения прямо или косвенно связан с освобождением энергии в клетке и во всех этих процессах оказывается необходимым кислород. Было высказано предположение, что возникновение люминесценции связано с ранней эволюцией жизни на земле. А, если можно так выразиться, «практическое» ее применение пришло гораздо позже. Вероятно, сначала биолюми- [Г несценция сопутствовала химическим реакциям, связанным с удалением кислорода из живых организмов. Широко принята гипотеза о том, что ранние формы жизни на земле развивались без кислорода, т. е. первые живые организмы на земле были анаэробами. Кислород был очень токсичен для анаэробов, и они стремились как можно скорее от него избавиться. Самый эффективный способ избавиться от кислорода — восстановить его до воды. В формах жизни, которые тогда существовали, наиболее подходящими восстанавливающими агентами были, по-видимому, те органические соединения, которые участвовали в системе, транспортирующей водород в примитивных анаэробах. В процессе соединения этих веществ с кислородом выделялась достаточная лорция энергии, чтобы возбудить свечение органического вещества. Таким образом, те организмы, которым удавалось избавиться от кислорода, потенциально могли люминесци- ровать. В течение последующей эволюции анаэробные организмы были вытеснены теми, которые мог ли использовать кислород в обменных процессах, и реакции удаления кислорода перестали определять естественный отбор. Но поскольку свечение было связано с важнейшим процессом окисления, оно не могло совсем исчезнуть. В большинстве изученных случаев люминесценция производится не основными ферментными системами организма. Можно, например, вырастить люминесци- рующие бактерии в таких условиях, что с появлением люминесценции одновременно уменьшается размер бактерий. И, с другой стороны, возможно вырастить му- тантные штаммы люминесцирую- щей культуры бактерий, которые разовьются полностью, но не будут люминесцировать. Подтверждение этой гипотезе мы видим и в том факте, что все реакции, вызывающие свечение, могут протекать при чрезвычайно низких концентрациях кислорода. Бактерии начинают светиться с яркостью, поддающейся измерению, при концентрации кислорода в 1 : 100 000 000. Таким образом мы считаем, что люминесценция — это рудиментарный процесс, сохранившийся для некоторых видов как вторичное приспособление в процессе естественного отбора. Перевод с английского Л. ИЛЬИНОЙ
• • • • •» • • i •••♦♦»••♦ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ФОТОЭЛЕМЕНТЫ В ГЛАЗУ! Глаз человека и животных преобразует свет в электрические сигналы, поступающие в мозг. Однако механизм этого преобразования изучен еще далеко не полностью. Шведский биолог М. Сирен высказал предположение, что в нем могут принимать участие какие-то подобия фотоэлементов, находящиеся в гпазу. Он установил, что в сетчатке глаза всегда содержится селен, известный своими фотоэлектрическими свойствами. Количество селена в сетчатке разных животных различно, причем эти различия, возможно, как-то связаны с остротой зрения. Например, у морских свинок, особенной зоркостью не отличающихся, селена в сетчатке около 0,001 % (по весу) — столько же, сколько и в других тканях организма. А в сетчатке глаза северного оленя, обладающего очень острым зрением, селена примерно в 100 раз больше. ВЕЗДЕСУЩИЙ ДДТ Все возрастающее применение инсектицидов, и в первую очередь ДДТ, начинает вызывать у многих ученых опасения: инсектициды ядовиты и дпя человека, а в ряде случаев они настолько сильно засоряют жизненную среду организмов, что попадают в продукты питания сельскохозяйственных животных и даже людей. Об их «проникающей способности» свидетельствует факт, недавно сообщенный американским биологом д-ром Дж. Джорджем. Он обнаружил следы ДДТ в организмах антарктических тюленей, птиц и рыб, которые у себя на родине никак не могли подвергнуться непосредственному воздействию инсектицида. Д-р Джордж высказал предположение, что животные заражались ДДТ вдали от Антарктиды. АВТОМАТ СЧИТАЕТ ЧАСТИЦЫ Шведский инженер Э. Трей- берх сконструировал электронный анализатор частиц «Селаскоп-202», который может измерять и пересчитывать любые взвешенные в электролите частицы размером от 0,0006 до 0,2 мм. За 30 секунд он пересчитывает до 10 миллионов частиц, ошибаясь при этом не более чем на 1%. «Сепаскоп-202}> уже нашел применение в вискозной промышленности, а также в ветеринарии — с его помощью исследуется семенная жидкость быков при искусственном осеменении. К новому аппарату проявили большой интерес и специалисты фарфоровой, керамической, фармацевтической, пищевой и других отраслей промышленности. ПЛАЗМА ПЛАВИТ СТАЛЬ Английская фирма «Инглиш стип корпорэйшн» разработала одностадийный процесс выплавки из пома высококачественной стали, идеально подходящей для инструментальной и авиационной промышленности. В отпичие от обычного эпектродугового способа, для плавки используются не- расходуемые плазменные электроды. Инертные газы — аргон или азот — нагреваются электрической дугой и превращаются в плазму. Высокая теплопередача электрического пламени обеспечивает быстрое плавление лома, а инертная атмосфера позволяет получить сталь, лишенную шлаковых включений, и с низким содержанием кислорода. МОЖНО УДОБРЯТЬ И ЛЕСА «Урожай» леса можно повысить, если удобрять песа с самолета. Эта идея лежит в основе проекта, к осуществлению которого приступила шведская компания «Свенска целлюлоза». В течение 7 лет на севере Швеции над лесами площадью более 280 000 га будет разбрасываться с самолетов мочевина — удобрение, содержащее большое количество азота. Предварительные опыты позволяют ожидать, что производство древесины может в результате такой обработки увеличиться на 15%- НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ••••••••• 47
Прошлый номер нашего журнала позволил вам побывать на «неметаллическом полюсе» периодической системы элементов. Кандидат химических наук А. А. Опалое- ский познакомил вас с обитателем правого верхнего угла таблицы Менделеева, самым активным окислителем — фтором. А теперь отправимся в путешествие к противоположному полюсу. Нижний левый угоп таблицы Менделеева. Тяжепые щелочные металлы — франций, цезий, рубидий. Об элементе № 37 рассказывает доктор химических наук Ф. М. ПЕРЕЛЬМАН. РУБИДИИ С первого взгляда рубидий не производит особого впечатления. Правда, его демонстрируют не на черном бархате, а в запаянной и предварительно вакуумирован- ной стеклянной ампуле. Своим внешним видом, блестящей серебристо-белой поверхностью этот редкий щелочной металл напоминает большинство других металлов. Однако, при более близком знакомстве выявляется ряд присущих ему необычайных, подчас уникальных, особенностей. Так, стоит лишь несколько минут подержать в руках ампулу с рубидием, как он превращается в полужидкую массу — ведь температура плавления рубидия всего 39° С. Атомный вес рубидия — средний между атомными весами меди и серебра, но его свойства резко отличны от свойств метал- лов-«соседей». Впрочем, этого следовало ожидать, если учесть местоположение рубидия в периодической системе. Прежде всего, он легок (уд. вес = 1,5) и плохо проводит электрический ток. Но самое примечательное— это его исключительная химическая активность. В вакууме рубидий хранят не зря — на воздухе он моментально воспламеняется. При этом образуются соединения с высоким содержанием кислорода — перекиси и надперекиси рубидия. Не менее жадно (с воспламенением) соединяется он с хлором и другими галоидами, а с серой и фосфором — даже со взрывом. Вообще, рубидий вступает в реакцию почти со всеми остальными элементами; в литературе описаны его соединения с водородом и азотом (гидриды и нитриды), с бором и кремнием (бориды и силициды), с золотом, кадмием и ртутью (ауриды, кад- миды, меркуриды] и многие другие. При обычной температуре рубидий разлагает воду столь бурно, что выделяющийся водород тут же воспламеняется. При 300° С его пары разрушают стекло, вытесняя кремний. Известно, что многие металлы обладают фотоэлектрическими свойствами. Свет, попадающий на катоды, изготовленные из этих металлов, возбуждает в цепи электрический ток. Но если, в случае платины, например, для этого требуются лучи с очень малой длиной волны, то у рубидия, напротив, фотоэффект наступает под действием наиболее длинных волн видимого спектра— красных. Это значит, что для возбуждения тока в рубидиевом фотоэлементе требуются меньшие затраты энергии. В этом отношении рубидий уступает только цезию, который чувствителен даже к невидимым инфракрасным лучам. Исключительно высокая активность рубидия проявляется и в том, что один из его изотопов — Rb87 (а на его долю приходится 27,85 % природных запасов рубидия) радиоактивен: он самопроизвольно испускает электроны (бета-лучи) и превращается 48 N
в изотоп стронция с периодом полураспада в 50—60 миллиардов лет. Около 1% стронция образовалось на Земле именно этим путем, и если определить соотношение изотопов стронция и рубидия с атомным весом 87 в какой-либо горной породе, то можно с большой точностью вычислить ее возраст. Такой метод пригоден применительно к наиболее древним породам и минералам. С его помощью установлено, например, что самые старые скалы Американского континента возникли 2100 миллионов лет тому назад. Как видите, у этого внешне непритязательного серебристо-белого металла есть немало интересных свойств. Почему же его называют красным! Ведь rubidus по латыни — красный. Это красивое имя было дано элементу № 37 его первооткрывателями Г. Кирхгоф- фом и Р. Бунзеном. 100 с лишним лет назад, изучая с помощью спектроскопа различные минералы, они заметили, что один из образцов лепидолита, присланный из Розены (Саксония), дает особые линии в темно- красной области спектра. Эти линии не встречались в спектрах ни одного известного вещества. Вскоре аналогичные темно- красные линии были обнаружены в спектре - осадка, полученного после испарения целебных вод из минеральных источников Шварцвальда. Естественно было предположить, что они принадлежат какому-то новому, до того неизвестному элементу. Так в 1861 году был открыт рубидий. Но содержание его в опробованных образцах было ничтожным, и чтобы извлечь мало-мальски ощутимые количества, Бунзену пришлось выпарить свыше 40 кубометров минеральных вод. Из упаренного раствора он осадил смесь хлороплатинатов калия, рубидия и цезия. Чтобы отделить рубидий от его ближайших родственников (и особенно от большого избытка калия), он подверг этот осадок многократной фракционированной кристаллизации и получил из наименее растворимой фракции хлориды рубидия и цезия. Он их перевел затем в карбонаты и тартра- ты (соли винной кислоты), что позволило еще больше очистить рубидий и освободить его от основной массы цезия. Огромный труд и незаурядная изобретательность i t 4 Химия и Жизнь, № 12 принесли свои плоды: Бунзену удалось разрешить весьма сложный вопрос и получить не только отдельные соли рубидия, но и сам металл. Металлический рубидий был впервые получен при восстановлении сажей кислого тартрата. В настоящее время наилучший способ извлечения рубидия — восстановление его хлорида металлическим кальцием. Реакцию ведут в железной пробирке, помещенной в трубчатый кварцевый прибор. В вакууме при 700—800 С рубидий отдает кальцию свой хлор, а сам возгоняется. Его пары собираются в специальном отростке прибора; там они охлаждаются, после чего весь отросток с заключенным в нем рубидием отпаивается. После повторной перегонки в вакууме при 365° можно получить металлический рубидий высокой степени чистоты. Сколько рубидия на земном шаре и где он встречается! По различным данным, общее содержание рубидия в земной коре колеблется в пределах от 0,0034% до 0,008%, т. е. его в сотни раз меньше, чем натрия или калия. Впрочем, это не так уж мало, если вспомнить, что на долю такого распространенного металла, как олово, приходится всего 0,004%, а свинца и того меньше — 0,0016% веса земной коры. Но выделить рубидий значительно сложнее, чем олово или свинец, и дело тут не только в большой химической активности элемента № 37. Беда в том, что рубидий не образует скоплений, у него нет своих собственных минералов. Он крайне рассеян и встречается вместе с другими щелочными металлами, всегда сопутствуя калию. Рубидий обнаружен в очень многих горных породах и минералах, но его концентрации крайне низки. Только лепидолиты содержат его несколько больше, иногда 0,2%, а изредка и до 1—3%. Соли рубидия растворены в воде морей, океанов и озер. Концентрация их и здесь очень невелика, в среднем порядка 100 микрограммов* на литр. Значит в мировом океане рубидия в сотни раз меньше, чем в земной коре. Впрочем, в отдельных случаях содержание рубидия в воде выше: в Одесских лиманах оно оказалось равным 670 jur/л, а в Каспий- * 1 [лг = 0,001 мг. 49
ском море — 5700 jur/л. Повышенное содержание рубидия обнаружено и в некоторых минеральных источниках Бразилии. Рубидий найден в морских водорослях, в чае, кофе, в сахарном тростнике и в табаке: в золе табачных листьев оказалось до 0,004% рубидия (а калия в них в 1000 раз больше). Из морской воды рубидий перешел в калийные соляные отложения, главным образом, в карналлиты. В стассфуртских и Соликамских карналлитах содержание рубидия колеблется в пределах от 0,037 до 0,15%. Минерал карналлит — сложное химическое соединение, образованное хлоридами калия и магния с водой; его формула — КС1 • MgCl2- 6H20. Рубидий дает соль аналогичного состава — RbCl • MgCl2- •6110, причем обе соли — калиевая и рубидиевая— имеют одинаковое строение и образуют непрерывный ряд твердых растворов, кристаллизуясь совместно. Карналлит хорошо растворим в воде, поэтому «вскрытие» минерала не представляет большого труда. Сейчас разработаны и описаны в литературе вполне рациональные и экономичные методы извлечения рубидия из карналлитов, попутно с другими элементами. Мощные залежи карналлита, несомненно,— один из наиболее перспективных источников рубидиевого сырья. Хотя концентрация рубидия здесь и не велика, но общие запасы солей таковы, что количество рубидия измеряется миллионами тонн. Где применяется рубидий! Куда он идет и какую пользу приносит! Увы, читатель! Послужной список рубидия невелик. Мировое производство этого металла ничтожно (несколько десятков килограммов в год), а стоимость непомерно велика: 2,5 доллара за 1 грамм. Объясняется это, главным образом, ничтожными запасами рубидия в основных капиталистических странах. И все-таки совершенно «безработным» элементом его не назовешь. Рубидиевые препараты иногда применяются в медицине как снотворное и болеутоляющее средство, а также при лечении некоторых форм эпилепсии. Отдельные его соединения используются в аналитической химии, как специфические реактивы на марганец, цирконий, золото, палладий и серебро. Сам металл изредка употребляют для изготовления фотоэлементов, но по чувствительности и диапазону действия рубидиевые фотокатоды уступают некоторым другим, в частности, цезиевым. Между тем, исследования, проведенные учеными различных стран, показали, что рубидий и его соединения обладают многими практически ценными качествами. Среди них первостепенное значение имеет их каталитическая способность. Еще в 1924 году известный немецкий химик Ф. Фишер нашел, что карбонат рубидия — превосходный компонент катализатора для получения синтетической нефти — «синтола». Синтолом была названа смесь спиртов, альдегидов и кетонов, образующаяся из водяного газа (смеси водоро- Первооткрыватепи рубидия и цезия немецкие ученые Р. Бунзен и Г. Кирхгоф прославились не только как создатели спектрального анализа. Каждому из них принадлежит немало важных и интересных работ и открытий. КИРХГОФ Густав Роберт Кирхгоф A824—1887) — физик с мировым именем. Он установил закономерности течения электрического тока в разветвленных цепяхг ввел в физику понятие абсолютно черного тепа, сформулировал основной закон теплового излучения. В 1861 году Кирхгоф установил, что Солнце состоит из раскаленной жидкой массы, окруженной атмосферой паров, и высказал правильные предположения о химическом составе этих паров. 50
да с окисью углерода] при 410 С и давлении 140—150 атмосфер в присутствии специального катализатора. После добавления бензола эту смесь можно было исполь- s зовать в качестве моторного топлива. Катализатором служила железная стружка, пропитанная гидроокисью калия. Но если калий заменить рубидием, то эффективность процесса значительно повышается. Во-первых, выход маслянистых продуктов и высших спиртов становится вдвое больше; во-вторых, рубидиевый катализатор (в отличие от калиевого) не покрывается * сажей и поэтому сохраняет свою первоначальную активность значительно дольше. Позднее были запатентованы специальные катализаторы с рубидием для синтеза метанола и высших спиртов, а также стирола и бутадиена. Исходными продуктами служили: в первом случае водяной газ, во втором — этилбензол и бутиленовая фракция нефти. Стирол и бутадиен — исходные вещества для получения синтетического каучука и поэтому их производство занимает видное место в химической промышленности высокоразвитых стран. Обычно, катализаторами здесь служат окислы железа с примесью окислов других металлов, главным образом меди, цинка, хрома, марганца или N магния, пропитанные солями калия. ~ Но если вместо калия ввести в состав катализатора до 5% карбоната рубидия, то скорость реакции удваивается. Кроме того, значительно повышается так называемое селективное действие катализатора и его Всю жизнь Кирхгоф был убежденным материалистом. Спектральный анализ, основы которого заложены Г. Кирхгофом и Р. Бунзеном, стал важнейшим физико-химическим методом научных исследований. Он широко применяется и в наше время. БУНЗЕН Роберт Випьгепьм Бунзен — выдающийся немецкий химик XIX века A811—1899). Первой крупной работой Бунзена было исследование органических соединений мышьяка. В 1841 году Бунзен изобрел 1 устойчивость, т. е. процесс идет в желаемом направлении, без образования побочных продуктов, а катализатор служит дольше и не требует частой смены. В последние годы предложены катализаторы, содержащие в том или ином виде рубидий, для гидрогенизации, дегидрогенизации, полимеризации и некоторых других реакций органического синтеза. Так, например, металлический рубидий облегчает процесс получения циклогексана из бензола. В этом случае процесс идет при значительно более низких температурах и давлениях, чем при активации его натрием или калием, и ему почти не мешают «смертельные» для обычных катализаторов яды — вещества, содержащие серу. Карбонат рубидия оказывает положительное действие на процесс полимеризации аминокислот; с его помощью получены синтетические полипептиды с молекулярным весом до 40 000, причем реакция протекает без инерции, моментально. Очень интересное исследование было проведено в США в связи с работами по изысканию новых видов авиационного топлива. Было найдено, что тартрат рубидия может быть катализатором при окислении сажи окислами азота, значительно снижая температуру этой реакции, по сравнению с солями калия. По некоторым данным рубидий ускоряет изотопный обмен ряда элементов. В частности, его способность непосредственно соединяться как с водородом, так и с дейтерием может быть использована для полу- 4* 51
чения тяжелого водорода, так как дейтерид рубидия обладает большей летучестью, чем обычный гидрид. Не исключено, что гидрид и особенно борогидриды рубидия смогут быть применены в качестве высококалорийных добавок к твердым топ- ливам. Известно, что соединения рубидия с сурьмой, висмутом, теллуром, пригодные для изготовления фотокатодов, обладают полупроводниковыми свойствами, а его од- нозамещенные фосфаты и арсенаты могут быть получены в виде пьезоэлектрических кристаллов. Наконец, у эвтектических* смесей хлорида рубидия с хлоридами меди, серебра или лития электрическое сопротивление ладает с повышением температуры столь резко, что они могут стать весьма удобными термистерами в различных электрических установках при температурах порядка 150—290° С Таков далеко не полный перечень тех возможностей, которыми располагает рубидий. На Северном Урале среди дремучих лесов расположен маленький старинный русский городок Соликамск, застроенный не- * Эвтектикой называется наиболее легкоплавкий состав из двух (или нескольких) веществ, взятых в определенном соотношении. большими деревянными домами; среди них несколько возвышаются лишь два здания: бывшие монастыри — мужской и женский. Но за годы Советской власти на высоком берегу Камы, вблизи старого Соликамска вырос новый сияющий огнями город. Здесь находится одна из первых шахт Соликамского калийного комбината. Спускаясь в эту шахту, попадаешь на довольно широкую площадку, чем-то напоминающую станцию метро. Здесь также светло и уютно, а стены «облицованы» блестящим, как мрамор, калийно-натриевым минералом сильвинитом. Сильвинит окрашен в различные цвета: то он снежно-белый (чистейший сильвин — хлорид калия], то переливается всеми оттенками от светло-розового до почти красного и от светло-голубого до темно-синего. Он пронизан прозрачными и бесцветными кристаллами хлорида натрия. Но среди них иногда попадаются крупные блестящие и совершенно черные кубики. Откуда взялась поваренная соль черного цвета! Полагают, что это — почерк рубидия, что хлорид натрия почернел под действием радиоактивных излучений изотопа Rb87... Так рубидий напоминает о себе, дает знать о своем существовании. Перед советскими учеными стоит благо-, родная задача: поставить на службу человеку таящиеся в этом элементе могучие силы. 1ш угольно-цинковый гальванический элемент, электродвижущая сила которого достигала 1,7 вольта. По тем временам это был самый мощный гальванический элемент. Используя батарею таких элементов, 'Бунзен получил электролизом нз расплавов сопей •магний, кальций, питий, стронций, барий. Много внимания уделял ученый определению физических констант важнейших веществ. Он разработал точные методы газового анализа, изобрел и усовершенствовал многие лабораторные приборы и оборудование. Газовыми горелками и колбами Бун- зена для фильтрования до сих пор пользуются в лабораториях всего мира. Бунзен был самоотверженно предан науке. Работая с мышьяком, он тяжело отравился, во время одного из взрывов в лаборатории — потерял глаз. Заслуги ученого были признаны всем миром. В 1862 году Российская Академия наук избрала его своим иностранным членом-корреспондентом. 52
Близкие горизонты В. ЛЗЕРНИКОВ В 7—8-м номере нашего журнала быпа напечатана глава из книги В. Лзерникова «Тайнопись жизни», которая выйдет в свет в 1966 году. В общедоступной, занимательной форме автор рассказывает о крупнейших открытиях биохимии и молекулярной генетики. Теперь мы предлагаем читателям заключительную главу той же книги — «Близкие горизонты». Она посвящена намечающимся путям исследований. Нет ничего более неблагодарного, чем заниматься прогнозами в науке. Особенно трудно поддаются экстраполяции те следствия теоретических достижений, которые мы называем — не всегда удачно—практическим выходом. В 1919 г. Э. Резерфорд открыл расщепление ядра. Но, возведя фундамент будущей атомной энергетики, он не верил в возможность практического использования своего открытия. И остался при своем мнении до конца своей жизни. А спустя восемь лет после его смерти была взорвана первая атомная бомба. И спустя еще девять лет — пущена первая атомная электростанция. Этот казус, ставший теперь классическим примером несбывшегося пророчества, далеко не единичен, Ошибки не раз происходили и происходят как из-за излишнего пессимизма, так и из-за чрезмерного оптимизма. И наверное, будут происходить — потому что, возводя фундамент, нельзя не пытаться представить себе, как будет выглядеть все здание. Отдавая должное сегодняшним успехам, мы невольно задумываемся— какое значение они могут иметь для будущего науки, для практической деятельности человека. Даст ли нам молекулярная генетика новые методы дальнейшего покорения природы, оружие против неизлечимых болезней, вооружит ли новыми знаниями о сущности жизни? Чтобы представить себе все размеры проблемы, надо увидеть ее целиком — от края и до края. Пусть это дальний край, пусть его очертания еще несколько расплывчаты... Когда время приблизит нас к нему, мы, наверное, убедимся, что многое увидели не совсем точно. Но нередко в оценке грядущих событий ошибаются даже очень зоркие. Альберт Сцент-Дьердьи писал: «Основная ткань исследования — это фантазия, в которую вплетены нити рассуждения, измерения и вычисления». Нас не должно пугать слово фантазия. По-гречески это значит — воображение. 53
Процесс развития Пунктирные стрелы, проложенные воображением ученых, уходят во все стороны от сегодняшней стоянки молекулярной генетики. Разумеется, мы не можем проследить путь каждой из них, мы выберем лишь некоторые направления, ясно отдавая себе отчет в том, что наш выбор в значительной мере произволен... Землю нашу населяют тысячи и тысячи видов живых организмов. Каждый из них — будь то медуза или человек, обладает строением, вполне приспособленным для существования в среде, в которую поставила его природа. Но прежде организация живых существ была более примитивной, чем сейчас, а когда-то на земле и вообще не было жизни. Наши знания о происхождении жизни и ее эволюции не выходят пока за пределы более или менее правдоподобных догадок— это неизбежный этап любого исследования. Сегодня мы еще не можем сказать, в какой именно момент на земле зародилась жизнь. Мы даже не можем достаточно четко представить себе, в результате каких причин это произошло. Можно только строить предположения о некоторых чертах первой живой системы. Такая система, по-видимому, состояла из полимерных молекул— только они могли каким-то образом хранить в себе информацию. Эта система должна была обладать способностью к репликации и черпать ресурсы для построения своих копий из окружающей среды. В тот момент, когда она впервые возникла, т. е., когда появился тот минимум организации, на который природа могла влиять — улучшать или ухудшать его в соответствии с окружающей средой,— на земле впервые появилась жизнь. Зная теперь, что жизнь приводится в движение двумя классами химических веществ — нуклеиновыми кислотами и белками, мы не будем обсуждать, кто из них возник раньше, но мы можем представить в самых общих чертах один из возможных механизмов усложнения организации живых систем. Если две цепи молекулы ДНК перед тем, как разойтись под действием, допустим, космииеского излучения., соединятся химической связью на одном из концов, молекула ДНК после первой же репликации увеличится в длину в два раза. Информация, заключенная в ней, не увеличится, но вместо одной копии станет уже две. Такое увеличение числа копий сулит известные эволюционные выгоды. В самом деле, если исходный организм, получив мутацию, мог бы погибнуть, то для нового организма, у которого «запас» информации двойной, такая мутация не окажется смертельной. Каким же образом мутации стали двигателем эволюции? Их источниками могут быть и радиоактивный фон земли, и некоторые химические вещества, и ошибки при делении, и повышение температуры. Даже если взять наиболее простой случай — точечную мутацию, затрагивающую лишь один участок гена, одно азотистое основание, то она приведет к изменению одной буквы в кодовом «слове». Следовательно, может измениться и смысл всего слова. Вместо одной аминокислоты в цепь белка встанет другая — родится новый белок. Причем изменение не исчезнет бесследно после гибели клетки, оно сохранится во всех поколениях. Если же мутация затронет половую клетку, приобретенные изменения унаследуются новым организмом и будут передаваться из поколения в поколение. Разумеется, не каждая мутация приводит к изменениям в организме и не каждая— к вредным, но полезные, к сожалению, возникают крайне редко; один случай 54
на тысячи или даже на десятки тысяч. Однако именно такие случаи, как правило, не проходят незамеченными природой — их закрепляет в последующих поколениях естественный отбор. Скажем, мутация, приводящая к альбинизму— исчезновению красящих пигментов, окажется смертельной для зеленых растений, так как их существование зависит ог деятельности хлорофилла, но она же будет полезной для животных, населяющих Арк- Химический мутагенез То, что природа делает за миллионы лет, ученые научились воспроизводить за месяцы. Они установили, что частота мутаций увеличивается под действием некоторых химических веществ. Эти вещества были •названы химическими мутагенами. Открытие химического, а перед этим и ■физического мутагенеза дало в руки биологов мощнейшее оружие для воздействия на природу. Причем, как показали исследования ученых, химические мутагены оказались значительно более эффективными, чем физические,— они меньше разрушают ■структуру хромосом и вызывают большее число мутаций. Химические мутагены «бьют» в самое уязвимое место клетки, в ее ДНК, вызывают изменение азотистых осно- тику: для них белый цвет — это цвет маскировки. Поэтому в первом случае мутантные организмы обречены на гибель, а во втором они получат даже преимущества перед немутантными. Эволюцией, если говорить о свойствах молекул живой материи, движут три таких свойства: способность к самовоспроизведению— репликация, способность к изменению— мутации и способность к сохранению изменений — наследственность. ваний, меняют смысл генетической информации. В каких-то, пусть даже очень редких, случаях это приводит к мобилизации синтетических возможностей организма, к увеличению его продуктивности. И как бы ни был редок этот случай, быстрое размножение обрабатываемого организма уже через короткое время дает такое количество измененного материала, что он может стать объектом промышленного производства. В Научно-исследовательском институте антибиотиков Министерства здравоохранения СССР был выведен новый штамм для синтеза пенициллина. Его производительность настолько выше исходного, что это позволило отказаться от строительства мно- юоо I • а м и у л пенициллина' 55
гих новых заводов, сэкономило почти десять миллионов рублей и помогло на миллионы рублей увеличить выпуск продукции (а это эквивалентно десяткам миллионов курсов лечения!). В 1925 г. советские ученые Надсон и Филиппов открыли мутагенное действие радиоактивного излучения. В 1927 г., выступая на V Международном генетическом конгрессе, американский ученый Г. Меллер сообщил о том, что мутации можно получать действием рентгеновских лучей. Позже было установлено, что мутации вызывает любое ионизирующее излучение. Эти открытия указали исследовате- Вирусные заболевания В 1892 г. русский ученый Д. Ивановский открыл вирусы. Человечество уже не раз ощущало на себе тяжелые последствия их действия, когда эпидемии вирусных забо- лям еще один путь, которым природа могла воздействовать на ход эволюции и которым можно искусственно влиять на наследственность организма. С помощью химического мутагенеза в Институте химической физики АН СССР, в лаборатории, руководимой доктором биологических наук И. Рапопортом, удалось осуществить переход пшеницы из одного подвида в другой — процесс, который природа творит миллионы лет. В лаборатории ученых естественный отбор был заменен искусственным: из многих появившихся в результате мутаций признаков были отобраны лишь те, которые полезны человеку. леваний уносили тысячи жизней, но только в конце XIX в. ученые узнали своего невидимого врага, а в середине XX в. смогли» понять механизм вирусной агрессии. 56
Простейший вирус построен довольно просто: нуклеиновая кислота — содержимое, белок — оболочка. Когда вирус атакует клетку, он, едва войдя в нее, сбра- v сывает свою белковую оболочку и обнажает нуклеиновую кислоту. С этого момента клетка оказывается ареной жестокой борьбы: нуклеиновая кислота вируса против нуклеиновой кислоты клетки. И если побеждает вирусная информация, белок клетки так и не рождается. Это может произойти от разных причин. Либо от того, что вирус, строя свои белки из аминокислот клетки, лишает ее ресурсов, либо от того, что нуклеиновая кислота вируса синтезирует белок, являющийся ядом для Изучение молекулярных механизмов реализации генетической информации привело к новым подходам в изучении еще одного грозного врага человечества — ра- нуклеиновой кислоты клетки. Второй механизм представляется сейчас более правильным. По-видимому, вирусный белок ложится на ДНК, прерывая информацию жизни. Изучение молекулярных механизмов поединка вируса и клетки помогает ученым в подборе эффективных методов борьбы с вирусом. Группа ученых из Института цитологии и генетики Сибирского отделения АН СССР под руководством кандидата биологических наук Р. Салганика нашла препарат, вылечивающий аденовирусные конъюнктивиты. Этим препаратом оказался фермент ДНК-аза, разрушающий нуклеиновую кислоту вируса в тот момент, когда она не защищена белком. ВИРУС побе ждает к лет куи ка. По поводу происхождения злокачественных опухолей высказывалось немало теорий. Появление опухоли объяснялось действием канцерогенных веществ, излуче- 57 Злокачественные опухоли
ний, вирусов. В 1946 г. советский ученый профессор Л. Зильбер предложил вирусо- генетическую теорию. Согласно этой теории, вирус действует на здоровую клетку своей нуклеиновой кислотой. Но она выступает в данном случае не как инфекционный агент, а как новая генетическая информация, которая включается в ДНК и наследственно ее изменяет. Но как объяснить в таком случае, что образование похожих опухолей вызывается самыми различными канцерогенными веществами? Сейчас советские ученые, используя идеи Ж. Жакоба и Д. Моно, трактуют ви- русо-генетическую теорию на новом уровне — на уровне регуляции. Нуклеиновая кислота вируса, включаясь в ДНК клетки, становится ее структурным геном. И, значит, она подчиняется регулятор- ным механизмам, действующим в данной клетке. А канцерогенным веществам отводится роль нарушителей клеточной регуля- торной системы. По-видимому, они могут либо вызывать мутацию в гене-регуляторе, либо блокировать действие репрессора. В любом из этих случаев репрессор уже не может подавлять оператор, и весь оперон — структурные гены самой клетки и участок, принадлежащий ДНК вируса,— выходит из- под контроля, перестает быть управляемым. Начинается нерегулируемый синтез белков. Образование вирусных белков способствует тому, что клетка еще дальше уходит из-под влияния регуляторных механизмов, и в конце концов это свойство клетки — способность к безудержному, нерегулируемому росту — становится доминирующим. Примерно такие же соображения высказывает и известный американский ученый Ч. Хайдельбергер. Он также развивает мдеи о том, что канцерогенные вещества сами не влияют на генетическую информацию клетки, они влияют на ее реализацию. Вот почему самые различные канцерогены могут вызывать похожие опухоли, Во всяком случае сейчас ученые считают, что в опухолях человека надо искать не вирусы, а вирусную нуклеиновую кислоту. Итак, как только будут закончены разработки методик, позволяющих поймать с поличным возбудителя рака, многие спорные вопросы перестанут быть спорными. Память Достижения молекулярной биологии сделали возможными изменения во взглядах на природу многих жизненных процессов и явлений. Например, на природу памяти. Еще не так давно, всего каких-нибудь пятнадцать лет назад, главенствующей теорией памяти была электрическая теория. Предложенная в 1920 г. после открытия электрической активности мозга, она безраздельно царила два десятилетия. Пошатнули ее эксперименты американского ученого К. Лэшли. Он рассекал поверхность мозга многочисленными разрезами, удалял целые участки мозга. Электрические цепи, если они действительно существовали, должны были при этом уничтожаться. Однако память у подопытных организмов сохранялась. Значит, следы запоминания следовало искать в самой клетке. Лишь три содержащихся в ней вещества удовлетворяли формальным требованиям, предъявляемым к системам запоминания: ДНК, РНК и белок. Но запоминаемые нам-», например, номера телефонов не передаются по наследству памяти наших детей... Значит, ДНК отпадает. Остаются два вещества — РНК и белок. В 1959 г. научный мир был взволнован сообщением об опытах с планариями — плоскими прудовыми червями, которые обладают способностью отращивать при рассечении пополам и новый хвост и... новую голову! Оказалось, что если «обученного» по методу Павлова червя (т. е. червя, приобретшего новые рефлексы) разрезать пополам, то обе выросшие вновь части — выросшие и из головы, и из хвоста,— помнят то, чему «обучили» их «предка». Эти данные можно было истолковать так, что существует какой-то химический носитель памяти, который способен передвигаться по нервной системе организма планарии. Но эксперименты были слишком косвенны, чтобы сделанные из них выводы можно было отнести к людям. Более убедительные сведения добыл шведский биохимик X. Хи- ден. На основании ювелирных экспериментов с отдельными нервными клетками — весящими около одной десятимиллионной доли грамма! — он показал, что возможен механизм, с помощью которого нервные импульсы воплощаются в молекулярный код РНК, служащий основой памяти. 58
Наше восприятие внешнего мира, независимо от того, читаем мы журнал или нюхаем цветок, превращается, в конечном счете, в электрохимические импульсы. Как >^ искра по бикфордову шнуру — но только значительно быстрее—бежит по нервному волокну волна возбуждения, захлестывая все новые и новые клетки, меняя в них равновесие ионов. Азотистые основания РНК этих клеток становятся неустойчивыми. Если в какой-то момент одно из них заменится другим, произойдет мутация — след запоминания начертан. И след глубокий, потому что он тут же фиксируется в измененной структуре белка. Измененная РНК строит измененный белок. Этот новый белок, по-видимому, реагирует на те же самые нервные импульсы, которые вызвали первоначальную мутацию. И если они вновь возникают, под мх воздействием белок разваливается на две части; один из осколков помогает данной нервной клетке передать сообщение соседней и т. д. Белок откликается только на тот импульс, который «запомнила» РНК,— это и вызывает воспоминание. Разумеется, эта схема еще очень и очень гипотетична, в ней неясны многие детали, в том числе и сам код памяти в РНК. Однако ее центральная часть — участие в работе памяти молекул РНК — подтверждается и другими исследователями. В частности, экс- "*^ перименты на мышах, проведенные в Москве сотрудниками Института медицинской и биологической химии совместно с сотрудниками Института мозга, показывают, что именно РНК является тем веществом, которое кодирует память. Старение Проблемы старения и долголетия изучаются во всем мире очень широко, в. разных аспектах — медицинском, генетическом, социологическом, а теперь и молекулярном. Ученые пытаются понять молекулярные акты, приводящие к тем необратимым изменениям в организме, которые мы называем старением. Сейчас многие исследователи склонны предполагать, что нарушения нормального строения тканей организма или нормального течения биохимических процессов связаны с некоторыми ошибками при биосинтезе белков. Постепенно накапливаясь, мутации изменяют ход обмена веществ! Не с этим ли связано ослабление функций организма — Г силы, памяти, слуха, зрения, эластичности скелета? Поскольку наследственность записана в молекулах ДНК и именно эта программа определяет рост организма, его развитие, можно предположить, что она же регулирует и его угасание. Он не может быть всегда молодым, его старение и смерть, как это ни прискорбно для каждого из нас, необходимы для эволюции, для совершенствования вида. Поэтому не исключено, что программа жизни составлена весьма подробно — от момента первого деления оплодотворенной яйцеклетки до конца жизни организма. Есть ученые, которые высказывают гипотезы о существовании «гормона смерти» — вещества, синтезируемого по приказу ДНК, которое выключает работу всех ферментов организма и тем самым «гасит» огонь жизни. Эти идеи, несмотря на их кажущийся фатальный характер, совершенно не пессимистичны! Больше того, было бы крайне «удобно», если бы действительно существовал гормон смерти. Ибо гормон — это вполне реальное химическое вещество, на которое можно воздействовать другим химическим веществом. И тогда старение перестанет быть роковой неизбежностью, откроются новые подходы к продлению жизни... Можно предположить и иной путь решения той же проблемы. Если программа жизни записана в молекулах ДНК, то в принципе можно научиться замедлять «считывание» этой программы в некоторых клетках, например в нервных. Наконец, еще один подход вытекает из того факта, что молекулы ДНК становятся с возрастом более «ломкими». Вывод ясен: надо ограждать ДНК от старческих изменений, в частности, от пагубных влияний свободных радикалов. Для этого нужно вводить в организм вещества, связывающие свободные радикалы. Такие эксперименты ставятся сейчас, и ученые надеются, что они окажутся достаточно перспективными. Новые подходы, которые открывает перед человечеством молекулярная генетика, лишены пока еще стройности, отличающей законченную картину. Это скорей еще эскизы будущей картины, разрозненные наброски. Мы выбрали наугад некоторые из них, чтобы попытаться показать читателю величественные пути, которые могут открыться перед наукой, постигшей тайны жизни. 59
• *p
КОРОННЫЕ РАЗРЯДЫ Д. ГОФФМАН и В. БРАУН Коронный разряд возникает при электрическом пробое газа; он может быть использован как химический катализатор. В таком разряде образуются свободные радикалы, способствующие химическим реакциям. КАКОЕ ЯВЛЕНИЕ В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ НАЗЫВАЮТ «КОРОНОЙ» Газы в обычных условиях — хорошие электрические изоляторы. Но в достаточно сильном электрическом поле происходит пробой; молекулы газа ионизуются, и газ становится проводником. Если между грозовыми облаками и землей ударяет дМопния или между двумя электродами в лабораторной установке вспыхивает искра, то такой внезапный пробой создает искровой канал. Когда же между электродами помещен барьер в виде диэлектрика или изолятора, канал не образуется: препятствие мешает развиться разряду. Вместо горячей локализованной дуги между электродами появляется более холодное расплывчатое свечение. При атмосферном давлении слабый синеватый разряд сразу указывает на неполный пробой газа; он и называется коронным разрядом (или короной). В электротехнике появление короны — сигнал бедствия. Если, например, высоковольтные линии начинают светиться в плохую погоду — это значит, что напрасно тратится электрическая энергия. Но коронный разряд может быть и полезным. Мы проводим исследования по использованию короны в качестве катализатора с широким диапазоном действия. ИОННАЯ И КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗИ Любой электрический пробой в газах приводит к увеличению химической активности. Гроза выбрасывает на землю тонны азотной кислоты — продукта реакции, в которой участвуют азот, кислород и водяной пар атмосферы. Здесь электричество — молния — служит химическим ка- Разрядная камера — реактор КОРОННЫЙ РАЗРЯД создает в водороде положительные ионы и свободные радикалы. На верхней схеме электрон, соударяясь с молекулой, выбивает один из двух орбитальных электронов, образуя положительный ион молекулы водорода и свободный электрон. На нижней схеме электрон, соударяясь с молекулой, возбуждает ее (переводит орбитальный электрон на внешнюю орбиту с большей энергией). Возбужденная молекула (Но *) распадается на два свободных радикала (Н ). i 1 -f н. ( 61
тализатором. Это не должно нас удивлять: ведь все химические связи между атомами имеют электрическую природу. В неорганических солях связь ионная. Одни атомы этих веществ имеют лишний электрон, а у других — его нехватает. Противоположно заряженные атомы притягиваются друг к другу. Соли мож* но разложить с помощью электролиза; ионы разных знаков при этом движутся к противоположным электродам. В большинстве других молекул связь ковапентная. Притягивающиеся атомы делят между собой два орбитальных электрона. Ну, как будто бы два ядра завернуты в одну упаковку, образованную двумя электронами. Ковалентные связи соединяют, например, два атома водорода, образуя молекулу водорода |Н jf и два атома кислорода, образуя молекулу кислорода [02). Эти связи «ответственны» и за существование тех органических молекул, с которыми обычно имеет дело химическая промышленность. Для разрушения ковалент- ных связей обычно требуется большая энергия, чем для разрушения связей ионных. Правда, и в этом случае с точки зрения электротехники требуемая энергия мала, всего каких-нибудь несколько электронвольт. Но реакции, которые весьма трудно осуществить обычными химическими методами, проходят, как показано ниже, весьма легко, если несколько электронов, «доставленных в нужное место», имеют необходимую энергию. ИСТОРИЯ. НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ Идея использовать коронные разряды в качестве катализатора была высказана впервые еще 100 лет тому назад. Однако создание коронных разрядов оказалось не простым делом. Взаимодействие высоковольтного разряда с веществом изолятора ставило, казалось, неразрешимые задачи: выход продукта сильно колебался, электрическое оборудование было ненадежным... Единственным значительным техническим достижением ранних работ по коронному разряду было создание «озонатора» — прибора для синтеза озона (О ) при коронном разряде в кислороде. После окончания второй мировой войны общий технический прогресс позволил надеяться, что химия коронного разряда найдет более широкую область использования. Эти надежды были связаны с тем, что теперь можно было получит.» относительно дешевые высококачественные генераторы тока; используя последние достижения электроники, стало легче настраивать, контролировать и измерять параметры коронных разрядов. Стали доступны такие материалы, как пластинки из плавленого кварца и окислов алюминия и слюды. И все же большинство исследователей, которые могли бы работать с коронными разрядами, предпочли направить свое внимание на новые методы инициирования химических реакций с помощью плазмы, электронных пучков и ядерных излучений. Только в течение нескольких последних лет ряд лабораторий, вооруженных новыми данными о механизме реакций в короне, вернулся к химии коронного разряда. Новые данные вытекали главным образом из результатов последних исследований по радиационной химии, то есть из исследований влияния различных излучений на химические реакции. Информация, полученная в радиационной химии, подходит для исследований короны, так как в обоих случаях мы имеем дело со свободными радикалами, образованными электронным ударом. Радикал — часть молекулы, действующая как самостоятельная единица. Например, атом водорода— радикал; то же можно ска~ зать о метильной группе (СНЯ), аминной группе (NH2) и ацетильной группе |СН СО). Обычно радикалы связываются с другими атомами ковалентной связью и таким образом образуют молекулу. Если же связь разрушена, радикал остается с одним или с большим числом неспаренных электронов. В этих условиях радикал охотно соединяется с другим атомом или группой атомов. Он чрезвычайно активен и существует в свободном состоянии в лучшем случае доли секунды. Задача радиационной химии и химии коронного разряда — создавать свободные радикалы в таком окружении, которое позволяет с большой вероятностью образовывать желаемые молекулы. Различие между радиационной химией и химией коронного разряда проявляется в разной величине энергии электронов. Радиационная химия использует первичное излучение высокой энергии: гамма-лучи радиоактивных изотопов или рентгеновские лучи, создаваемые электронным пучком, с энергией порядка миллиона электронвольт. Однако для химии играют роль лишь вторичные электроны, с энергией от 10 до 25 электронвольт, образованные из первичного излучения в результате «разбазаривания» энергии в целом ряде последовательных процессов. С другой стороны, электроны короны ускоряются до нужной энергии 10—25 электронвольт в электрическом поле. Другими словами, они получают не больше энергии, чем это необходимо для производства «химической работы». Таким образом энергия короны более дешева, чем какая-либо другая доступная в настоящее время энергия активации электронами. Однако излучение высокой энергии обладает тем преимуществом, что оно проникает внутрь жидкостей и твердых тел. Коронный же разряд происходит 62
лишь в газах и создает свободные радикалы только в газе или смеси газов. Однако свободные радикалы газовой фазы могут воздействовать и на молекулы жидкости или мелкоразмолотого твердого тела. КАК ОБРАЗУЕТСЯ КОРОННЫЙ РАЗРЯД. КАК ОН ДЕЙСТВУЕТ Инициаторы коронного разряда — небольшое число случайных электронов, которые всегда присутствуют в газах благодаря действию космических лучей или фона радиоактивных элементов. Если на газ наложить высокое напряжение (примерно от 10 до 15 киловольт), то электроны будут разгоняться в сильном электрическом поле по направлению к аноду. На своем пути они соударяются с молекулами газа и отталкиваются из-за большого различия масс, подобно тому как мяч для пинг-понга отскакивает от шара для игры в кегли. Затем движение электронов снова ускоряется (или замедляется]. Иногда электрон имеет достаточно большую длину свободного пути, тогда он набирает большую энергию и при соударении с молекулой может преодолеть барьер отталкивания орбитальных электронов. При этом произойдет одно из двух явлений. В первом случае орбитальный электрон будет выбит из молекулы, образуется положительный ион и добавочный свободный электрон, который в свою очередь может соударяться с другой молекулой; однако чаще орбитальный электрон остается в молекуле, но переходит на нестабильную орбиту с большей энергией, образуя возбужденную молекулу. Вскоре в газе образуется много свободных электронов, положительных ионов, возбужденных молекул, много тепла и света, короче — развивается коронный разряд. Возбужденные моле- и -— БАРЬЕР 1— ЭЛЕКТРОД А НАПРЯЖЕНИЕ Г+ ВРЕМЯ НАПРЯЖЕНИЕ /* П* «._\<8 9? А <6> 1 &**«>>, I В * 8»1« ВРЕМЯ НАПРЯЖЕНИЕ А + ВРЕМЯ • ЭЛЕК1РОН О АТОМ ВОДОРОДА >© МОЛЕКУЛА ОЗОНА СИНТЕЗ ОЗОНА —элементарный процесс в короне. Справа — осциллограммы напряжения .между электродами, по времени соответствующие рисунку слева. А. Электрон и ион, оставшиеся от предыдущего разряда, движутся к положительному и отрицательному электродам. Щф МОЛЕКУЛА ВОДОРОДА ОО ион молекулы водород; ОО ВОЗБУЖДЕННАЯ МОЛЕКУЛА Б. Коронный разряд возбужден. В нем присутствуют электроны, ионы и возбужденные молекулы, которые распадаются на свободные радикалы (атомы кислорода). В. Электроны и ионы, собравшись около электродов, погасили коронный разряд. Большинство атомов соединились с молекулами Ог и образовали озон. 63
кулы не стабильны: они спонтанно распадаются на свободные радикалы. Весь процесс образования короны занимает приблизительно сто наносекунд *. Он повторяется каждый раз, когда электрическое поле изменяет свое направление. Синтез озона из кислорода — это типичная трехступенчатая реакция в короне {см. рисунок на предыдущей странице). Электроны при соударении создают положительные ионы и возбужденные молекулы кислорода. Последние диссоциируют на свободные радикалы (атомы кислорода]. Такие атомы очень активны. Соединяясь с остальными молекулами кислорода, они образуют желаемый продукт — озон. Можно * Наносекунда — 10—* сек. СВЕЧЕНИЕ «КОРОНЫ» освещает весь реактор, состоящий из стеклянной цилиндрической камеры с группой трубчатых электродов. сделать несколько общих выводов о процессах в короне на основе изучения синтеза озона. Во- первых, озон на энергетической шкале стоит выше, чем кислород. Он активнее, сильнее окисляет, иногда даже взрывается. Следовательно, в отличие от обычного хода химической реакции в короне часто синтезируются продукты с большей энергией, менее стабильные, чем исходные материалы. Во- вторых, эффективность синтеза озона уменьшается по мере накопления его в разряде, так как он чувствительнее к воздействию коронного разряда, чем кислород. То же самое наблюдается у многих других продуктов, синтезированных в короне. Поэтому продукты реакции должны быстро удаляться из активной зоны. Наконец, кислород, введенный в озонатор, должен быть сухим. В присутствии водяного пара электроны и радикалы более активно взаимодействуют с молекулами воды, чем с молекулами кислорода. Обобщая сказанное, можно сделать вывод, что исходные материалы в короне должны быть химически чистыми. В противном случае коронный разряд будет воздействовать на наиболее уязвимые молекулы и энергия растратится на побочные реакции. НЕМНОГО О КОНСТРУКЦИИ РЕАКТОРА После того, как мы описали коронный разряд и то, что он дает для химии, можно перейти к практическому применению короны в реальных химических процессах. Одна из важнейших задач Кислород вводится через один из концов цилиндра. Он проходит мимо электродов и еыходит, насыщенный озоном. технического применения короны — создание коронной разрядной камеры, или реактора. Наиболее просто решать задачу, когда и исходный материал, и получаемые продукты — газы. В этом случае реактор может состоять из большего числа близко расположенных плоских или цилиндрических электродов, окруженных изоляторами соответствующей формы. Между электродами возбуждается коронный разряд и проходят газы. Синтезируемые молекулы непрерывно удаляются из смеси газов, выходящих из реактора, а газ направляется вновь в реактор, где происходит дальнейшая переработка исходного материала. Если один из материалов — жидкость, необходимо обеспечить длительное существование двухфазной системы, чтобы свободные радикалы, возникающие в газе, могли встречаться с молекулами жидкости. В одной конструкции, удобной для исследования (но, по-видимому, не эффективной для промышленности), коронный разряд возбуждается непосредственно над поверхностью жидкости, в которую диффундируют радикалы; для повышения эффективности разряда лучше все содержимое немного перемешивать. Один из таких способов показан на рксунке на стр. 65, внизу. Например, центральный электрод может быть сделан в виде вращающегося диска, все время поставляющего тонкий слой жидкости в область разряда. Можно вспенивать жидкость с помощью электрода в виде лопасти или возбуждать коронный разряд в пузырьках реагирующего газа, про- 64 Ч
ЗАЗЕМЛЕННЫЙ ЭЛЕКТРОД высоковольтный ЭЛЕКТРОД БАРЬЕР И ИСТОЧНИКУ высокого НАПРЯЖЕНИЯ П выход ГАЗА БАРЬЕР ходящего сквозь жидкость. Размельченные твердые тела также можно направить в корону, подбрасывая или встряхивая частицы между электродами в области реагирующего газа. В нашей лаборатории были разработаны системы для газов, для газа и жидкости, а также для порошков и газа. Обычно мы работали с напряжением от 10 до 15 киловольт и плотностью тока от 50 до 100 микроампер на 1 см2. Эти значения использовались при частоте переменного напряжения ,10 килогерц, при других частотах они были пропорционально выше или ниже. Значение выбора частоты вытекает из механизма возбуждения коронного разряда. Всплеск активности в короне начинается в каждом цикле во время роста напряжения. По мере того, как ионы и электроны собираются у противоположных электродов, образуется пространственный электрический заряд. Он нейтрализует внешнее электрическое поле и гасит коронный разряд. Если же внешнее электрическое поле меняет направление, то пространственный заряд «рассасывается» и создаются условия для нового всллеска коронного разряда. Поэтому число всплесков разряда и перерывов в токе, величина мощности и выход продуктов хими- ТРУБЧАТЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ газового реактора, которые видны на предыдущей фотографии, здесь трепетав лены схематически в плане. Слева —два соседних электрода; справа — схема расположения электродов (стеклянных трубок с проводящим покрытием .внутри, трубки образуют диэлектрический барьер). К ИСТОЧНИКУ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ вВОД ГАЗА СТЕКЛЯННАЯ КАМЕРА ВЫХОД ГАЗА высоко - вольтный ЭЛЕКТРОД БАРЬЕР \ ЗЕМЛЯ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ДИСК КАМЕННОУГОЛЬНЫЙ ДЕГОТЬ ЯЧЕЙКА ЖИДКОСТНО-ГАЗОВОГО РЕАКТОРА с вращающимся диском. Заземленный электрод представляет собой металлический диск, транспортирующий пленку жидкости или суспензию твердых частиц из шахты в область разряда. Реагирующий газ вводит через верхнее левое и выходит через правое отверстие; при гаыходе он содержит синтезированные молекулы. 5 Химия и Жизнь, № 12 65
ческих реакций приблизительно пропорциональны частоте. Чем больше частота, тем больше выход химических продуктов; но тем больше и расход электроэнергии. Оптимальна, по-видимому, частота 10 килогерц — с нею мы обычно и работали. Многие исследователи собирают данные, свидетельствующие, что некоторые реакции «предпочитают» определенные частоты. Существуют подробные теории, связывающие предпочтительные частоты с характеристиками молекул (молекулярными колебаниями и длиной связей). Мы относимся к таким работам скептически, считая, что приводимые зависимости эффективности процесса от частоты тока частью обусловлены побочными факторами, а частью могут быть объяснены обычными законами химической кинетики. Но возможно, конечно, что ошибаемся мы — опасно быть догматиком в развивающейся области техники. ПРИМЕРЫ СИНТЕЗА В КОРОННОМ РАЗРЯДЕ Корона эффективна для широкого класса химических реакций. Исходя из старого примера синтеза озона, можно назвать большое число аналогичных реакций, в которых простые молекулы переходят в более сложные, с большей энергией. Перекись водорода, которая обычно создается при низковольтном электролизе,— подходящий кандидат для синтеза в ко- роие. Немецкие химики еще перед второй мировой войной почти закончили разработку экономически выгодной технологии. Реакция идет прямым путем. Молекула воды в короне разлагается на свободный радикал гидро- ксила (ОН] и атом водорода. Два 66 гидроксила соединяются в перекись водорода JH202). Другим подходящим продуктом является гидразин — азотный аналог перекиси водорода. Он используется в качестве топлива для ракет и мог бы иметь другие применения, если бы его удалось изготовлять недорогим способом. В нашей лаборатории мы возбуждали коронный разряд в аммиаке. Возбужденная молекула аммиака (ННЯ) диссоциирует на аминный радикал и радикал водорода, который создает еще один радикал аминной группы, отнимая водород от аммиака. Два аминных радикала соединяются в молекулу гидразина IN2H). Можно в короне имитировать синтез азотной кислоты молнией. Коронный разряд особенно удобен для синтеза наиболее активных веществ. Например, существует несколько нестойких окислов фтора, разрушающихся при температуре их синтеза обычными методами. Исследовательская группа университетских ученых синтезировала их в короне лри низкой температуре. Низкая температура не препятствует возбуждению коронного разряда и образованию свободных радикалов; но она сохраняет продукты реакции, когда радикалы объединяются. Группа сотрудников университета завершила синтез в короне еще более необыкновенных веществ — к благородным газам ксенону и крип- МОДЕЛЬ (РЕАКТОРА с шестью заземленными дисками; диски вращаются между «параллельными электродами .высокого напряжения (из нержавеющий стали). Пластины покрыты тонким слоем слюды. На фотографии видна внутренняя часть реактора; камера для газа снята. Мощность реактора— 5 киловатт» гону были присоединены фтор и окись фтора *. Можно с уверенностью утверждать, что благодаря малому расходу энергии в короне, она найдет широкое применение в создании большого числа материалов. Мы исследовали много таких возможных применений. В их числе—полимеризация, крекинг нефти, очистка воды. КОРОННЫЙ РАЗРЯД ОЧИЩАЕТ ВОДУ Коронный разряд уже в течение ряда лет играет некоторую роль в очистке воды, правда, не непосредственную. Синтезированный в короне озон используют для очистки питьевой воды. Его эффективность объясняется тем, что озон — сильный окислитель. Непосредственное химическое и бактериологическое действие коронного разряда на воду, очевидно, аналогично действию озона, только бо* лее эффективно. Корона образует на поверхности воды гидроксиль- ный и гидроперекисный (НОО) радикалы. Они диффундируют в воду, где убивают бактерии, нарушая в них процесс обмена веществ. Радикалы взаимодейству- * См. № 4 нашего журнала (статья Г. Малма и Г. Классена «Из экзотического царства — в семью обыкновенных элементов»)
КОРОННЫЙ РАЗРЯД — катализатор при полиме- • i < ризации. I ^ Электрон короны взаи- ^Ь==4 модействует с двойной ^г ™ связью в этилене; затем L - он нарушает эту связь, образуя активированный этилен к<дирадикал» с ЭТИЛЕ двумя свободными связями. Радикалы, соединяясь, образуют длинную цепь молекулы по- «ЭЛЕ лиэтилена. ют также с любыми органическими примесями, начиная процесс окисления, который продолжается до тех пор, пока органические вещества, включая мертвые бактерии и стойкие дезинфицирующие средства, полностью не превратятся в безвредные молекулы. Есть надежда, что коронный разряд может произвести полную очистку сбрасываемых вод. Это поможет использовать их дпя водоснабжения городов. По нашему мнению, дпя обработки воды можно использовать несколько \ разных по конструкции коронных реакторов, в том числе модель с вращающимся диском, трубчатый реактор, в котором вода и воздух — ипи кислород — закручиваются между концентрическими электродами; но необходимо продолжать разработку конструкции реактора, более эффективно доставляющего радикалы в воду. Тем не менее очевидно, что очистка воды — это одна из наиболее обещающих областей использования техники коронного разряда. Коронный реактор хорош че только дпя очистки городской воды, но и дпя совсем других цепей. Например, он может заменить пастеризацию при изготовлении бутылочного пива. ■~Н- * А МТИВИРОВАННЫЙ ЭТИЛЕН ТРОН ф УГЛЕРОД • ВО ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ В КОРОННОМ РАЗРЯДЕ Первые исследователи коронного разряда были обеспокоены неожиданными отложениями, которые локрывали их оборудование. До века господства пластмасс цель органической химии состояла в получении чистых, легко описываемых соединений, и поэтому образование таких остатков представлялось в то время нежелательным явлением. Теперь ученым ясно, что эти смолистые отложения были полимерами — длинные цепочки молекул образовывались из последовательно соединившихся свободных радикалов, возникших в коронном разряде. Полимеризация — одно из основных направлений химической индустрии; кажется вероятным, что полимеризация будет одной из наиболее успешных областей применения коронного разряда. Наиболее привлекательно использовать его дпя нанесения тонких ппенок полимеров на листы металла, пластмассы ипи ткань. Материал, предназначенный для покрытия, мы вводили в коронный реактор вместе с подходящим мономером в виде газа ипи ПОЛИЭТИЛЕН ОРОА пара. Радикалы и ионы, образованные в короне, попимеризова- лись и конденсировались на материале, продолжая полимеризо- ваться и там под влиянием как собственных радикалов, так и бомбардировки электронами короны. Возникающее покрытие хорошо держится, имеет всюду одинаковую толщину. Его свойства можно контролировать, так как они зависят от выбранных мономеров, скорости потока газа, мощности коронного разряда, температуры и других параметров. Покрытие может быть либо клейким, либо, если молекулы сцеппены бесчисленными связями во многих направлениях, твердым, нерастворимым и непроницаемым. Большим преимуществом полимеризации в нороне является возможность сразу, в один цикл получить окончательное покрытие из недорогого мономера. Такое же покрытие можно получить не в коронном, а в «тлеющем разряде», возникающем в газах при более низких напряжениях и давлениях. Мы концентрировали свое внимание на использовании коронного разряда при атмосферном давлении, поскольку в этом случае сильно упрощается система подачи материала в разряд. J 5* 67
МОЛЕКУЛА, ВХОДЯЩАЯ В СОСТАВ УГЛЯ, расщепляется в короне. Атомы водорода, образованные в короне, взаимодействуют с одной из связей молекулы (эта часть показана на рисунке). Один атом соединяется с этой молекулой, другой присоединяется к отщепленному кольцу, образуя молекулу бензола БЕНЗОЛ КОРОННЫЙ РАЗРЯД В КРЕКИНГЕ Одной из основных операций переработки нефти и угпя является крекинг-процесс, в кото* ром большие молекулы нефти или угпя разбиваются на меньшие, летучие молекулы. Крекинг основывается на химии свободных радикалов и, по-видимому, может быть проведен в коронном разряде. Однако обычный бензин достаточно дешев, и поэтому применение коронного разряда пока не стало экономически выгодным. Ситуация может стать совсем другой для некоторых специфически нефтехимических процессов, чувствительных к коронному разряду. Мы пытались очистить в короне тяжелую нефть от серы. Сера в нефти, используемой как горючее,— серьезный источник загрязнения воздуха. В ходе предварительных исследований в корону помещался уголь. Мы обнаружили, что сернистый водород бып всегда одним из первых продуктов взаимодействия коронного разряда с углем. В угле (и, как мы надеемся, в нефти) коронный разряд, по-видимому, наиболее легко разрывает химические связи серы. Первоначальная цепь работы с углем состояла в том, чтобы превратить значительную часть угпя в жидкое и газообразное топливо. Остающаяся часть угпя могла быть использована как источник энергии коронного разряда. Во время обеих мировых войн немецким химикам удавалось создавать бензин и нефть из угпя методом гидрирования. Но в мирное время этот процесс не экономичен. Мы намеревались уменьшить стоимость и увеличить выход высокооктанового бензина, используя коронный разряд при атмосферном давлении; брали дпя этого реактор с вращающимся диском, а также и некоторые другие. Диск доставлял в зону короны уголь в виде ппенки пыли ипи каменноугольного дегтя. Там он расщеплялся под действием электронов и свободных радикалов в потоке водорода ипи метана. Полученные продукты содержали множество летучих углеводородов, включая алифатические и ароматические молекулы — бензол, ксипоп и топу or;. Однако процесс оказался недостаточно эффективным. Циклические молекулы, входящие в состав угля, поглощают много электрической энергии. Молекулы не расщепляются, а отдают энергию в виде тепла. В некоторых атомных реакторах нефть используют как регулятор процесса, так как она, имея аналогичное молекулярное строение, эффективно поглощает энергию. Итак, коронный разряд пригоден дпя получения полупродуктов из угпя, но в настоящее время отсутствует экономически выгодный метод дпя превращения угпя в жидкое топливо. Однако, возможно, дальнейшие исследования изменят это утверждение. На данной стадии исследований химии коронного разряда не существует такого суждения, которое можно было бы рассматривать как окончательное. Сокращенный перевод из журнала «Scientific American» 68
О ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДАХ Комментирует член-корреспондент АН СССР С. 3. РОГИНСКИЯ Статья Д. Гоффмана и В. Брауна, публикуемая в сокращенном переводе в этом номере «Химии и Жизни», увлекательно рассказывает о последних успехах американских исследователей по использованию в химии коронного разряда. Авторы ее правы, подчеркивая актуальность этих работ. Но так как одна группа электроразрядных реакций рассматривается в отрыве от реакций в других формах разряда и не учитываются работы советских ученых, у читателей журнала может сложиться неправильная перспектива. Начнем с второстепенного, казалось бы, вопроса — терминологии. Авторы статьи рассматривают действие коронного разряда как одну из форм катализа. Безусловно, некоторое внешнее сходство между катализом и химическим действием «холодных» форм разряда и излучений действительно существует. Но такое расшила рение понятия катализа все же неудачно и не- •ткелательно. Катализом называют влияние на характер и скорость химических процессов веществ, не расходующихся при этих процессах. Коронный же разряд — не вещество, а определенный процесс. И он поставляет в первую очередь не катализаторы, а активные реагенты — радикалы, ионы и т. д. Катализаторы не изменяют энергетического баланса химического процесса; наоборот, энергия электрического разряда любого типа расходуется при осуществлении химических реакций. Особенно наглядно это проявляется при проведении в разряде реакций, идущих с поглощением энергии. Кстати, к этой категории относится большая часть реакций, рассматриваемых американскими авторами (получение озона, гидразина из аммиака, перекиси водорода, крекинг). Здесь мы встречаемся с принципиальным вопросом, разбиравшимся нами еще около 30-ти лет назад — в предисловии к второму тому сборников работ советских ученых по проблемам кинетики и катализа — о химических реакциях в электрических разрядах. Коронный разряд — одна из наиболее экономичных форм разряда. Но затрата энергии, требующейся для проведения химических реакций в электрическом разряде любого типа, пока больше и намного дороже затрат этой же энергии в виде тепла. Поэтому для крупнотоннажных реакций, идущих со значительным поглощением энергии, стараются избегать радиационно-химических и электроразрядных реакций. Иное дело — такие реакции, как окисление органических веществ, полимеризация и т. п., идущие с выделением тепла. В них разряд только инициирует, ускоряет реакцию; его действие (внешне) похоже на катализ и затраты энергии не играют существенной роли даже при крупнотоннажном производстве. Это же верно при малотоннажном производстве дорогих продуктов; а для веществ, которые не удается получать без затрат «благородных форм» энергии, применимо при любом масштабе. В работах советских исследователей еще в тридцатых годах были предложены оригинальные методы проведения электроразрядных реакций для связывания атмосферного азота, полимеризации, облагораживания смазочных масел и т. д. В частности, серьезные успехи были достигнуты в получении ацетилена для химических синтезов и сварки. Вместо традиционного карбидного метода были предложены конденсированные импульсные и прерывистые дуговые разряды (работы Института химической физики АН СССР и Ленинградского политехнического института). У нас в стране велись углубленные работы по механизму и теории химических реакций в различных формах электрического разряда — высокочастотных безэлектродных, в тлеющих и факельных электроразрядах и т. д. Электроразрядный ацетилен уже сейчас в некоторых районах СССР энергетически выгоден — там, где созданы большие энергетические ресурсы. Работы по химическим реакциям в электрических разрядах, часто объединяемым более общим термином «плазменная химия», интенсивно ведутся у нас и в послевоенное время, в тесной связи с радиационными исследованиями. Не хотелось бы, чтобы приведенные критические замечания уменьшили интерес к электроразрядной плазменной химии и к коронным разрядам в частности. Ведь и сейчас, несмотря на напряженность энергетического баланса, ряд эл^ктро разрядных процессов экономически выгоден. Напряженность баланса — явление преходящее, и недалеко время, когда, благодаря ведущемуся строительству новых энергетических гигантов и использованию многочисленных новых источников энергии, величина энергетических затрат в крупнотоннажных химических производствах перестанет играть решающую роль. Тогда достоинства электроразрядных методов будут использоваться в полной мере. 69
» • •_• • • • • • новости отовсюду АЛЮМИНИЙ НЕ ОТСТУПАЕТ «Металл XX века» — так называли алюминий несколько десятилетий назад. Но XX век только еще леревалил за половину, а у алюминия уже появились серьезные соперники — синтетические материалы. Они проникают даже в исконное «царство алюминия»— авиастроение (читайте, например, в этом номере очерк «Летающая химия»). Но алюминий не сдает своих позиций. Металлурги всего мира работают над дальнейшим улучшением его свойств. Недавно зарубежная печать сообщила о выпуске нового алюминиевого сплава, который в полтора раза прочнее всех подобных сплавов, обычно применяемых в авиационных конструкциях. Кроме того, новый сплав термостоек: при 260° С он обладает такими же свойствами, как обычный алюминиевый сппав 356Т6 при комнатной температуре. Новый сплав содержит 5% меди и, в отличие от большинства других, не содержит кремния. Главная причина его высокого качества — более равномерное распределение напряжений в зернах микроструктуры. МЕТАЛЛЫ ИЗ НЕМЕТАЛЛОВ Сочетание недостижимых ранее температур и давлений позволяет получать новые, необычные материалы. Известный американский ученый, лауреат Нобелевской премии У. Ф. Либби в своей лаборатории получил таким методом из неметаллов вещества с металлическими свойствами. Исходный материал — нитрид бора — он подвергал высокому давлению, а затем быстро погружал в жидкий азот при температуре — 195,8° С. В результате получался «металл», обладающий большей твердостью, чем апмаз. Сообщая об этих опытах, проф. У. ф. Либби заявил, что применение еще больших давлений—порядка 1 миллиона атмосфер — «откроет новый мир химических и физических явлений». ЗАПОМНИЛ — ПЕРЕДАЙ ДРУГОМУ В последние годы среди ученых, исследующих механизмы памяти, все больше распространяется мнение, что носитель памяти—содержащиеся в нлетках нуклеиновые кислоты, на которых каким-то образом «записываются» и хранятся воспоминания. По сообщениям зарубежной печати, группа врачей-психопогов Калифорнийского университета (США) под руководством д-ра А. Джекобсона полу чипа экспериментальные данные, подтверждающие эту гипотезу. Больше того, из опытов А. Джекобсона следует, что память можно «пересаживать» из одного мозга в другой путем впрыскивания «чужой» рибонуклеиновой кислоты (РНК|. В этих опытах у группы крыс бып выработан условный рефлекс: их приучили есть из кормушки при звуке щелчка. Некоторое количество РНК, взятой из их мозга, ввели в мозг крыс второй группы, которых ничему не обучали. В результате они в 7 случаях из 25 при звуке щелчка бежали к кормушке, как будто «помнили», что там их ждет еда. Крысы из контрольной группы так реагировали на щелчок лишь в 1 случае из 25. Подобный же результат бып получен и у двух других групп животных, одну из которых приучили реагировать на вспышку света. Опыты А. Джекобсона показали, что такая «искусственная» память со временем исчезает, если ее не подкреплять тренировкой. Описанный эффект начинал проявляться через 5 часов после впрыскивания РНК и угасап через сутки. БЕРЕГИТЕ ВАШУ СИНТЕТИКУ! Синтетические волокна по своим полезным качествам не уступают натуральным, а часто далеко превосходят их. Но, к несчастью, они унаследовали от своих древ- , них предшественников не только достоинства, но и некоторые недостатки... Личинки обычной платяной моли с таким же удовольствием питаются нейлоновыми шубами, как и обыкновенными, меховыми. А недавно другая разновидность мопи огорчила сотрудников Британского музея: ее личинки, живущие в воде, проепи полиэтиленовую оболочку, которой был выстпан искусственный водоем в оранжерее. Остается вернуться к нафталину... НОВОСТИ ОТОВСЮДУ 70 >
СЛОВО-БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ «Он приехал с Запада» — так говорят жители Дальнего Востока про человека, прибывшего из Москвы или Ленинграда. Такое несколько неожиданное смещение понятий до недавнего времени имело вполне определенный смысл: Дальний Восток был настолько недосягаем, что казался какой-то особой страной. Л теперь, чтобы добраться до него, требуется затратить всего лишь один день: самолет, поднявшись в Москве, через 12 часов опустится во Владивостоке. К 15 сентября нынешнего года в этом городе собрались ученые Москвы, Ленинграда, Новосибирска и Иркутска для того, чтобы принять участие в конференции по химии природных соединений и методам их исследования. Эта конференция — первая конференция подобного рода, проводимая в нашей стране — была организована Владивостокским Институтом биологически активных веществ Сибирского отделения АН СССР. Природные соединения... Химия, изучающая их — так называемая биоорганическая химия — отделилась от обычной органической химии сравнительно недавно, хотя с природными соединениями человек сталкивался очень и очень давно. Ведь в народной медицине испокон веков использовались в качестве лекарств различные отвары и настои. Действующими началами этих препаратов были органические вещества, образующиеся в организмах в процессе их жизнедеятельности. С изучения природных соединений и началась органическая химия — химия соединений углерода. Но с середины прошлого века, после первых успехов теории химического строения, органическая химия пошла в основном по пути изучения возможностей синтеза соединений с заданной структурой. И только в тридцатых годах нашего столетия внимание исследователей вновь обратилось к природным веществам. Но на этот раз работа химиков не ограничилась чисто химической задачей. Цель биоорганической химии состоит в том, чтобы изучить химический состав живых существ, установить структурные формулы веществ, из которых они состоят, исследовать биологические функции, которыми эти соединения управляют. И, наконец, познать на этой основе самую сокровенную тайну природы — физико-химическую сущность жизни. В нашей стране биоорганическая химия получила «права гражданства» только в 1959 году, после создания Института химии природных соединений АН СССР. В этом институте изучается химия белков, антибиотиков, углеводов, нуклеиновых кислот. Сотрудниками этого института было начато также изучение химического состава растений Дальнего Востока — Аралии манчжурской и Лимонника китайского. Флора и фауна Дальнего Востока сказочно богаты: здесь встречаются уникальные виды растений и животных. Это и «корень жизни» — женьшень, и «чертов куст» — элеутерококк, и пятнистый олень — один из «поставщиков» всемирно известных пантов. Но воистину неисчерпаемый источник нового — это океан. В нем обитает огромное количество еще не изученных в химическом отношении видов рыб и беспозвоночных. А удивительное здесь — на каждом шагу. Известно, например, что такая рыба, как камбала, обладает замечательной способностью расти всю свою жизнь; другая рыба — горбуша — не «стареет», а погибает сразу же после нереста. Химическое и биохимическое изучение этих феноменов представляет собой несомненный, причем далеко не абстрактный интерес. Сотрудниками Института биологически активных веществ достигнуты значительные успехи в изучении женьшеня, элеутерококка. Действующие начала этих растений выделены, и их химическая структура почти полностью расшифрована. Биоорганическая химия отличается от «обычной» органической химии не только конечной целью, но и методами работы. Химик-«природник» имеет дело не с килограммами — и даже не с граммами,— а с миллиграммами веществ, причем выделять их приходится из крайне сложных смесей. Здесь на помощь обычным приемам очистки — кристаллизации, перегон- 71
ке — приходят различные физико-химические методы иг в первую очередь, всевозможные разновидности хроматографии. За последнее время произошел значительный сдвиг и в области приемов, с помощью которых можно установить строение молекулы — ее «архитектуру». Классический метод установления структуры органических веществ состоит в том, что эти вещества подвергают различным химическим воздействиям с целью расщепить их на отдельные фрагменты. Комбинируя полученные «осколки» на разный манер, можно рассчитывать рано или поздно получить «портрет» всей молекулы в целом. Но установить строение молекулы таким образом бывает порой сложнее, чем склеить в темноте разбитую вазу. Пример говорит сам за себя: строение такого вещества, как стрихнин, устанавливали на протяжении почти что 140 лет несколько поколений химиков. Л ведь природу никак нельзя упрекнуть в скупости и однообразии... И вряд ли мы сейчас знали бы о природных веществах столько, сколько знаем в действительности, если на помощь химикам не пришли различные физико-химические методы анализа — ультрафиолетовая и инфакрасная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс, масс-спектрометрия, спектрополяриметрия, рентгеноструктур- ный анализ. Эти методы дают непосредственную информацию об «архитектуре» молекул, и их комплексное использование позволяет сейчас расшифровывать структуры весьма сложных веществ уже не за годы, а за месяцы и порой даже недели. Новые методы позволяют подчас свести сложнейшее исследование к выполнению простейших операций, доступных любому лаборанту. Именно поэтому разработка новых методов работы и представляет сейчас направление «главного удара» в области биоорганической химии. Не надо далеко ходить за примером. Недавно (см. «Химия и Жизнь», № 5) мы писали о том, что американскому ученому Р. У. Холли удалось расшифровать структуру аланин-транспортной РНК, биополимера, состоящего из 77 нуклеотидных остатков. Эта работа представляет собой классическое исследование, использующее могучий арсенал современных методов биоорганической химии. Можно привести и другой пример: в своем докладе на конференции во Владивостоке академик М. М. Шемякин рассказал, что в его лаборатории разработан новый метод установления последовательности аминокислот в пептидах, содержащих до десяти аминокислотных остатков (так называемых олигопепти- дах). Этот метод основан на применении масс-спектрометрии: в масс-спектрометре эфиры ацилированных олигопептидов расщепляются не как попало, а только с «одного конца». Полученный масс-спектр сразу же дает картину строения пептидной цепи. Л ведь несколько лет назад на такую работу потребовалось бы затратить уж никак не меньше нескольких месяцев! Всего на конференции было прочитано более 60 докладов. Но не надо полагать, будто значение конференции состояло ч только в выслушивании известного количества сообщений: живой обмен мнениями по важнейшим вопросам увлекательнейшей науки — биоорганической химии — не прекращался ни на минуту. Конференция помогла установлению контактов и выработке единого мнения среди пока что еще разрозненного «племени» химиков-биооргаников. В. ЖВИРБЛИС ПОПРАВКА В № 7—8 на стр. 141 {строки 18 и 19 снизу) неверно напечатана фамилия одного из конструкторов установки с искусственным кровообращением. Пра- ильное написание фамилии — Г. П. Тярасов. Там же, пятью строками ниже, неправильно назван срок жизни собак. Следует читать: собаки с восстановленными «консервированными» конечностями живут после операции до 10 лет. 72
НОВИНКИ ХИМИЧЕСКОЙ КУХНИ ЗОЛОТОЕ ДНО ИЗ ФТОРОПЛАСТА Многие удивляются, узнав, что химики часто применяют сетки с такими маленькими ячейками, что через них не протекает вода. Инженер А. В. Чувлило из Всесоюзного института источников тока изобрел дозаторы, основанные как раз на этом явлении. Только в данном случае роль сетки исполняет перфорированная фторопластовая пленка. Пленка эта обладает одной интересной особенностью. Ее отверстия задерживают всегда определенный стопб жидкости. Это можно объяснить силами поверхностного натяжения. Сколько бы ни лили жидкости в сосуд, дно которого сделано из этой пленки, в нем всегда остается одно и тоже количество жидкости. Если сделать лабораторный мерник с дном из фторопластовой перфорированной пленки, то не потребуется никаких делений на стенках сосуда. Если мерник поместить в поток жидкости, можно быть всегда уверенным, что отобранная проба будет свежей и в точно отмеренном количестве. Изобретение А. В. Чувпило удобно применить и в качестве гидрозатвора. Основное достоинство такого гидрозатвора в том, что на его ппенке всегда задерживается спой жидкости. Дно из фторопластовой пленки — это поистине золотая жила дпя конструкторов химической аппаратуры. ЭЛЕКТРОЛИЗ В НОВОЙ УПРЯЖКЕ Дозаторы применяют уже давно. Примерами простейших дозаторов могут служить ложечка дпя лекарства, мерный сосуд в химических лабораториях, весы. Эти дозаторы основаны на объемном или весовом измерении. А вот изобретателями И. X. Рабовице- ром и Ю. Р. Остер-Миллером предложен дозатор на совершенно новом принципе. В герметичный корпус, заполненный электропроводной жидкостью, помещают два электрода. В дно корпуса вмонтирован патрубок для слива жидкости. Если теперь замкнуть цепь электродов, то произойдет электролиз, выделится водород. При этом давление в герметичном корпусе повысится и жидкость начнет вытекать через патрубок. Меняя в цепи электродов величину тока, можно добиться вытекания любой дозы жидкости. Но этим возможности нового способа дозирования не ограничиваются. Перегородив патрубок мембраной, можно получить две обособленные полости. Одна из них, в которую налит электролит, будет являться управляющей полостью, другая же полость будет управляемой. Если в нее подвести любую жидкость, даже не электропроводную, то при подаче напряжения на электроды электролит передаст свое давление на мембрану. Мембрана прогнется и вытеснит необходимую дозу жидкости из управляемой полости. Главное достоинство этого изобретения — возможность плавной автоматической регулировки величины дозирования, простота конструкции и надежность. Отдел химии, топлива и нефтепродуктов Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР выдал авторам дозатора свидетельство на изобретение. Безусловно, в ближайшее время новые дозаторы найдут широкое применение в пищевой промышленности, торговле и, конечно, в химической технологии. Л. МОБЧАН 73
пьяный ПАУК В. ГОЛЕМБОВИЧ -о U ш -О X о. >| *- < В прошлом номере журнала был опубликован рассказ из книги польского химика В. Голембовича «Химические приключения Шерлока Холмса». Рассказ назывался «бриллианты лорда Сэндвича». Теперь вниманию читателя предлагается цругой рассказ того же автора— в нем точно так же, как и в предыдущем, неоценимую услугу «великому сыщику» оказывают его познания в химии. Однажды мне удалось, правда, не без труда, уговорить Шерлока Холмса поехать недели на две отдохнуть. Мы выбрали маленький приморский городок Клифтон с хорошим пляжем и живописным средневековым замком. Первые несколько дней наших каникул прошли безо всяких иных забот, кроме купанья и прогулок; но на четвертый или пятый день все переменилось. Рано утром, по пути на пляж, когда мы проходили мимо стен замка, я залюбовался паутиной, унизанной каплями росы, словно алмазами, и обратил на нее внимание Холмса. Обычно он бывал равнодушен к красотам природы, но взглянув на паутину, проявил к «ей неожиданный интерес. Он пристально рассматривал паутину в течение нескольких минут и, наконец, произнес: — Дорогой Ватсон, нет ли у вас какой-нибудь коробочки? — Но зачем? — удивился я. — Такую паутину не часто встретишь. Присмотритесь повнимательнее — она не такая, как всегда. Он был прав. Пауки всегда ткут свои сети по известному образцу, а эта поражала своей неправильностью и запутанностью. — Действительно,— сказал я.— этот паук, наверное, пьян. — Пьяный паук,— усмехнулся Холмс.— Хорошо сказано, Ватсон: пьяный паук... Я протянул моему другу мыльницу. Холмс спрятал туда паука вместе с паутиной и сунул в карман. Этим, казалось мне, дело и кончится. Но я ошибся: события только начинались. Когда мы спустились к воде, Холмс обратил мое внимание на обильную пену: в одном месте, близ берега, ее было так много, будто на воде покачивался пышно взбитый крем. — Что вы об этом думаете? — спросил меня Холмс. 74
— Странно!—ответил я, присматриваясь. — Никогда не видел в море столько крема! — Я непременно должен там выкупаться,— сказал Холмс, быстро разделся, бросился в воду и нырнул. Хотя я знал, что он превосходный ныряльщик, но начинал уже беспокоиться, когда он вынырнул снова, метрах в пятнадцати от берега. — Идите сюда! — крикнул он мне, стоя в воде по плечи.— Тут кое- что есть! Когда я присоединился к нему, он сказал: — Теперь нырнем вместе, и вы поможете мне вытащить то, что лежит на дне. Он снова скрылся под водой. Я нырнул за ним, нащупал на дне что-то шерстистое, осклизлое. Нетрудно представить себе отвращение, с каким я помогал Холмсу вытаскивать на берег начавший уже разлагаться труп собаки с камнем на шее! Я намекнул Холмсу, что в каникулы он мог бы выбрать более подходящее развлечение. — Но, дорогой Ватсон,— невозмутимо возразил он,— не каждый же день удается выловить в море собаку с камнем на шее! — Вряд ли это такая уж редкость,— усомнился я.— Когда кто-то хочет избавиться от своей собаки... — То он топит ее. Согласен. Но станет ли он сначала отравлять ее? — спокойно спросил Холмс.— Взгляните повнимательнее, и вы увидите, что бедное животное действительно умерло от яда. Но почему же в таком случае его не зарыли в землю? Мне меньше всего на свете хотелось в то утро заниматься дохлыми псами. И я принялся одеваться. А Холмс задумчиво оглядывал окрестности. Я хотел поторопить его, как вдруг из окна замка, высоко над нами, раздался пронзительный вопль. Я вздрогнул, но мой друг остался совершенно спокоен. — Бежим!— крикнул я.— Там убивают! — Нет,— покачал головой Холмс.— У меня сейчас дело поважнее. Помогите мне, пожалуйста, завернуть собаку в мой халат. Я повезу ее в Лондон, сегодня же. Не огорчайтесь,— добавил он,— я вернусь через несколько дней, и мы еще успеем отдохнуть здесь. Только вечером, проводив Холмса в Лондон, я попытался методически обдумать все, что произошло за этот день. Но так ничего и не понял. Почему Холмс так заинтересовался пауком? Зачем он поехал в Лондон? На следующий день, когда я одиноко сидел с книгой в парке, послышались приближающиеся шаги. Со стороны замка медленно шла женщина—молодая и очень красивая; но когда она поровнялась со мной, я был поражен: черты ее словно окаменели от муки, и глаза были невидящими, как у лунатика. Женщина дошла до каменистого обрыва, и долго стояла там. Я затаил дыхание; мне не хотелось, чтобы она заметила меня — вероятно, она пришла в эту уединенную аллею именно для того, чтобы скрыть ото всех свое отчаяние. Но женщина, видимо, все же заметила меня — когда она возвращалась, лицо у нее было равнодушным, замкнутым. Я поглядел ей вслед и не удивился, когда она скрылась за воротами замка: с первого же момента мне стало казаться, что она живет там и что между ее скорбью >и вчерашним диким воплем есть какая-то связь. Позже, зайдя в одну из городских лавочек, я начал исподволь расспрашивать о замке и его обитателях. Над Ричмондами, владельцами замка,— рассказал мне лавочник,— 75
тяготеет родовое проклятие: несколько веков назад один из них нечаянно убил во время охоты отшельника, и тот, умирая, проклял его ■и всех его потомков. С тех пор в каждом поколении Ричмондов старший сын рано или поздно сходит с ума. Сейчас проклятие поразило сэра Филиппа, старшего из двух братьев, живущих в замке; еще недавно это был полный сил молодой человек, счастливый жених прекраснейшей девушки графства. А теперь он превратился в жалкого сумасшедшего, чьи дикие вопли наводят ужас на всякого, кто их услышит. Младший, сэр Энтони, ухаживает за несчастным. А бедная Джулия, живя рядом с ними, страдает так, что и сказать невозможно. — Кажется, я видел ее сегодня утром в парке,— заметил я.— Действительно, она красавица, но смотреть на нее просто больно. Кто она? — Дочь капитана Харленда, лучшего друга старых Ричмондов,— ответил хозяин лавки.— Она рано осталась сиротой. Ричмонды воспитывали ее вместе со своими детьми, а потом она и сэр Филипп полюбили Друг друга. Свадьба должна была состояться еще с полгода назад, но незадолго до того у сэра Филиппа начали проявляться признаки страшной болезни. Теперь свадьбу откладывают,— похоже, что ее и вовсе не будет. Но мисс Харленд не хочет покидать замка, чтобы не расставаться со своим несчастным женихом, хотя зрелище это убивает ее. Разве это не ужасно, сэр? — Ужасно,— согласился я и поспешил домой, чтобы обдумать услышанное. Холмс вернулся на третий день к вечеру, в прекрасном настроении, хотя ничего не говорил о своих лондонских делах. Он шутливо спросил меня, не узнал ли я, кого убивали в замке, а я рассказал ему о встрече с Джулией Харленд и о том, что узнал от лавочника. Слушая меня, Холмс слегка усмехнулся. — Ну, что же,— сказал, он, когда я кончил,— все, как в настоящем романе: старый замок, родовое проклятье, благородный молодой лорд, прекрасная невеста — дочь старого друга отца... Словом, сентиментальная история, которой не хватает только счастливого конца. — Его не будет,— сказал я, задетый его легкомысленным тоном.— Как врач, я твердо знаю, что болезнь сэра Филиппа — наследственное помешательство — неизлечима. Если бы даже она временно и прошла, он все равно не имеет права жениться. — Да,— кивнул Холмс.— С вашей точки зрения вы правы. — Как это — с моей? — Очень просто. С медицинской. Это меня удивило: какая же тут могла быть другая точка зрения? Но Холмс, по обыкновению, не стал объяснять своих слов. — Я должен поговорить с Джулией Харленд,— сказал он.— Не могли бы вы пойти со мной? — Куда? — В замок, или хотя бы в парк. — Но зачем? Разве мы можем помочь чем-нибудь этим несчастным людям? Наше вмешательство может только оскорбить мисс Харленд. Поверьте мне, она не из тех женщин, которые ищут чьего-нибудь сочувствия! Однако Холмс настаивал. И на следующее утро мы отправились в парк, чтобы встретиться с Джулией во время прогулки. Шерлок Холмс надел зачем-то парик и очки, сделавшие его вылитым пожилым чиновником на пенсии. В парке он сел на ту же скамейку, на которой недавно сидел я, а .меня попросил скрыться в боковой аллее.
— Я позову вас, когда возникнет необходимость,— добавил он, и мне оставалось только повиноваться. Ждать нам пришлось недолго. Джулия действительно пользовалась утренними часами для своих одиноких прогулок, и вскоре мы увидели ее. Когда она поровнялась с Холмсом, он встал и, вежливо поклонившись, попросил разрешения поговорить с нею. Джулия остановилась. — Кто вы, что вам нужно? — испуганно спросила она. — Не бойтесь, прошу вас, мисс Харленд,— проговорил Холмс.— Я ваш друг. Я хочу помочь вам. Простите, что не представился вам. С вашего разрешения я сниму парик. Не будь мой друг величайшим из сыщиков, он мог бы стать отличным иллюзионистом. Не говоря уже о Джулии,— даже мне не удалось уловить момент, когда он оказался уже без очков и парика... Во всей Англии не найдется человека, которому эта внешность не была бы знакома. И мисс Харленд сразу же узнала его. — А теперь,— произнес Холмс,— разрешите мне вернуться к прежнему виду, ради моего и вашего блага.— И он снова стал седым господином весьма почтенного возраста. — Не понимаю, зачем все это,— сказала мисс Харленд.— Мне здесь ничто не грозит; вам, очевидно, тоже. И вообще, я не понимаю, чего вы хотите и чего ищете здесь,— добавила она с легким нетерпением в голосе. — Чего я хочу и чего ищу? — переспросил мой друг.— Я хочу, чтобы вы ответили мне на несколько вопросов, а ищу, прежде всего, одну собаку. Небольшую овчарку бурой масти, с белым пятном на морде и надорванным левым ухом. — Рольфа? — воскликнула Джулия.— Но он пропал давным-давно. Бедняга, я его так любила... Вы знаете, где он? — Может быть,— уклончиво ответил Холмс.— Теперь еще один вопрос: часто ли вы видитесь со своим женихом, сэром Филиппом? Я не ожидал, что Холмс спросит об этом так неожиданно и бесцеремонно, и не удивился, когда Джулия возмущенно отступила от него. — Кто дал вам право задавать такие вопросы, мистер Холмс? — гневно спросила она.— Прощайте! Холмс удержал ее. — Я должен иногда поступать, как хирург,— и ранить, чтобы вылечить. Не удивляйтесь, прошу вас. Я знаю о вас многое, знаю даже, что к болезни сэра Филиппа присоединились еще неприятности с сэром Энтони... — С Энтони? — Джулия вздрогнула.— Это верно,— тихо добавила она. — Но я знаю еще больше, мисс Харленд, гораздо больше, чем вы. Мне нужны некоторые сведения, а они в ваших руках. Прошу вас, ответьте на мой вопрос: часто ли вы видитесь с сэром Филиппом? — Я совсем его не вижу,— ответила со вздохом Джулия.— Мне это запрещено, лотому что это, кажется, ему вредно. — И сэр Филипп не всегда ведет себя одинаково? У него бывают периоды хорошего настроения, после которых он впадает в глубочайшее уныние,— так? — Откуда вы это знаете? — испуганно шепнула Джулия. — А иногда он приходит в бешенство,— продолжал Холмс, словно не слыша вопроса,— \л он бросается wa всех, крича, что его хотят убить? А что хуже всего — у него появилась склонность к самоубийству? Сколько раз он уже хотел покончить с собой? 77
— Боже мой! — вскричала Джулия.— Так вы и об этом знаете? Да, Энтони уже дважды спасал его от смерти. Не знаю, что вообще было бы с Филиппом, если бы Энтони не заботился о нем. — Вот именно,— подтвердил Холмс.— А теперь этот несчастный и сам заболел? — Это меня окончательно убивает, мистер Холмс,— печально произнесла Джулия.— Правда, Энтони еще не так болен, как Филипп. Если его состояние ухудшится—не знаю тогда, что со мной будет. — Надеюсь, что до этого не дойдет. Впрочем, он, кажется, ведет себя еще достаточно нормально? — Да, он занимается всеми хозяйственными делами и даже сам ездит в Лондон. — Ну, вот видите! И эти поездки действуют на него хорошо? — Напротив, мистер Холмс, совсем напротив! Я заметила, что после возвращения из Лондона он всегда впадает в апатию. Я хотела ездить в город сама, но он и слышать об этом не хочет. Холмс удовлетворенно кивнул, а потом очень мягким тоном обратился к девушке: — Мисс Харленд, вы должны простить меня, если я задам очень нескромный вопрос, но он чрезвычайно важен для вас же. Один ли только сэр Филипп был влюблен в вас? — Не понимаю,— опустила глаза Джулия. — Не интересовался ли вами сэр Энтони? — прямо спросил Холмс. Она не ответила, но низко опустила голову, и мне издали показалось, что я вижу на ее щеке слезу. — Благодарю вас,—необычайно ласково произнес Холмс.— Не будем говорить об этом... На параллельной аллее, ближе к стенам замка, раздались странные звуки — не то речь, не то пение. Человек был скрыт за деревьями. Но по мере того, как он приближался к нам, слова звучали все яснее. Неизвестный был, очевидно, пьян. Ему казалось, что он летает. Это меня немного удивляло, так как обычно пьяные ведут себя иначе. Но, в конце концов, никто не знает, что может привидеться пьяному. Холмс при первом же звуке этого голоса весь превратился в слух. — Кто это, мисс Харленд? Кто-нибудь из замка? — шопотом спросил он. — Не знаю,— шопотом же ответила она. Пьяный помолчал немного, потом снова начал громко бредить. Ему казалось, что он находится то в чашечке огромного цветка, то в пасти чудовищного дракона, то в сказочном гроте, полном призраков. Джулия узнала голос и пришла в ужас: вслед за Филиппом и Энтони сошел с ума их садовник, а вскоре, вероятно, наступит и ее очередь! — Подождите меня здесь, я сейчас вернусь,— шепнул Холмс и исчез между деревьями. Мне хотелось последовать за ним, но я не решился, боясь выдать свое присутствие. Впрочем, вскоре он вернулся. — Мисс Харленд,— без всяких предисловий сказал он,— сегодня, в 11 вечера, я приду сюда с моим другом Ватсоном. Ждите нас здесь, какая бы ни была погода... И каковы бы ни были обстоятельства,— добавил он требовательно. И прежде чем ошеломленная девушка успела сказать хоть слово, он поклонился ей и исчез в боковой аллее. Проходя мимо меня, он дал мне знак последовать за ним. ...Вечером налетела буря, и небо затянулось тучами. Деревья гнулись и трещали, море грохотало, а в старом парке было так темно, что мы с трудом различали аллеи.
— Едва ли она придет,— сказал я, когда мы очутились в условленном месте.— Погода не для прогулок. Но она пришла. Она была закутана в темную непромокаемую пелерину и слегка задыхалась от быстрой ходьбы. Холмс представил меня; мы обменялись приветствиями. Потом мой друг сказал: — Ведите нас, сударыня. — В замок? — удивилась Джулия. — Да, в замок. Вы оставили ворота открытыми? — Нет, мы войдем в боковую калитку, ключ от которой есть только у меня. — Хорошо,— одобрил Холмс. Одна из боковых аллеек привела нас прямо к стене. Было совершен- ■но темно, но мисс Харленд, судя по всему, знала здесь каждый камень, каждое дерево. Калитка, о которой она говорила, заросла плющом и была почти незаметна. Она открыла ее, и хотя петли скрипнули, этот звук едва ли был слышен в грохоте бури. — Теперь осторожнее,— прошептал Холмс,—мисс Харленд, ведите нас прежде всего к оранжерее. Это, вероятно, недалеко отсюда? Двери оранжереи не были заперты. Мы осторожно вошли, и тотчас же мне вспомнились индийские джунгли: мрак, влажная духота. Холмс зажег фонарь и направил вдоль кустов луч света. Я не заметил ничего необычного. Здесь были обыкновенные растения — особенно много кактусов. — Идемте дальше,— сказал через минуту Холмс. — Куда? — спросила мисс Харленд. — В боковое крыло, которое выходит к морю, к сэру Филиппу. Он на каком этаже? — На втором. ■— А Энтони живет в другом крыле? — продолжал Холмс. Джулия кивнула. — А врач, который их лечит? — Профессор Хенсон живет этажом ниже Филиппа. — Хорошо,— коротко произнес Холмс.— Ведите нас туда. Мисс Харленд послушно двинулась вперед. Мы следовали за нею и вскоре очутились перед массивной дверью. Холмс жестом приказал девушке отпереть, но она, так же молча, показала, что дверь не заперта. Тогда он прошептал: — Останьтесь тут, мы пойдем одни. Коридор был короткий, и почти за самой дверью начиналась каменная винтовая лестница. Мы надели поверх обуви захваченные Холмсом войлочные туфли" и шаг за шагом, нащупывая в темноте каждую ступеньку, начали подниматься. Поднявшись на площадку, мы увидели прямо перед собой высокие двери. В замочную скважину проникал слабый свет. Очевидно, в этой комнате еще не спали. Шерлок Холмс с минуту постоял неподвижно, потом сунул правую руку в карман пиджака, а левой энергично постучал в дверь. Я тоже нащупал в своем кармане револьвер со спущенным предохранителем. В комнате кто-то шевельнулся и раздраженный голос произнес: — Кого там черт принес? Войдите! Холмс толкнул дверь, и мы очутились в большой комнате. В нише у окна сидел в кресле пожилой человек. Сердце у меня заколотилось: это был Браунгельд! Тот самый Браунгельд, которого безуспешно искала полиция вот уже несколько лет. Я еще ни разу не видел этого человека, но мгновенно узнал его по лысому черепу с двумя выпуклыми шишками и по пронзительному, пристальному взгляду. Это был он! 79
Увидев нас, Браунгельд сначала хотел вскочить, но тут же овладел собою, снова опустился в кресло и произнес язвительно: — Что за встреча, джентльмены! Чему я обязан такой высокой честью? Но, мистер Холмс, не слишком ли это поздний час для визитов? — Лучше поздно, чем никогда,— спокойно сказал Холмс.— Прости- * те, как я должен называть вас: Хенсон или Браунгельд? — О, это не имеет никакого значения для таких старых знакомых, как мы с вами. Но как вы ко мне попали? — Из оранжереи. — Там интересно, не правда ли? — засмеялся Браунгельд.— Вы видели нашу коллекцию кактусов? — Я видел все, что нужно,— коротко ответил Холмс. Браунгельд снова ядовито усмехнулся. — Вы знаете,— сказал он,— химические исследования всегда были моей страстью. Алкалоиды же увлекали меня особенно. — Садовник слишком неосторожен,— ответил Холмс.— Он не заслуживает того доверия, какое вы ему оказываете. — То есть? — Пусть бы себе ухаживал за кактусами,— но зачем он угощается пейотлем? Сегодня утром я видел его гастроли в парке. Доктор Ватсон тоже был свидетелем. — Черт побери! — вспыхнул Браунгельд.— Скотина, ведь столько раз предостерегал его!.. — Алкалоиды затягивают человека. Разве с Энтони было лучше? Улыбка Браунгельда сразу исчезла, и лицо его стало мрачным и напряженным. — Карты на стол, мистер Холмс! — сказал он.— Чего вы от меня хотите? — Я? Ничего ровным счетом. Но полагаю, прокурору будет небезынтересно узнать, что вы занимались отравлением и готовили убийство. Браунгельд весь подобрался, словно перед прыжком. — Вы не врач, мистер Браунгельд,— спокойно продолжал мой \ ' ДРУГ1— а занялись лечением Филиппа Ричмонда. Этот молодой человек, по совету своего брата, обратился к вам по поводу какой-то пустяковой нервной болезни. Вы им занялись, и ваши лекарства начали действовать. Крупная доза алкалоида — и человек смеется или плачет, кричит, впадает в бешенство, словом, легко может сойти за помешанного. — Дальше? — прохрипел Браунгельд. — После соответствующего «лечения» у больного появляется наклонность к самоубийству. Энтони дважды спасал своего брата, но если бы в третий раз это ему не удалось, разве на него могло бы пасть какое- нибудь подозрение? И кто бы увидел дурное в том,— продолжал Холмс,— что через некоторое время после трагической смерти Филиппа его брат женился бы на мисс Джулии Харленд? — Ясно,— произнес Браунгельд,— мне остается только отдаться вам в руки... Он медленно поднялся с кресла, держась рукой за стенку, сделал шаг по направлению к нам — и в то же мгновение часть стены, до которой он дотрагивался, сдвинулась с места. Браунгельд ринулся в образовавшийся проем, стена вернулась на место, и мы услышали лязг задвигаемых засовов. Я бросился к лестнице. — Не огорчайтесь, Ватсон,— остановил меня Холмс,— он далеко не уйдет, его ждут. Сейчас важнее всего то, что вы ошиблись: роман, вероятнее всего, окончится благополучно. Не исключено, что мы с вами вскоре получим приглашение на свадьбу мисс Харленд с Филиппом Рич- "
/лондом. Вы помните тот вечер, когда мы говорили о его помешательстве? Вы утверждали, что оно неизлечимо, а я сказал, что это лишь с вашей точки зрения... — И вы тогда знали все? — Не все. Но у меня были кое-какие улики еще до отъезда в Лондон. — Паук и дохлая собака? Холмс кивнул. — Паук, разумеется, не был пьян, но его угостили каким-то наркотиком— в этих случаях паутина становится неправильной. С этим пауком кто-то проделывал опыты. Паук не мог появиться издалека — значит, в замке, в крыле, обращенном к морю, жил некто занимавшийся опытами с алкалоидами. Я молчал. Как всегда, когда я слушал объяснения моего друга, все казалось само собой разумеющимся. — Старинные замки, в которых кто-то работает с алкалоидами,— продолжал Холмс,— встречаются не на каждом шагу. Я стал присматриваться вокруг и обратил внимание на пену в море. Ваше замечание насчет крема подтвердило мои подозрения. ровьнэ?» Как бывало уже не раз, Шерлок Холмс прочел мои мысли. — Думаю, что да,— сказал он.— Не забывайте, что теперь за ним будет ухаживать Джулия Харленд. Идемте к ней — она ждет нас внизу, и даже не догадывается, как изменилась ее судьба за последние несколько минут. Сокращенный перевод с польского 3. БОБЫРЬ 6 Химия и Жизнь, № 12 81
«JJEKPET ДРЕВЮИХ iomj^rhtt о с: о ш X а. < < ш 3 м < ас U и < а. Изделия московских гончаров XVII века. Вверху — кумган; внизу —■ лампадка, сгляга, части кумгана, кувшина, миски; в середине — фрагменты чернолоще- ных изделий, подвергнутые окислительному обжигу при температуре 200—900° С.
Как известно, в керамическом производстве употребляют глину разных оттенков красного, желтого и белого цветов. Встречающаяся в природе черная глина v (например, юрская) не пластична, из нее нельзя ничего вылепить. Но каждый любитель керамики знает черные глиняные изделия, матовые или блестящие. Снаружи они интенсивно черные, а черепок в изломе — темно-серый. Большинство таких сосудов кустарной работы, многие из них — северокавказского происхождения. Гораздо реже можно увидеть черный горшок на каком-нибудь русском базаре. Но, пожалуй, только археологам известно, что черные глиняные сосуды умели делать на территории нашей страны еще около двух тысяч лет тому назад. Однако удивительно не то, что такие изделия были — и очень давно,— а то, как их изготовляли. ИССЛЕДОВАНИЯ АРХЕОЛОГОВ 4II КЕРАМИСТОВ Руководитель лаборатории керамики профессор А. В. Филиппов проделал опыты, которые показали, что, как и теперь, в древности черные керамические изделия получали из обыкновенной красной глины, применяя особый режим обжига. Материалом для опытов Филиппова послужили фрагменты сосудов XVII века, найденные нами в мастерской московского гончара при раскопках в За- яузье —' примерно там, где сейчас стоит высотное здание на Котельнической набережной. В этой мастерской, кроме остатков гончарного горна и помещения, где формовались сосуды, обнаружены целые склады «брака» — сосудов, покоробившихся и лопнувших во время обжига. Мы взяли оттуда несколько черных изделий — кувшин, черепицу, миску и раскололи их. Одни фрагменты остались у археологов, другие были переданы в лабораторию А. В. Филиппова, где они были подвергнуты обжигу при разных температурах и свободном доступе кислорода. Потом черепки снова склеили. Черный цвет сохранили только те черепки, которые оставались у археологов и не подвергались дополнительному обжигу в лаборатории. Другие же, в зависимости от температуры обжига, приобрели разные оттенки природного цвета глины — от серовато-красноватого до кирпично- красного. К сожалению, технические условия печати не позволяют воспроизвести здесь все эти оттенки. Красные черепки получались после обжига в окислительной среде при температуре не менее 700° С, а чаще — при 900° С. ПОМОГАЮТ СВИДЕТЕЛЬСТВА ЭТНОГРАФОВ Из опытов следовало, что при обжиге в окислительной среде имеющееся в составе глины железо окисляется до окиси Fe203. Эта окись и придает глине красный цвет. Видимо, при температуре ниже 700—900° С процесс окисления идет не полностью, и тогда получаются различные оттенки серовато-красноватых тонов. В древности, стало быть, чтобы сделать из красной глины черные изделия, железо не окисляли, а восстанавливали углеродом до закиси: 2Fe203 + С = 4FeO -f C02. Как этого добивались? Ответ можно найти в описаниях кустарного производства Участники раскопок гончарной мастерской. Москва, сентябрь 1946 г. Слева налраво: М. Г. Рабинович, А. В. Филиппов, П. И. Засурцев 83
черной посуды, сделанных этнографами еще в первой четверти нашего столетия по различным района]» России. Описания сходятся в следующем. После полного обжига изделий при температуре 700— 900° С и свободном доступе воздуха гончар полностью закрывал выходное отверстие горна, а затем, бросив в топку какое-либо смолистое топливо, замазывал и топочное отверстие (прекращая тем самым доступ в горн кислорода). «Смолка» — как называли это топливо — теперь не горела ярким пламенем, а тлела и дымила. Наблюдатели думали, что изделия, находившиеся в горне, «пропитываются смолистым дымом», отчего и приобретают черный пвет. Однако на самом деле процесс здесь был более сложный. «Смолка», тлея, поглощала кислород из состава самой глины изделий, восстанавливая Fe203 до FeO. Beet глиняное тесто приобретало серый цвет. А избыточный углерод оседал на поверхности изделий, придавая ей аспидно-черную окраску. В тех же местах, которые были закрыты, образовывались серые пятна. Найденные во множестве черепки — в изломе серого цвета. И вот, если такой черепок даже через тысячу лет вновь обжечь в окислительной среде, процесс пойдет в обратном направлении, и черепок вновь станет кирпичпо- красным. Углерод с поверхности выгорает уже при 200° С, a FeO окисляется до Fe203 при гораздо более высокой температуре. ГЛИНЯНЫЕ ЗАМЕНИТЕЛИ МЕТАЛЛА При археологических раскопках находят и остатки производств, и сами гончарные изделия, изготовленные так, как здесь было рассказано, 300, 500 и даже более полутора тысяч лет назад. Производство то прекращалось, то расцветало вновь, в зависимости от моды, от вкусов заказчиков. В XVI—XVIII веках возрождение и расцвет в московской Гончарной слободе древней техники восстановительного обжига связаны, как это ни странно покажется, с распространением мо- Посуда XVII века работы московских мастеров: рукомойник, кубышка. ды на металлическую столовую посуду. Богатые люди ели тогда на золоте и серебре, горожане попроще употребляли оловянную и медную посуду. Но мелкому люду и это было не по карману. Вот для них-то московские гончары и стали изготовлять из глины посуду, похожую на металлическую. Еще до обжига гончары тщательно заглаживали («лощили») поверхность изделий, отчего она приобретала металлический блеск. А в зависимости от режима обжига получались плн красные, похожие на медные, или темные, похожие на оловянные и даже на старые серебряные сосуды. С годами в моду вошли больше темные сосуды. Потом стали делать черн ую черепицу, черные плитки для полов и т. д. Нужно ли говорить, что гончары, применявшие восстановительный обжиг, не имели даже отдаленного представления о химической сущности этого процесса, открытого ими чисто эмпирически? Доктор исторических наук М. Г. РАБИНОВИЧ 84 >
ШМ*>М.ЩГ If yhmhk ХИМИК ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ СОВСЕМ ПРОСТОЙ ОПЫТ Попадая в организм человека, крахмал из растений проходит все стадии гидролиза, но, конечно, не под действием серной кислоты (как в одном из наших предыдущих опытов) , а благодаря ферментам. У каждого из ферментов свой «узкий» участок работы. Например, содержащаяся в слюне амилаза умеет превращать полисахарид крахмал в дисахарид мальтозу. Очень несложно проследить па опыте действие этого фермента. Дистиллированной водой (а если ее нет, то чистой дождевой) с минуту прополощите рот. Раствор слюны профильтруйте и смешайте с равным количеством крахмального клейстера. Пробирку со смесью поставьте в стакан с теплой (около 40°) водой. Регулярно берите пробы с йодом — изменение окрас- ски будет точно таким же, как при гидролизе с серной кислотой. Не позднее чем через 15 минут крахмал полностью гидролизуется до мальтозы, и цветная реакция с йодом исчезнет. Ферменты обладают значительно большим каталитическим действием, чем кислоты. Ничтожные их количества, как в нашем опыте, при температуре человеческого тела нацело расщепляют огромные молекулы крахмала. Проделайте совсем простой опыт: попробуйте долго разжевывать кусочек белого хлеба. Вы заметите, что вкус его стал сладковатым. Это работает амилаза, превращая в мальтозу содержащийся в хлебе крахмал. УГЛЕВОД, ИЛИ НЕ УГЛЕВОД? Углеводы — один из «трех китов» нашего питания. Два других, как известно,— белки и жиры. Сахар и глюкоза, крахмал и клетчатка вместе с десятками и сотнями других углеводов непрерывно образуются и «сгорают» (окисляются) в растительных и животных организмах. При всей несхожести отдельных представителей углеводов есть у них общие, обязательные для всех свойства. Это и позволяет безошибочно обнаружить ничтожные количества углеводов в любой пробе. Верный, и к тому же красивый способ их распознавания — цветная реакция Мо- лиша. Налейте в пробирку примерно 1 см3 воды и бросьте в нее несколько крупинок сахара 85
или маленький клочок фильтровальной бумаги. Добавьте теперь 2—3 капли спиртового раствора резорцина, тимола или а-нафто- ла (эти вещества можно достать в аптеке). Наклонив пробирку, осторожно налейте по стенке 1—2 см3 концентрированной серной кислоты и закрепите пробирку в вертикальном положении. Тяжелая кислота опустится на дно, а на границе ее с водой появится яркое красивое кольцо — красное, розовое или фиолетовое. Если вещество, состав которого неизвестен, даст при реакции Молиша такое кольцо — можете не сомневаться, что углевод налицо. Помните только, что эта реакция настолько чувствительна, что ее дает даже пыль на стенках пробирки. Поэтому посуду, в которой проводится реакция Молиша, нужно очень тщательно вымыть. Несмотря на столь характерные свойства углеводов и их очевидную распространен- Есть такой водяной жук стенус из семейства стафилинид. Долгое время энтомологи считали, что это насекомое скользит по глади воды, используя принцип реактивного движения — выбрасывая назад струйку жидкости. Но оказалось, что на самом деле реактивный принцип тут совсем не при чем. Немецкие ученые установили, что по способу передвижения жук стенус напоминает занятную игрушку — лодочку, движителем которой служит кусочек камфары. Это вещество уменьшает поверхностное натяжение у кормы, в результате лодочка стремится вперед. Стенус, перед тем как двинуться в путь, выдавливает из задней части брюшка капельку камфароподобной жидкости. Силы поверхностного натяжения воды немедленно толкают его вперед со скоростью около метра в секунду. Попутно жук ставит ловушку возможному преследователю. Если вдогонку стенусу помчится другое водяное наноси» в природе, лишь к концу XVIII века были выделены некоторые простейшие углеводы. Свое название они получили в середине прошлого века... по недоразумению. Считалось, что молекулу любого сахаристого вещества можно представить состоящей из атомов углерода, соединенных с несколькими молекулами воды. Все известные тогда углеводы подходили под эту мерку, и формулу глюкозы СбН^Об писали как С6(Н20N- Позднее были открыты вещества, никак не влезавшие в принятые рамки. Так, например, явный представитель углеводов рамноза (она тоже дает реакцию Молиша) имеет формулу C6Hi205- И хотя ошибка в названии целого класса соединений была очевидна, термин «углеводы» сделался к тому времени настолько привычным, что его не стали менять. Впрочем, в наши дни многие химики предпочитают название «сахара». секомое, тог попав в область, где поверх-**^ ностное натяжение воды уменьшилось, оно начинает тонуть под действием собствен- ЧТО НОВОГО В МИРЕ? 86 ■>
ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПРЕДЫДУЩИХ НОМЕРОВ «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ» № 10 Что это такое! 1. Фотография молекулы ДНК ]дезоксирибонуклеиновой кислоты) бактериофага, снятая с помощью электронного микроскопа. Молекула представляет собой одну нить длиной примерно 50 микрон. 2. Капля чернил, упавшая в во- ДУ- Викторина 1. Уменьшение радиоактивности после работы вакуумного насоса объясняется следующим. При хранении в сосуде препарата радив там накопился продукт его распада — радон. Радон — радиоактивный газ, поэтому вакуумный насос удаляет его, и общая радиоактивность уменьшается. 2. В каком количестве меди содержится один грамм электронов! WpaMM электронов — это, примерно, 6 -1023. 2000 = 1,2 .1027 электронов. Атом меди имеет 29 электронов, значит нам нужно взять • 1027 атомов меди. 6 .1023 29 атомов меди весят 64 грамма» ♦ 1027 атомов весят X грам- 29 мов. Отсюда Х= 29-6 104г 4,4 кг «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ» № 11 Что это такое! 1. Фрезы, оснащенные алмазами. 2. Марка издательства «Густав Фишер» [ГДР), выпускающего литературу по биологии и химии [подробнее об издательских марках см. в № 9 нашего журнала). Викторина ЛЕГЧЕ ЛЕГКОГО Грузоподъемность шара увеличилась бы всего на 80 г. По закону Авогадро одна грамм-молекула любого газа занимает объем 22,4 л, значит в кубическом метре [1000 л) содержится 1000:22,4 = = 44,6 грамм-молекул. Кубометр воздуха весит 1291 г. Подъемная сила кубометра водорода [молекулярный вес — 2] составит 1291 — — 2 . 44,6 ~ 1202 г. Подъемная сила кубометра лредполагаемого газа 1291 — 1282 — 1202 2.44,6 10 80 г. 1282 НА БЕРЕГУ РТУТНОГО МОРЯ Если бы море было ртутное, то климат на побережье был бы континентальным. Дело в том, что особенности морского климата на нашей планете объясняются необычайно высокой теплоемкостью воды. Летом море поглощает очень много тепла, которое постепенно отдает зимой. У ртути теплоемкость примерно в 30 раз меньше, чем у воды. СНАЧАЛА НА НЕБЕ Гелий и технеций. Правда, сначала технеций был изготовлен искусственно и лишь затем обнаружен в природе — в атмосфере некоторых звезд, а потом и на Земле. Задачи с «изюминкой» к задаче 1. Искомое вещество — сернистая кислота — H2S03. К задаче 2. Искомое основание — гидрат окиси скандия Sc [OHK. К задаче 3. Желтоватое [не желтое!) вещество, чернеющее на свету, известно только одно — это бромид серебра: свет 2АдВг = 2Ад + Вг2 f Это вещество образуется при взаимодействии бромистсводороднои кислоты [сокидкость окрашивает лакмус в красный цвет») и раствора сернокислого серебра [«раствор слабый, но насыщенный»): 2НВг + Ag2S04 = H2S04 + 2AgBr | К задаче 4. Под буквенными индексами могут быть скрыты такие элементы: А — кальций; Б — углерод; В — кислород; Г — водород. 1) АБВГ-^АБВ +БВ + ВГ нагр. Са (НСО?J = СаСОз + С02 f + Н20 3JAB + ВГ^АВГ СаО + Н20 - Са [ОНJ 2) АБВ-^АВ + БВ прок. СаСОз = СаО + С02 4) АВГ + БВ -+ АБВГ Са [ОНJ + 2С02 = Са (НС03J (избыток) 87
ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ? Окислы, основания, кислоты, соли... В школьном курсе химии нет темы, которая изучалась бы так обстоятельно, как основные классы неорганических соединений. И в то же время нет темы, которая доставляла бы столько неприятностей при поступлении в вуз. Преподаватель Челябинского педагогического института Г. Б. Вольеров считает, что причина в следующем. Обычно учащиеся стараются запомнить ОБЩИЕ свойства, характерные для целого класса веществ, но упускают из виду, что в каждом отдельном случае следует учитывать также ИНДИВИДУАЛЬНОСТЬ химических соединений: в одни типичные реакции (характерные для всего класса в целом) они могут не вступать; в других — проявляют себя по- особому; наконец, помимо общих свойств, они могут проявлять свои особые, индивидуальные свойства. Отсюда вывод: чтобы не «плавать» на экзаменах, следует научиться увязывать общие закономерности с конкретным фактическим материалом всего курса химии. Г. Б. Вольеров подготовил для наших читателей серию задач и вопросов по теме «Окислы, основания, кислоты, соли». 1. Имеются следующие вещества: магний, сера, кислород, соляная кислота, едкий натр, сернокислая медь и вода. Сколько способов получения гидрата окиси магния можно предложить, используя эти вещества! 2. Как получить хлорид меди, используя для этого медь, поваренную соль, серную кислоту и воду! Как получить этот продукт из тех же компонентов, но без серной кислоты! Участие воздуха в реакциях исключается. 3. Приведите примеры реакций между двумя окислами. Одно ограничение: в этих реакциях должно получаться не меньше двух различных продуктов. 4. Какие случаи взаимодействия между собой двух гидратов окислов вы можете привести! 5. Какой технически важный ангидрид может взаимодействовать с металлом, неметаллом, кислотой и солью! Укажите практическое значение этих реакций. 6. Имеются следующие вещества: окись натрия, окись алюминия, двуокись кремния, фосфорный ангидрид, окись азота, вода. Какие из них, взятые попарно, вступят в химические реакции! 7. Какие из перечисленных ниже веществ, взятые попарно, вступят в химические реакции: серная кислота, сернокислый натрий, фосфорная кислота, фосфорнокислый кальций! 8. Какие из приведенных веществ, взятые попарно, вступят в химические реакции: едкое кали, питьевая сода, серная кислота, бисульфат натрия! 9. Как практически осуществить следующую цепь превращений при условии, что все используемые реагенты, кроме исходной соли, являются соединениями одного и того же металла: соль алюминия—»-соль алюминия ^ основание-^ алюминат! 10. Приведите пример реакции, в которой среди взятых и получающихся веществ оказались бы представители всех четырех основных классов неорганических соединений. [Ответы см. на стр. 90—92) 88
ПУСТЫНЯ НА ПОДОКОННИК При первом же упоминании о кактусах у многих встают перед глазами просторы далеких пустынь. Но чтобы познакомиться с этим удивительным и своеобразным растительным миром, не обязательно совершать далекое путешествие — достаточно взглянуть на коллекцию кактусов в ботаническом саду или у кого-нибудь из любителей этих колючих достопримечательностей. Кактусы отличаются удивительным свееобразием своих колючек, разнообразным опушением, а часто и очень красивыми цветами. Их экзотический наряд — результат глубокой перестройки всего организма растения, приспособившегося к жизни в условиях сухих каменистых пустынь. В этих условиях выживали только те растения, которые надолго запасали влагу в своих стеблях и испаряли ее лишь в самых небольших количествах. Чтобы любое растение хорошо росло и развивалось в не очень для него благоприятных условиях наших комнат, надо внимательно изучить условия его жизни на родине и постараться создать для него обстановку «как дома». Это общее правило распространяется и на кактусы. Им нужна легкая земля с большим количеством леска, много света и сравнительно мало воды. Но из этого вовсе не следует, что кактусы вообще не надо поливать. Летом, в жаркие солнечные дни, во время интенсивного их роста, приходится лоливать кактусы ежедневно, самые крупные — через день, ведь земля в горшках (особенно маленьких] пересыхает очень быстро, а без воды и кактус не может прожить... Очень внимательно надо ухаживать за кактусами осенью и зимой. Очень часто в это время приходится видеть тощие вытянувшиеся бледные кактусы с поникшими стеблями, наклонившиеся к свету. Такие растения совсем не украшают жилища своих хозяев. Почему поблек кактус! Зимой растение стоит в теплой комнате, его обильно поливают, и оно продолжает расти «летними темпами». Растение тянется к свету — именно его-то и не хватает в короткие зим* ние дни. В результате кактус вытягивается, становится бледным, начинает давать огромное количество слабых отростков. Что же делать! Устройте вашим кактусам «холодную зимовку». Ведь на родине кактусы зимой попадают в довольно суровые условия — путешественники по Чили и Боливии привозили фотографии громадных старых кактусов, покрытых шапками снега. Не подумайте, что я посоветую выставить на мороз ваши кактусы. Холодный микроклимат для них можно установить и дома. Если температура воздуха вокруг кактусов будет 5— 10 градусов тепла, то растения впадут в естественную для них «зимнюю спячку». Поливать кактусы в это время надо совсем мало — два-три раза в месяц. После такой зимовки растения дружно тронутся в рост, а многие, особенно если им будет достаточно и света, зацветут. Создать кактусам зимние условия не сложно — нужен только лист стекла, кусок прозрачной пластмассы или полиэтиленовая пленка. С их помощью надо отделить небольшое пространство на подокон* нике от сухого и теплого воздуха комнаты. Особенно важно сделать это в комнатах, где батареи центрального отопления расположены непосредственно под окном, и на растения, стоящие на подоконнике, с одной стороны попадает теплый воздух от батарей. а с другой — холодный, от оконных стекол. Стоит лишь устроить эту нехитрую преграду, как на окне образуется пространство с достаточно низкой температурой. Там и будут зимовать кактусы и многие другие субтропические растения. В такой же зимовке нуждаются, например, лимоны, лавр, миртг азалия, камелия. Если у вас каменный подоконник, то лучше поставить растения на фанеру или доску, чтобы горшки не слишком охлаждались. Среди многочисленных видов кактусов, растущих в наших комнатах, есть один, который в отличие от своих собратьев цветет зимой, за что он и получил среди любителей-кактусоводов лрозвище «декабрист». Это зигокактус. Его родина — не пустыни, а влажные тропические леса. Поэтому и условия ему надо дать несколько иные — более плодородную землю, более влажный воздух и частую поливку. Более плодородной земли требует и очень распространенный в комнатах «листовой кактус» — или эпифилпюм. Его плоские листовидные стебли во время цветения покрываются крупными белыми, розовыми ипи красными цветками. Цветет он обычно весной или летом, образуя после цветения довольно крупный съедобный плод — ягоду. 89
Разумеется, подготавливать осенью кактусы к холодной и сухой зимовке, а также переводить их на весенне-летний режим следует постепенно, понемногу увеличивая или уменьшая поливку. Полезна и так называемая «сухая поливка» — рыхление поверхности земпи в горшке. Лучше всего держать растения на освещенном — южном или восточном окне. Переход на «летний режим» требует еще одной хитрости. Вначале нужно притенять кактусы. Яркие солнечные лучи [за зиму кактус отвыкает от них] могут обжечь растения. В удобрении почвы кактусы нуждаются меньше. чем другие растения, но химия может помочь и им. Многие кактусоводы-любители размножают кактусы черенкованием или же срезают верхушку кактуса, укореняют ее, а из оставшегося «пенька» вырастает несколько новых побегов. При всех этих операциях очень помогает толченый древесный уголь или еще лучше — порошок серы. Это прекрасные дезинфицирующие средства, и если мы присыпем ими места среза, это предохранит растения от загнивания. Т. М. КЛЕВЕНСКАЯ 'ЧЕТЫ НА ЗАДАЧИ К задаче 1. Можно предложить 5 способов получения гидрата окиси магния: нагр. а) Мд + 2Н20 = Мд|ОНJ + Н2 ПОДЖИГ. б) Mg + S MgS MgS + 2NaOH = Na2S + Mg (OHJ ПО ДЖИГ. в) 2Мд + 02 = 2MgO Окись магния, хотя и слабо, но реагирует с водой: МдО + Н20= Мд(ОНJ г) Мд + 2HCI = МдС12 + Н2 f МдС12 + 2NaOH = 2NaCI + Mg[OHJ д) Mg + CuS04 = MgS04 -f Cu MgS04 + 2NaOH = Na2S04 + Мд(ОНJ К задаче 2. Получаем хлорид меди с участием всех предложенных веществ: нагр. а) Си + 2H2S04 = CuS04 + S02 | + 2H20 прокал. CuS04 = СиО + S03 t нагр. 2NaCI + H2S04 = Na2S04 + 2HCI | HCI улавливаем водой, после чего: нагр. CuO + 2HCI = CuCI2 + Н20 б] Без серной кислоты тот же продукт можно получить таким образом: электролиз 2NaCI + 2Н20 = 2NaOH + Cl2 f + Н2 f нагр. Си + С12 = СиС12 К задаче 3. В школьном курсе химии встречаются следующие примеры подобных реакций: 3N02 + Н20 = 2HN03 + NO N02 + S02 = NO + SOs- Fe203 + ЗСО =2Fe + 3C02, 90
а также другие случаи полного или частичного восстановления окислов металлов окисью углерода. К задаче 4. Прежде всего следует помнить, что кислородные кислоты, так же как и основания, являются гидратами окислов. Поэтому реакция между кислородной кислотой и основанием — это первый пример подобной реакции. Другие примеры — взаимодействие амфотерных гидратов окислов (гидроокиси цинка или алюминия) с кислотами и основаниями. К задаче 5. Кремневый ангидрид Si02 может реагировать: а) с металлом нагр. 2Mg -f Si02 = 2МдО + Si; эта реакция используется для лабораторного получения кремния; б) с неметаллом: 2С + Si02 = 2CO f + Si или ЗС + Si02 = 2CO f + Si С; так получают технический кремний и карборунд SiC в дуговых электропечах; в) с кислотой: 4HF + Si02 = 2Н20 + SiF4 f; эта реакция лрименяется для нанесения узоров на стекло и очистки металлических отливок от приплавившегося песка; г) с солью: сплавл. СаСОз + Si02 = CaSi03 + С02 f; вытеснение нелетучим кремневым ангидридом двуокиси углерода из карбонатов кальция и натрия лежит в основе производства силикатного стекла. Наконец, следует напомнить, что, будучи ангидридом, двуокись кремния может также реагировать с основными окислами и основаниями. Так, сплавление с окисью свинца происходит при варке хрустального стекла, а с едким натром — при получении растворимого стекла. К задаче 6. Классифицируем предложенные окислы: 1. Na20 — основный окисел 2. АГ203 — амфотерный окисел 3. Si02 — кислотный окисел 4. Р20- — кислотный окисел 5. NO — несолеобразующий окисел 6. Н20 — [свойства воды рассматриваются как индивидуальные) Реагируют между собой следующие пары веществ: 1—2, 1—3, 1—4, 1—6, 2—3, 2—4, 4—6. К задаче 7. Возможны следующие реакции: 1. H2S04 + Na2S04 = 2NaHS04. Избыток кислоты переводит среднюю соль в кислую. 2. a) H2S04 + Са31Р04J = CaS04 + 2СаНР04 б) 2H2S04 + Са3|Р04J = 2CaS04 + Са|Н2Р04J, 91
в) 3H2S04 + Са31Р04J = 3CaS04 -f 2H3P04r r) 6H2S04 + Ca3lP04J = 3Ca(HS04|2 -4- 2H3PO4. Здесь более сильная серная кислота вытесняет менее сильную фосфорную. Кроме того, следует иметь в виду, что в зависимости от соотношения реагирующих веществ могут образоваться смеси кислых солей различного состава. накалив. 3. 3Ha2S04 -f 2Н3Р04 = 2Na3P04 + 3H2S04 | Если в растворах и при умеренном нагревании более сильная серная кислота вытесняет менее сильную фосфорную, то при накаливании, в отсутствие воды, нелетучая фосфорная кислота вытеснит серную, которая, хотя и с трудом, но улетучивается. [Температура кипения + 338° С] Таким образом, направление реакции зависит от выбранных условий. 4. а) Н3Р04 + Са3[Р04J = ЗСаНРО, 6J 4Н3Р04 + Са3[Р04J = ЗСа(Н2Р04J. Взаимодействие фосфорной кислоты с фосфорнокислым кальцием приводит к об- разованмю кислых солей. К задаче 8. а) КОН + NaHC03 = KNaCOs + Н20. Это нейтрализация кислой соли щелочью. Необычный состав получающейся двойной соли (калий-натрий углекислый) смущать не должен. Можно написать уравнение и по-другому: 2КОН -f 2NaHC03 = К2С03 -4- Na2C03 -4- 2Н20 Легко, однако, убедиться, что обе эти записи в сокращенной ионной форме, которая передает самую суть реакции, выглядят совершенно одинаково: ОН-1 + HCOs-i = С03-2 + Н20. б) 2КОН + H2S04 = K,S4 + 2Н20 и КОН + H2S04 « KHSO4 + Н20. Реакция нейтрализации. ^ в) КОН + HaHS04 = KNaS04 + H20. Реакция, аналогичная реакции «а». г) 2NaHC03 -4- H2S04 = Na2S04 -f 2Н20 -4- 2C02f. Вытеснение сильной серной кислотой слабой и непрочной угольной кислоты. (При» избытке серной кислоты может получиться кислая соль — бисульфат натрия). д) NaHCOs -f NaHS04 = Na2S04 + H20 -4- C02j. В приведенных примерах все время проявлялись двойственные свойства кислых солей. В данном случае бикарбонат выступает как соль слабой и непрочной кислоты, а бисульфат — как более сильная кислота. К задаче 9. Исходная соль алюминия должна быть растворимой. Вторая же соль должна при взаимодействии с исходной образовывать осадок и в то же время содержать металл, образующий сильную щелочь: а) AI2(S04h -f 3BaCI2 = 2AICI3 -f 3BaS04 \ , б) 2А1С13 -4- ЗВа(ОНJ = ЗВаС12 + 2А1(ОН) J, , в) 2А1[ОНK + Ва[ОНJ = Ва(АЮ2J + 4Н20. К з а д а ч е 10. Стоит только вспомнить» что вода — окисел, как решение возникнет само собой: это реакция нейтрализации. - Поправка на этой странице г 1<-у -*рок~ сверху, следует чи-.гть не К S а К сО 92
СТАТЬИ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ В ЖУРНАЛЕ «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ» В 1965 ГОДУ БУДРЕЙКО Н. А. Ленин о химии.— № 4, стр. 2—7. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ АЗЕРНИКОВ В. 3. Исследования окончены — исследования продолжаются. [О лауреатах Нобелевской премии 1964 г. по физике Н. Г. Басове и А. М. Прохорове]. — № 1, стр. 77—80. АЗИМОВ А. Четные берут .верх.—№ 11, стр. 34—41; Комментарии А. К. ЛАВРУХИНОЙ — стр. 41—42. ВАСИЛЬЕВ Ю. Б. Электроны сшивают молекулы. — № 6, стр. 40—44. ВДОВЫКИН Г. П. Следы внеземной жизни? К сожалению, нет. — № 11, стр. 9. ВОЛЬКЕНШТЕЙН М. В. Асимметрия молекул и жизнь.— № 7—8, стр. 126—133; Еще об асимметрии.— № 7—8, стр. 134—135. ВОЛЬКЕНШТЕЙН Ю. Б. Тиофен.—№ 5, стр. 67—71. ГОРЕЛОВ В. Шифр детонации. [О работе Б. В. Войце- ховского, Р. И. Солоухина и Я. К. Трошина «Исследование детонации в газах»]. — № 7—8, стр. 40—44. ДРУГОВ Ю. и ЕФИМОВ И. Невидимый свет. [Об инфракрасном излучении]. — № 5, стр. 72—76. ЖАВОРОНКОВ Н. М. Хватит ли человечеству продовольственных ресурсов? Что потребуется от химии для обеспечения Земли продовольствием? — № 5, стр. 3—9. КОЛЕСОВ Г. М. Далекое и близкое. [О космохимии].— № 11, стр. 3—8. КОСТЯНОВСКИЙ Р. Г. Молекулы соединены без химических связей — катенаны.— № 2, стр. 34—47. ЛУКАС Ф. Пауки и паутина. — № 5, стр. 24—27. ЛУНАЧАРСКАЯ И. Проникая в структуру молекулы. [О лауреате Нобелевской премии 1964 г. по химии англичанке Д. Кроуфут-Хотчкин].— № 1, стр. 81. МАНЬКО В. И. Кварки — кирпичики мироздания? — № 9, стр. 6—13. МЕРКОВ Б. П. Свободные радикалы на Земле и в космосе.—№ 2, стр. 52—53. НЕСМЕЯНОВ А. Н. и БЕЛИКОВ В. М. Пища, какой мы ее видим в будущем. — № 7—8, стр. 6—19. ОХЛОБЫСТИН О. Ю. и СТАНКО В. И. Барены — молекулы-многогранники.— № 6, стр. 45—49. ОХЛОБЫСТИН О. Ю. и СТРУНИН Б. Н. Обновленная магнийорганика. Эфир получает отставку.— № 9, стр. 65—67. ПАВЛОВ Б. В. и ВЕДЕНЕЕВ В. И. Скрещенные молекулярные пучки: новый путь изучения химических реакций. — № 1, стр. 30—37. ПОДОЛЬНЫЙ Р. Одно неизвестное и двадцать гипотез... [О природе запаха].— № 2, стр. 20—25. СЕМЕНОВ Н. Н. Ожидаемое и неожиданное. [Основные проблемы современной химии].— № 1, стр. 4—7. СЛОНИМСКИЙ Г. Л. Старые материалы и новые на- направления науки. — № 3, стр. 60—61. СМУШКОВ И. В. и КАПЛАН М. С. Что происходи ■ в монокристалле. — № 2, стр. 9, 2-я стр. цв. вклеЙТвЙйтппг СТАНЦО В. Ученые ищут, ученые находят. Репор ^ ^m"" из Института элементоорганических соедини АН СССР. — № 1, стр. 39—42. |1 ФРЕНКЕЛЬ С. Я. Изучение «памяти» ^фЬ&&АОГ** путь к управлению структурой пол^Аеро^^-/№^ i=~_ СТр. 16—23; № 6, стр. 22—31. \ <» ЦУКЕРМАН А. М. Машина в библиотеке^№ 10, стр. 35—37. № 1, стр. 28— ЯГ4Г МАТЕРИАЛЫ XX ВЕКА ВЛАДИМИРОВ С. Капрон из бензола. 29. ГРИШКИН А. Полимеры в живописи. — № 4, стр. 70, цв. вклейка. Краткая энциклопедия синтетических материалов. — № 1, стр. 9—11; № 3, стр. 54—59; № 4, стр. 66—68. КРЕНЦЕЛЬ Б. А. и ПАВЛОВ В. Н. Полимеры от^ПрЕИ***; Я. — № 3, стр. 50—59. fvcr-A И^-ж.,/* ЛИБКИН О. М. Латекс — каучуковое моле стр. 68—73. МОРАЛЕВИЧ Ю. Пена. — № 4, стр. 69—71? Полимеры и радио. Фоторепортаж.— № 2, РОГОВИН 3. А. Золотое руно полимеров. [Хи\ волокна]. — № 1, стр. 8—15. ЧЕРКИНСКИЙ Ю. С. Неорганические полимеры. стр. 59—63. РЕБИНДЕР П. А. [Комментарий].— № 4, стр. 63. ЯШУНСКАЯ Ф. И. Шины. Какие лучше: из синтетического каучука или из натурального? — № 4, стр. 64—68. ЭЛЕМЕНТ №... КАЗАКОВ Б. И. Кобальт. — № 6, стр. 58—64; [Заметки о кобальте]. — № 6, стр. 65—66. КАЗАКОВ Б. И. Молибден.— № 3, стр. 66—73. МАЛМ Г. и КЛАССЕН Г. Из экзотического царства — в семью обыкновенных элементов. [Химия инертных газов].— № 4, стр. 35—41. ОПАЛОВСКИЙ А. А. Фтор.—№ 11, стр. 56—62; И лед и пламень получает человек с помощью фтора и его соединений; Пластмассовая платина/7 Фтор и атомная энергия; Только факты.— №^^,РР- 62- 67. ПЕРЕЛЬМАН Ф. М. Рубидий.— № 12, стр. 4бЧ[2. РОЗЕНЦВЕЙГ Я. Д. и ВЕНЕЦКИЙ С. И. ManWV №/ 9Г стр. 60—64. СВЕРДЛОВ Е. Д. и ВАСИЛЕВСКИЙ В. Л. РаЪ элементы.— № 5, стр. 61—66. СТАНЦО В. Скандий.—№ 7—8, стр. 150—155. ТРИФОНОВ Д. Н. Настанет ли век редкоземе^ элементов?— № 2, стр. 10—16. I ФЛЕРОВ Г. Н., ОГАНЕСЯН Ю. Ц., ЗВАРА И. и ИН В. А. Элемент № 104.— № 1, стр. 82—91., ФРИДЛЯНДЕР И. Н. Алюминий.— № 4, стр. 9—20,1 93
^KA О ЖИВОМ РНИКОВ В. Близкие горизонты.—№ 12, стр. 53—59. _АЗЕРНИКОВ В. Наследственная информация: эстафета жизни. — № 7—8, стр. 109—123. АЛИХАНЯН С. И. Что такое ген? Его химическая природа.— № 1, стр. 58—64. ВАРШАВСКИЙ Я. М. Взят новый рубеж в молекулярной биологии. [О последовательности структурных элементов в аланиновой транспортной РНК]. — № 5, стр. 38—46, 76. ДАНИЛОВ В. И. и ПЕНЬКОВСКИЙ В. В. Мир биологии сквозь «квантовую» призму.— № 10, стр. 38—46. КЛЯШТОРИН Л. Секрет бомбикола. [Об ароматиче- ~^п/ских веществах бабочек].— № 2, стр. 26—27. ЛЫСЦОВ В. Н. Язык наследственности. Как был рас- , шифрован генетический код.— № 2, стр. 70—80. МОСОЛОВ А. Н. Живая клетка. Все новые загадки. ^ ^ -[Новое явление, пока что не объясненное,— микроворсинки на поверхности клетки].— № 9, стр. 59, цв. вклейка. МАКЭЛРОИ В. и СЭЛИДЖЕР Г. Биологическая люминесценция.— № 12, стр. 39—46. ПУРМАЛЬ А. П. Химическая бионика: надежды и возможности.— № 4, стр. 42—52. ЭНГЕЛЬГАРДТ В. А. Химия и жизнь, проблемы и перспективы.—v№ 1, стр. 19. ЭНГЕЛЬГАРДТ' В. А. Пути химии в познании явлений жизни.— № 7—8, стр. 96—108. РУКОСУЕВ Г. Н. Новая тайна Якутии. [«Хайырское чу- £»].— № 10, стр. 80—88; ГРАЕВСКИЙ Э. Я. еии к статье Г. Н. Рукосуева.— № 10, ^9'^^ ДАНЦЛОВ Л. Свидетельство якутской ftujZL Nj tjp, стр. 83—В4; АККУРАТОВ В. И. наолюд^^и^дЛайвгрсй ~ {О. наблюдай стр. 85—68. k V ^ Щ: Л*удовища»].— № 10, НАУКА — ПРОИЗВОДСТРУ. ОЧЕРКИ НАШИХ ДНЕЙ БОГАТЫРЕВА С. Время меняет карту.— № 2, стр. 8, 1-я ^стр^^|"внл ей ки. BEFJHJfl|H[ а] Н. Машина управляет синтезом мета- ^^■^ 12, стр. 22—24. BfiJH^^HOB С. Богатства бедных руд.— № 2, ВЛАДИМИРОВ С. На пути к заводам. [Получение высших спиртов из природного газа].— № 6, стр. 2— 5. Л ГОШ^В К. Заверните, пожалуйста! Торговые автоматы >Лдут химиков.— № 11, стр. 77—82. ГРУЗИНОВ f. Вокруг взрыва. — № 6, стр. 18—21. ДОКУЧАЕВ М. М. Ирригатор, строитель, кузнец. [О применении взрывов].— № 6, -стр. 8—19. ДУБНОВ Л В. in КОНДРИКОВ Б. iH. ВВ— 'вещества, которые/могут все.—№ 6, стр. 7—17. ИО^ДАНСНИЙ А. Некопченые копчености. [Новые ме- ды ^изготовления «копченых изделий].— № 12, >г-"Т^ч^/ стр. 32^—35. ' -^Ч* КОНСТАНТЙНОВСКИЙ М. Инженер за прилавком.— Г *>/V® ". ctp. 68—76. Г <ЯОНСТАНТЙ]НОВСКИЙ М. Надежно, выгодно, удобно! V// ^[Электронные машины в химии].— № 12, стр. 14—22. /*- КРЮЧКОВ Aj П. Каучук с Красивой Мечи.—№ 12, / ст^ГЗ—4. / МЕДВЕДЕВ К. П. Попутчики «черного камня».— № 9, сф/ЗО— 53. МИЛЮКОВ О. )и РАДЧЕНКО Б. Химия и часы. Точность, красота, надежность. [Фотоочерк].— № 4, гетр. 88—89. МИЩЕНКО А. П. Химический юв-ет; Сигнальные кратки.— № 6, -стр. 92—93. МОРАЛЕВИЧ Ю. За Каспийским морем.—№ 2, стр. 2—8. ПОПКОВА IK. В. Чемпион среди (маргаринов.— № 11г стр. 48—49. СЕГЛИН К. Щигровские фосфориты.— № 9, стр. 2—5. СМОЛЯН А. и ХОМЯКОВА Т. Охта. Озстинсиий химкомбинат — завод-лаборатория. 1715—1965.—№ 7—8, стр. 22—29; ВОЛОХОВСКИЙ М. Г. Мой первый завод.—№ 7—8, стр. 30—31. СТАНЦО В. Звоните в Измайлово. [О создании нового бетона в Ин-те физической химии АН СССР].— № 12, стр. 7—10. «Трубка ,м.ира».— № If, стр. 30—32. Химия в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве. [Репортаж о международной выставке в Сокольниках].— № 9, стр. 42—47, 88—89. Что <вы знаете м чего не знаете о консервах? 1) ОВЧАРОВ А Т. П. Еще одна «песня оро рябину.— №7—8, стр. 49—51; 2) КАУХЧЕШВИЛИ Э. И. Сублимация.—№ 7—8, стр. 52—56; 3) ОВЧАРОВ А. К- 'Ферменты атакуют клетчатку.— № 7—8, стр. 57г 4) ЛОБАНОВА А. С. ,и ПОКРОВСКАЯ М. 3. Живые консервы.— № 7—8, стр. 58—60; 5) 7 способов приготовления пищи епрок.— № 7—8, стр. 60—62; 6) МУРАВИН Я. Г. Тысяча первая профессия тюли- !меро1в.— № 7—8, стр. 63—64; 7) ЧЕРНЕНКО М. История одной дегустации.— № 7—8, стр. 65—66; 8) НАМЕСТНИКОВ А. Ф. Что вы знаете .и -чего не знаете о консервах? — № 7—8, стр. 66—67. ЯКОВЧУК Н. С. Сквозь полосу «перегрузок». [О Кедайн- ском химическом комбинате. Литва].— № 10, стр. 2—5. НАУКА — ПОЛЯМ. АГРОХИМИЯ. СТРАНИЦА САДОВОДА И ОГОРОДНИКА Витаминные сюрпризы. [Витамины в плода'х].— № \0Г стр. 79. КАЛИТА В. Огород на камнях.— № 7—8, стр. 35—39. КЛЕВЕНСКАЯ Т. М. Пустыня на 'подоконнике. (Советы кактусовода).— № 12, стр. 89—90. МАЙ ЛЕН К. Летающая химия. [Авиация <в сельском хозяйстве].— № 12, стр. 28—31. Первая Менделеевская медаль вручена. [А. В. Кирсанов ,и iero (работы].— № 7—8, стр. 2—5. ПРОЗОРОВ П. А. Земле тоже нужны 'врачи.— № 1, стр. 38. РУБИН С. С. Зеленая «пища1» сада,— № 7—8, стр. 179. ЦЕРЛИНГ В. В. Растение просит помощи.— № 4, стр. 73—77. ЩЕРБАКОВА В. Ф. Запоздалая белизна. [Побелка садовых деревьев].— № 10, стр. 78. ЩЕРБАКОВА В. Ф. Траншеи в осеннем саду.— № 9, стр. 68. МЕДИЦИНА. РАССКАЗЫ О ЛЕКАРСТВАХ БАЛЕК В. и ЧЕХОВСКИХ А. Полимеры возвращают зрение.— № 12, стр. 24—26. БАТРАКОВ В. Можно ли курить наоборот? — № 9, стр. 49. ВАСИНА А. Пирамидон.—№ 7—8, стр. 174—178. ВИШНЕВСКИЙ А. А. Полимеры ib хирургии.— № 5, стр. 10—15. v 94
ГРУЗИНОВ Е. Грызуны и... сердечно-сосудистые заболевания. История открытия нафарина.— № 5, ■стр. 28—129. КИСИН (И. Е. Кураре.—№ 3, стр. 38—43. КИСИН И. Е. Кортизон.—№ 6, стр. 34—38. КОЛЬЕ К Аспирин.— № 5 стр. 87—91; От редакции. [По .поводу статьи Н. Колье].— № 5, стр. 90—91. Мумиё: Б АЛЕК В. Когда будет окончательно раскрыт секрет древнего бальзама? — № 9, стр. 24—27; КОСТРИН К. В. Что -же это такое —мумиё? —№ 9, стр. 28—29. ОСЬМИНИНА С. Еще немного о валидоле.— № 1, стр. 55—57. Химия табачного дыма.— № 5, стр. 29. В ЛАБОРАТОРИЯХ ЗАРУБЕЖНЫХ УЧЕНЫХ ГОФФМАН .Д., БРАУН В. Коронные разряды.—№ 1,2, стр. 61—68; РОГИНСКИЙ С. 3. О химических (процессах в электрических разрядах [Послесловие]. № 12, стр. 69. ЖИРО ЖАКЛИН. Фотохромы. Вещества-хамелеоны.— № 7—8, стр. 45—47; Это действительно очень интересно. Статью Жаклин Жиро комментирует А. К. ЧИБИСОВ.—№ 7—8, стр. 47—48. ГОФМАН А. Теонанэкатл. Волшебный гриб ацтеков.— № 7—8, стр. 157—164; КОСТЯНОВСКИЙ Р. Г. Наш комментарий.— № 7—8, стр. 164. ЛИТТЛ У. Сверхпроводимость ;при «оми-аггной температуре.—№ 6, стр. 75—82; [Комментарий] В. Л. ГИНЗБУРГА.— № 6, стр. 74. ПЕРУТЦ М. Ф. Молекула .гемоглобина. С предисловием Л. А. КОРЖУБВА.— № 3, стр. 80—89. ОБЫКНОВЕННОЕ ВЕЩЕСТВО ВОЛЬПЕР И. Сахар: сладкий, горький, соленый.— № 10, стр. 52—58. ДРОЗДОВ В. А. Возраст .и .профессии мыла.— № 6, стр. 84—86; Туалетное мыло.— № 6, стр. 87. ^ КАЛНИНЬШ А. И. Долгий век дерева—№ 5, стр. 48—53. ' ПЕТРЯНОВ И. В. Самое необыкновенное вещество. [Вода].—№ 3, стр. 2^14; ЛЕОНИДОВ Э. О. Вода in серебро. Факты и предостережения.— № 3, стр. 13—15; МОРГУНОВА Г. С. Вода, которую мы пьем.—№ 3, .стр. 15—17; ЭЛЬПИНЕР Л. И Нужна' лреоная вода^—№ 3, стр. 17—18; ДРУГОВ Ю. ,и ЕФИМОВ .И. Вода —жизнь.—№ 3, стр. 19; ПРО- СЕЦКИЙ Л. А. Жажда: что это такое? —№ 3, стр. 20—22; Почему человечеству будет нужна тяжелая ©ода.—№ 3, стр. 22—23; ЭЛЬПИНЕР Л. И. Семь способов обеззараживания воды.— № 3, стр. 24—26. ИСКУССТВО, КУЛЬТУРА, БЫТ Алмаз.—№ 11, стр. 22—29. БРАУН И. Повар —.невольный ученый.— № 4, стр. 55—57. ■ ГЛАГОЛЕВ Д. Рассказывает модельер.— № 10, стр. 60—68. ГРИШКИН А. Ф. Художественный облик городов. Слоистые пластики в современной архитектуре.— № 11, стр. 50—55. Детергенты — моющие -вещества.— № 7—8, стр. 180— 181; ИСАГУЛЯНЦ В. И. Проблема еще не решена.— № 7—8, стр. 181. ДМИТРИЕВ А. Вино держит экзамен. [О дегустации вин].—№ 2, стр. 66—67. ДОРФМАН М. .Д. Уральские самоцветы.—№ 10, ст#. V 24^27. - Ц > ЖУРАВЛЕВ Е. А. Нашатырный спирт.—№ 11, стр. 92—94. . ЗЛАТОПОЛЬСКАЯ Ю. Д. Удачной стирки. [Полезны^ ,т q советы и 'пояснения к ним].— № 7—8, стр. 1В2-^В£^^>Г % ЗЛАТОПОЛЬСКАЯ Ю. Д. и ДРУГОВ Ю. С. ЛолеД^^^ советы <и «пояснения к hihm. [Стирка, чистка, в| дение пятен].— № 4, стр. 92—95. Д КОЛОМИЙЦЕВА О. Нам, женщинам. [Синтетические _=. ткани].—№ 12, стр. 36—38. Молодая архитектура. [Химия в архитектуре].— № 7—8, стр. 48, 1-я — 2-.я стр. цв. вклейки, : ч .>j_^ ПЕТРОВ В. С. Драгоценные ■камни.— № 10, стр. ItlSL^fSif № 11, стр. 15—21. 'ШГ9 I Портреты [драгоценных] камней.— № 10, стр. '^^^ШШ/1 ЭМЕРИН М. А. Я бы назвал это химической с*Щ^^В I / ей. [О виноделии].— № 2, стр. 60—65. МОЛОДЕЖЬ — УЧЕБА — ТВОРЧЕСТВО. КЛУБ «ЮНЫЙ ХИМИК» АХЛОМОВ В. ы ЯНКУЛИН В. В самом начале .пути. Фоторепортаж [о 192-й i«химической» школе Мое-И ивы].— № 2, стр. 28^32. ' ' Итоги подведены. Рассказывает А. Ф. ЛЛАТЭ — председатель I Всероссийской химической оли*4Ииаднг учащихся.— № 5, стр. 54—55. КИТАЙГОРОДСКИЙ А. И. Пути м .цели, {(лав я из книги «Физика—моя -профессия»].— № 3, стр. 44—48. Клуб -«Юный химик».— № 9, стр. 54—58; №10, стр. 93— 96; № .11, стр. 83—89; № 12, стр. 85—87.'"-^^ КОРНИЛОВ Л. Не бойтесь языка химиче^&и^Г формул.-j- № 1, стр. 51—54. £ ■" МЕЛЬНИКОВА Ж. Мы — биохимики м вра'ч-и. 1 Беседа со студентами и преподавателями 2-го Моск. мед- и,н-т.а].— № 1, -стр. 20^26. Простые опыты: Аммиак -из -азотной кислоты.— N° J, стр. 37; Получение «анилиновой смолы».— № 1, стр. 42; Нейлоновая нить.— № 1, стр. 42; Синтез аммиака из водорода и азота.— № 2, стр.л 33^ Атомарный водород.— № 7—8, стр. В9; .iTfpcga Бейльштейна.— № 7—8, стр. 89; Известь, пахн хлором.— № 9, стр. 69. ~** ТЕРЕНТЬЕВ А. П. Девять точек. [О тоихолоп) барьере «в научных исследованиях].— № 9, стр 23, 91. Хотите (подготовиться >к экзаменам получше? — № 2, стр. 81, 90—91; № 3, стр. 90—91; № 4, стр. 90—91; № 5, стр. 58—59, 92—93; № 7—8, стр. 165, 190; г№ 11, стр. 88—91; .№ 12, стр. 88, 90—92. ШТОЛЯКОВ В. Академия семнадцатилетних. [«Акадда^Т мия наук 174-й московской школы»].—'^Vijpdu Экзамены окончены, экзамены опереди! — N9 _^сдр^83^ -^ 95—96. t=l— Г ^ ЖИЗНЬ ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫХ УЧЕНЫХ Hi ГУМИЛЕВСКИЙ Л. Зинин. [Главы из тотрн\— стр. 44—49; № 2, стр. 54—59; № 3, .ferp. 28 ИВАНОВ А. Создатель континента. [Д. С- ДОрян ков].—№ 11, стр. 10—13. 1 / К двухсотлетию со дня смерти М. В. Ломоносов аг*П РЯНОВ И. В. Опередивший время.— № 4, стр. 23»= Новые документы о М. В. Ломоносове.-^-№ ■стр. 31—33. \ V %
ЛАПЧИНСКИИ А. Г. Борец со см-ертью. Создатель метода искусственного -кровообращения—С. С. Брю- хоненко. 1890^1960.—№ 7—8, стр. 136—143. •РАМЕНСКИЙ Е. Академ'ик Николай Констан-пиноемч Кольцов.—№ 5, -стр. 30—37. "УИЛСОН М. Чарльз Тудийр.— № 3, .стр. 62—67. ЭППЕРЛЕЙН И. .и ОТТЕ В. Товарищ Хлормайер. [Карл Шорлеммер].— № 11, стр. 44—47. -СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ. СЛОВАРЬ НАУКИ •БУТЛЕРОВ А. М. «Цели 1не -столь химерические». [Извлечения из статьри «(Химические явления», напечатан- -ной -в 1877 г. >в журн. «Свет»].— № 3, ст,р. 89—90. ВЛАДИМИРОВ С. Кто разгадал загадку Солнца? [И. О. Ярковокий. 1В44—1902].— № 4, стр. 53—54. •ГИНЗБУРГ Б. Г. С анил.ина началась промышленность органического (синтеза.— № 3, .стр. 34—35. ЖУЧКИНА А. Основано в 1868 году. [Из .истории Всесоюзного химического общества].— № 7—8, стр. 20—21, 64. Из биографии .алмаза.— № 11, стр. 32—33. ЛИСИЦИН В. Н. Реакция, вошедшая в историю науки.— № 3, стр. 36^37. КУЛАКОВ В., ШКЛЮДОВ В. Вещество, как тебя зовут?— № 10, стр. 29—35. МАК АРЕН Я А. Менделеев ib Киеве.— N9. 7—8, стр. 93— 95. МУСАБЕКОВ Ю. С. Русский химмк-самоучка. [С. П. Власов. 1789—1821].—№ 3, стр. 92—95. Первый в России. К 140-летию «Горного исурнала».— № 7—8, стр. 144—145; Из -первых номеров «Горного журнала».—№ 7—8, стр. 146—149. ПОНОМАРЕВ И. >Ф. [воспоминания о Д. И. Менделееве].—№ 7—8, стр. 91—92. РАБИНОВИЧ М. Г. Секрет \древних гончаров.— № 12, стр. 82—84. •РИЧ В. Мы говорим «водород». Мы говорим «протий». Мы говорим 1«.аш». Почему? — № 10, стр. 47—51. Сведения о камнях узорчатых. Легенды, которые некогда считались былями, и были, которые стали легендами.— № 10, стр. 11, 13, 15—16. ЧЕРНЕНКО М. Б. Из истории открытий [драгоценных камней].—№ 11, стр. 23—29. ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ. ФАНТАСТИКА АЗИМОВ А. Рассказы о тиотимолине.— № 9, стр. 33— 41. ГОЛЕМБОВИЧ В. Бриллианты лорда Сэндвича.— № 10, стр. 69—77. ГОЛЕМБОВИЧ В. Пьяный паук.—№ 12, стр. 74—81. ЗУБКОВ Б. ,и МУСЛИН Е. Бациллус террус—№ 1, стр. 66—69. КОНАН-ДОЙЛ АРТУР. Машина Эрика Свенсона.—№ 6, стр. 50—56. ЛЕВИЦКИЙ В. Химические раздумья.— № 6, стр. 67. ЛЕМ Ст. Верный робот. Фантастический сценарий.— № 5, стр. 77^86. МЕЕРОВ А. Сиреневый кристалл.— № 4, стр. 78—87. ОСТЕРМАН Л. Профессор Верейский. Литературный сценарий.— № 7—8, стр. 68—88; № 9Г стр. 70—87. РЕВИЧ Вс. Штурмовая неделя.— № 7—8, стр. \66—173. БАТРАКОВ В. Забытый эксперимент.— № 11, стр. 90—91. ХОЙЛ Ф. Черное облако.—№ 1, стр. 70—75; № 2, стр. 82—89; № 3, -стр. 74—79. Цифры в колбе.—№ 9, стр. 90—91. КНИЖНАЯ ПОЛКА АЛЕКСАНДРОВ В. Огонь «оканий. [О. Н. Писаржее- ский. В огне исканий. М., «Советская Россия», 1964].—№ 1, стр. 95. ДЕНИСОВ А. Неисчерпаемый элемент. [Сборник ^Неисчерпаемый». М., «Молодая гвардия», 1964].— № 2, стр. 94—95. КАНДРОР М. И. Биологические часы. [Сборник .«Биологические часы». М., !«Мир», 1964].— № 1, стр. 96. КОСТРИН К. В. Семь томов — двадцать лет. [П. М. Лукьянов. История химических промыслов >и химической промышленности России. М., («Наука», 1965].— № 11, стр. 95—96. НИКИЧ О. Математика—.искусство. [Н. Винер. Я — математик. М., .«Наука», 1964].— № 4, стр. 95—96. ПА8ЛОВ В. По страницам -журналов .издательства «Наука».— № 2, стр. 95—96. РУМАКОВ Э. Глазами участника. [Луи де Бройль. Революция в физике. (Новая физика и кванты). 2-е изд. M.f Атомиздат, 1965].— № 5, стр. 95—96. ТУМАНОВСКИЙ Р. Кто издал эту книгу? [Издательские знаки советских м зарубежных 'издательств, выпускающих литературу то химии].— № 9, стр. 92—96. ЧАПЛИНА И. Детям <и ©зросльим. [Б. Ляпунов. Химия «всюду. М., Детг-из, 1965].— № 7—8, стр. 192. ШИШИНА Ю. В новом измерении. [А. Сцент-Дьердьи. Введение »в субмолекулярную биологию. М., «Наука», 1964].—№ 3, стр. 95—96. На обложке — фото к статье «Биологическая люминесценция». Снимок лолучен без фотоаппарата — это «автограф» железнодорожного червя, прижатого н фотопластинке. Редакционная коллегия: Главный редактор И. В. Летрянов-Соколов П. Ф. Баденков, В. И. Гольданский, Н. М. Жаворонков, С. В. Кафтанов, Л.'И: Мазур, Б. Д. Мельник, М. И. Рохлин (зам. главного редактора), П. А. Ребиндер, С. С. Скороходов, Б. И. Степанов, А. С. Хохлов, М. Б. Черненко {зам. главного редактора), Н. М. Эмануэль При перепечатке ссылка на журнал «Химия и Жизнь» обязательна. Оформление А. Великанова Технический редактор Д. Адрес редакции: Москва, В-333, Ленинский проспект, 61/1. Телефон АВ 7-72-64 Подписано к печати 13/XI1-1965 г. Т 16480 Бумага 84 X 1087ie Бум. л. 3,0 Печ. л. 6,0 Усл. п. л. 10.08+ 1 вкл. Уч.-иэд. л. Н.2 Тираж 27000 экз. Зак. № 3075 Цеиа 30 коп. 2-я типография издательства «Наука», Москва. Шубин с кий пер.. 10 А. Глейх
Уважаемые читатели! Этим, только что прочитанным вами номером наш журнал заканчивает первый год своего существования. В течение этого года более или «менее определились не только содержание, но и форма журнала — разделы и рубрики, стиль изложения и художественного оформления. Разумеется, мы не считаем все это истиной в последней инстанции и, как и прежде, будем рады получать ваши замечания и предложения, многие из которых уже помогли редакции. В январском номере 1966 года вы сможете прочесть: — Рассказ начальника лаборатории экономических исследований Воскресенского химкомбината Э. И. Бородянского о переходе предприятия на новый метод хозяйствования — Статью кандидата химических наук И. М. Баркалова «Реакция идет в кристалле» — Статью кандидата сельскохозяйственных наук Е. М. Бодровой «Теория проверяется опытом: эффективность навозно-земляных компостов Т. Д. Лысенко не подтвердилась» — Сообщение сотрудника Государственного Эрмитажа Е. Г. Шейниной о реставрации памятников древнего искусства — Научно-фантастический рассказ Л. Сциларда «Всем звездам!» с комментарием члена-корреспондента АН СССР В. И. Гольданского — Очерки об элементе № 14, кремние. Авторы — кандидаты химических наук А. А. Жданов и В. А. Кренев, инженеры В. Б. Лосев и В. В. Станцо, журналист Ю. А. Александров — Очерк «Химия и филателия» кандидата технических наук Э. Дмитри- .Л-У ева «^ — Статью И. Урмана «Витамины растений» — Очерк доцента И. Вольпера «Хпеб, который мы едим» — Очерк И. Сергеевой о первой русской женщине-химике Юлии Лермонтовой — Статью кандидата медицинских наук И. Е. Кисина «Нитроглицерин» — Рассказ участников новой экспедиции в Якутию, которым удалось сфотографировать «хайырское чудовище», и мнение ученых-зоологов по этому поводу — Полезные советы химика под названием «Все о клее» Кроме того, вы сможете познакомиться с очередным выпуском Клуба Юный химикр выставкой игрушек и страницей садовода и огородника В новогоднем номере открываются новые рубрики: Наши консультации. Радиостраничка, Учитесь переводить (иностранные языки для химиков) РЕДАКЦИЯ
С Новым годом, у ванг аемые читатели! Издательство «Наука» Индекс 71 050 Цена 30 коп.