Text
                    химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР 1970
ю
Ц til.
-^ ц \


«Невероятные деревья» — так называется публикуемая в этом номере журнала заметка о книге, посвященной феноменальным свойствам тропических рас гений. Но невероятное есть и рядом. Например, дерево, изображенное на гравюре В. Фаворского. Разве не удивительно, чю оно может тысячу лет приносить потомство — желуди, в которых больше питательных веществ, чем в пшенице? А его древесина? Попав на дно реки, она жадно поглощает из воды железо, становясь «морёной». А кора? 4 В ней до 12 процентов таннидов, и ее можно без переработки употреблять для дубления кож и как лекарство. Взглянув на фото, помещенное на 1-й странице обложки, можно подумать, что на нем - - нечто из подводного мира, какой-то обитатель морских глубин, плывущий в кромешной тьме среди переплетающихся водорослей. На самом деле на снимке запечатлен путь мощного лазерного луча сквозь кристалл поваренной соли. Читайте в этом номере журнала статью о новых физических ^ эффектах, открытых с помощью лазера.
химия и жизнь № 10 Н. Коптев С. П. Китаев Б. Берман В Черникова 10 ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО- ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР ОКТЯБРЬ 1970 ГОД ИЗДАНИЯ 6-И Дело о масляных красках Интервью Эскалация мирной войны Новые заводы Череповецкий азотно-туковый Проблемы и методы современной науки Лазерные лучи: новые явления, открытия, ности Элемент №... возмож- Б. И. Казаков 16 Цинк Болезни и лекарства 24 Диагноз по фотографии 27 Еще о термографии С. Мартынов А. Г. Выховская, В. В. Сандриков В. Ревич Н. С. Лидоренко Н- М. Рейнов Г. Моисеев Е. Россинская А. Я. Кипнис Т. Эрдман С Веденин 72 А. Быков С. Красносельский Р. Э. Гурович 89 30 Информация 31 Сто процентов гарантии 33 Технологи, внимание! 34 Автономная энергетика: источники тока для Земли, моря, космоса Литературные страницы 37 Воспоминания о том, как делались приборы Квлендарь 51 Рудольф Глаубер Страницы истории 54 Сколько весит фунт серебра Экономика, производство 60 Без огнедышащих печей 65 Выращивание шампиньонов — выгодное дело 70 Новости отовсюду Земля и ее обитвтели Зачем барану рога? Живые лаборатории 76 Аир болотный 79 Невероятные деревья 80 Технологи, внимание! 81 Клуб Юный химик Как делают вещи и вещества Долог путь до фенола... А. В. Граним. В. С. Воробье» 3. Киллер Д. Реколдин 92 Консультации 94 Жевать или не жевать? 94 Чнкли из джунглей Кинтана-Роо Научный фольклор 95 Сети шпионажа Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, С. В. Кафтанов, Н. К- Кочетков, Л. И. Мазур, Б. Д. Мельник, B. И. Рабинович (ответственный секретарь), П. А. Ребиндер, М. И. Рохлин (зам. главного редактора), C. С. Скороходов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), Н. М. Эмануэль Редакция: Б. Г. Володин, М. А. Гуревич, B. Е. Жвирблис. A. Д. Иорданский, О. И. Коломийцева, О. М. Либкин, Э. И. Михлин. Д. Н. Осокина, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева, B. К. Черникова Художественный редактор C. С. Верховский Технический редактор Э. С. Язловская Корректоры: Г. Н. Нелидова, Е. И. Сорокина При перепечатке ссылка на журнал «Химия и жизнь» обязательна Адрес редакции: Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны: 135-52-29, 135-04-19, 135-63-91 Подписано к печати 17/IX 1970 Г. Т14633 Печ. л. 6 Усл. печ. л. 10,08 Уч.-изд. л. 11,4. Тираж 125 000 Зак. 347 Цена 30 коп. Московская типография № 13 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Денисовский пер., д. 30
ДЕЛО<# В условиях проходящей в нашей стране экономической реформы резко выросло значение прямых хозяйственных связей между заводами, фабриками, рудниками, базамн. Взанмоотношення социалистических предприятий строятся на основе строгого соблюдения советских законов, договорных обязательств, в духе настоящего делового партнерства. При этом очень важная роль принадлежит Государственному арбитражу — органу, прнзваиному следнть за соблюденнем законов н выполнением хозяйственных договоров, разрешать возможные споры и конфликты, которые случаются между сотрудничающими предприятиями. В публикуемом здесь документальном очерке юриста Н. КОПТЕВА рассказано о сложной работе арбитража, об этических и правовых проблемах, которые возникают во взаимоотношениях хозяйственных организаций. ДЕЛО О МАСЛЯНЫХ КРАСКАХ (АРБИТРАЖНЫЙ ДЕТЕКТИВ) Есть у суда близкий родственник — суховатый и придирчивый законник, кабинетный затвор-' ник, ничего не принимающий на веру, соизмеряющий каждый свой шаг с параграфами официальных инструкций и предписаний. Зовут его — Государственный арбитраж. Если судебные дела почище любого кино притягивают к себе внимание любопытных, то на заседании Госарбитража постороннему порой становится скучно. И все-таки чуть ли не любой арбитражный спор по-своему интересен и поучителен. Потому что сталкиваются в нем не только хозяйственные интересы истца и ответчика, но человеческие характеры, прямота и изворотливость, делячество и принципиальность, опыт и юридическая изощренность. Дело, которое мне принесли из арбитражного архива, не считается по здешним меркам ни особо крупным, ни чересчур сложным. Это не нудное препирательство по поводу выеденного яйца и не искрящийся диалог, в котором стороны непринужденно жонглируют тысячными суммами. Словом, со всех точек зрения, рядовое, среднее дело. Лист дела первый (л. д. 1) В Государственный арбитраж... истец — Управление производственно- технологической комплектации (УПТК) треста Казметаллургстрой, г. Темир- тау, Карагандинской обл., ответчик — Люберецкий химический завод, г. Люберцы, Московской обл., соответчик — Контора Главстройснаба г. Алма-Ата, сумма иска — 12723 руб. Исковое заявление По железнодорожной накладной № 060456 истцом получены краски масляные изготовления Люберецкого химического завода... При приемке красок установлен брак сурика в количестве 13 254 кг на сумму 10 603 руб. За поставку недоброкачественной продукции в соответствии с п. 61 Положения о поставке продукции производственно- технического назначения начисляется штраф в размере 20% ее стоимости, что составляет 2120 руб., а всего подлежит взысканию 12 723 руб. и госпошлина 254 руб. 50 коп. Все многочисленные добродетели, которыми должен обладать деловой партнер, можно, видимо, обозначить одним-единственным словом: добросовестность. Соответственно этому и все многообразие задач, стоящих перед государственным арбитражем, можно свести к одной: добиться абсолютной добросовестности сторон. Добросовестности во всем — касается ли это соблюдения законов, исполнения договорных обязательств или уважения интересов другой стороны. В Госарбитраже недобросовестных дельцов вообще не жалуют, а к бракоделам относятся с особой строгостью и непримиримостью. Если факт поставки недоброкачественной продукции доказан, разговор в Госарбитраже короток; на изготовителей такой продукции обрушивается вся тяжесть предусмотренных законом мер: полное возмещение за его счет понесенного ущерба, солидный штраф, а в особо злостных случаях — и уголовное преследование. 2
Проследим, как выстраивает истец систему доказательств в нашем деле. На втором и третьем листах дела — железнодорожная накладная и счет, свидетельствующие, что груз—масляная краска — отправлен из Алма- Аты в Темиртау, благополучно туда доставлен и сполна оплачен получателем. На четвертом листе — командировочное удостоверение товароведа из незаинтересованной организации, которого пригласили для приемки груза. Это весьма важный документ. Он свидетельствует о том, что комиссия, принимавшая продукцию, сохранила полную объективность, пригласив представителя посторонней организации. л. д. 5 Акт об установлении расхождений в количестве при приемке материала 4 июня 1969 г. г. Темиртау Состав комиссии: старший инженер УПТК Костин Ю. Н., зав. складом Вершинина Г. А., техник-химик Волошина С. А., представитель посторонней организации Белянцева А. С. ... Грузополучатель — УПТК треста Казме- таллургстрой. Поставщик — контора Главстройснаба г. Алма-Ата. Производитель — Люберецкий химический завод. При внешнем осмотре красок качественных дефектов не обнаружено. Во время выдачи в производство сурика оказалось, что почти во всех бочках имеется твердый осадок. Путем тщательного осмотра, перевески и лабораторного анализа установлено, что 13 254 кг образовавшегося осадка не поддаются извлечению из бочек и к использованию непригодны. Лабораторный анализ прилагается. Комиссия считает виновным в поставке бракованной продукции изготовителя. Члены комиссии — подписи л. д. 6 Заключение лаборатории ...При отборе проб обнаружен твердый осадок, не поддающийся извлечению из бочек и непригодный для отделочных работ... Итак, доказательства собраны. Выяснилось, в чем состоит дефект красок: они образуют осадок. Назван, наконец, по имени и бракодел. Интересно, как теперь завод будет выпутываться? Впрочем, в доводах истца есть одно слабое место. Вернемся к л. д. 5: «Акт об установлении расхождений в количестве...» Обратили внимание? Комиссия начала с проверки количества продукции, а закончила проверкой качества. Это не годится. Инструкция о порядке приемки продукции говорит, что в подобном случае следует проверку приостановить и вызвать представителя завода. Если же он не явится, следует пригласить эксперта. Истец этого не сделал. Серьезное упущение. Если работники Люберецкого завода искушены в такого рода делах, они наверняка заметят ошибку. л. д. 7 Телеграмма Представителя качеству краски командируем первой декаде августа тчк Люберецкий химзавод Так и есть. Акту, составленному без его участия, завод доверять не хочет. л. д. 8 Командировочное удостоверение 4 августа 1969 г. Выдано Брызгиной А. С. — мастеру Люберецкого химзавода, командированной в г. Темиртау УПТК треста Казметал- лургстрой по вопросу установления расхождений в количестве поступившего сурика. Директор завода — подпись Запомните этот стандартный, с виду ничем не примечательный документ. Мы к нему еще вернемся. п. д. 9 Акт от 6 августа 1969 г. Мы, нижеподписавшиеся, с одной стороны представитель Люберецкого химического завода Брызгина А. С, с другой стороны представители УПТК треста Казметаллургстрой... составили настоящий Акт в том, что произведена Iе 3
количественная и качественная проверка сурика., поступившего в вагоне № 2770915 от Люберецкого химзавода. В каждой бочке с суриком обнаружен твердый осадок, который по заключению лаборатории к использованию непригоден. Непригодное количество сурика составляет 13254 кг. Члены комиссии — подписи Hv, теперь, как будто, все. Представитель завода лично убедился, что тринадцать с лишним тонн краски представляют собой производственный брак. ственной приемке краски. Брызгина А. С. ... в вопросах качества продукции некомпетентна. Она была направлена в трест для установления расхождений в количестве краски... Акт от 6 августа 1969 г. составлен спустя два с лишним месяца после получения вами краски, что является нарушением установленного порядка приемки продукции по качеству... В силу изложенного и в случае, если отпала у вас надобность в использовании краски, просим в течение октября возвратить ее на наш завод. Директор завода — подпись д. д. 10 Рекламация Люберецкому химическому заводу По железнодорожной накладной № 060456 нами получены краски изготовления Люберецкого химического завода. При приемке красок комиссией установлен брак сурика... Сумму 12723 руб. просим к 20 октября 1969 г. перечислить на наш расчетный счет... Начальник УПТК Казметаллургстрой — подпись Завод не захотел добровольно уплатить долг, так сказать, уладить спор мирным путем. Поэтому управлению комплектации осталось только обратиться в Госарбитраж «за защитой», как сказано в Правилах рассмотрения хозяйственных споров, «имущественных прав и охраняемых законом интересов». В исковом заявлении (л. д. I), с которым мы уже ознакомились, управление излагает свои требования с предельной ясностью. Но римские юристы говорили: audiatur et altera pars — пусть будет выслушана и другая сторона. Давайте последуем этому мудрому правилу. л. д. 11 Письмо Управлению производственно-технологической комплектации треста Казметаллургстрой Заявленную вами рекламацию Люберецкий химический завод не признает по следующим основаниям: Люберецкий завод не уполномочивал Брызгину А. С. принять участие в каче- Оказывается, не зря завод медлил с уплатой долга. У него есть веские возражения против претензий истца. В самом деле, разве была Брызгина упол- номечена проверять качество красок? В ее командировочном удостоверении (л. д. 8) написано пусть и не очень складно, но недвусмысленно: «командируется... по вопросу установления расхождений в количестве». Заслуживает внимания и второе возражение. Для проверки качества продукции законом установлен двадцатидневный срок, и нарушать его строжайше запрещено. Выходит, позиция истца вовсе не так прочна, как казалось нам еще совсем недавно. А вскоре к делу примешивается новое странное обстоятельство. Истец решил все- таки вернуть негодную продукцию. Бочки с красками, объехав неспешной грузовой скоростью полстраны, прибыли в Люберцы. И тут... л. д. 12 Акт 18 ноября 1969 г. г. Люберцы В адрес завода от УПТК треста Казметаллургстрой поступили бочки железные, обозначенные в железнодорожных накладных как краска густотертая с указанием в каждой накладной веса брутто 1900 кг. При проверке установлено: количество бочек — 49 шт. Из них 46 бочек без маркировки Люберецкого завода и совершенно пустые, 3 бочки с маркировкой Люберецкого завода также без наличия краски. Члены комиссии — подписи 4
Удивительно! Из-за чьей-то бестолковости, безответственности отправились за тридевять земель, да еще за казенный счет полсотни бочек темиртауского воздуха? Что должно было храниться в них? Ведь не зря же в накладных указано наименование груза и даже вес брутто И наконец, если бочки оказались «без наличия», то куда же подевалась краска, из-за которой весь сыр-бор? л. д. 13 Протокол заседания Госарбитража 20 января 1970 г. По иску Управления производственно- технологической комплектации треста Казметаллургстрой к ответчику — Люберецкому химзаводу и соответчику — алмаатинской конторе Главстройснаба — о взыскании 12723 руб. Сущность спора: предъявлен иск о взыскании 10603 руб. убытков, вызванных поставкой недоброкачественной краски, и 2120 руб. штрафа. Ответчик иска не признал. От соответчика возражений не поступило. Учитывая, что истцом допущены многочисленные нарушения при составлении актов, а именно: не указано, какие партии красок были получены от алма- атинской конторы, неизвестно, как произведено определение веса осадка, не представлен анализ нейтральной лаборатории, не представлен договор, в связи с чем спор не может быть разрешен без дополнительных документов, Госарбитраж определил: дело слушанием отложить на 13 февраля 1970 г., обязать истца представить сохранную расписку на забракованную продукцию и договор, по которому получена продукция, обязать ответчика представить технические условия на краски. Госарбитр — подпись Арбитр потребовал три очень нужных, я бы даже сказал решающих, документа. Во- первых, сохранную расписку, которая поможет установить, где краска сейчас. Во-вторых, договор: он нужен, чтобы решить вопрос о штрафе. И, наконец, технические условия. Спорить о качестве, не ознакомясь с ними,— бессмысленно. Выполнить первое требование арбитра оказалось несложно. л. д. 14 Сохранная расписка Мною, зав. складом УПТК Вершининой Г. А., забракованная краска в количестве 13254 кг принята на ответственное хранение. Зав. складом — подпись Расписка может означать только одно: краска до сих пор пребывает на складе УПТК в Те- миртау. Правда, транспортные документы (на них есть ссылка в л. д. 12) свидетельствуют, что краски возвращены заводу. Что ж, отнесем это противоречие на путаницу и неразбериху в делах управления комплектации. Сохранная расписка представлена. Как же обстоит дело с другими требованиями арбитра? л. д. 15 Письмо в Госарбитраж Договора или наряда на поставку сурика УПТК треста Казметаллургстрой не имеет. Поставка произведена вне фондов алмаатинской конторой Главстройснаба. Начальник УПТК — подпись Договора нет — значит, независимо от исхода дела, никаких штрафных сумм истцу не получить. (Значит ли это, что бракодел останется ненаказанным? Вовсе нет. Штраф за поставку недоброкачественной продукции будет взыскан и в этом случае, но не в пользу покупателя, а в доход бюджета. Разумеется, если сам факт поставки брака будет доказан.) п. д. 16 Техничесие условия на краски масляные, готовые к употреблению ...Увеличение вязкости краски при хранении не является основанием для замены, если краска после ее разбавления соответствует всем остальным требованиям настоящих технических условий... Для того* чтобы обосновать иск, приходится иногда приводить десятки доказательств. Что- 5
бы его опровергнуть, хватает подчас и одного. Только что буквально на наших глазах позиция истца развалилась. Увеличение вязкости краски не считается, как мы убедились, «основанием для замены», а насчет осадка в тех условиях и вовсе нет ни слова. Но ведь это значит, что с самого начала и спорить было не о чем. Значит, истец напраслину возвел на Люберецкий завод. Вот что значит ударить в колокола, не заглянув в технические условия. л. д. 17 Протокол заседай ия Госарбитража 13 февраля 1970 г. ...Рассмотрев материалы дела и принимая во внимание, что: согласно тех- условиям, наличие осадка в краске не является браковочным признаком; представленные истцом документы противоречивы: с одной стороны, истец утверждает, что краска возвращена ответчику, с другой стороны — заявляет, что краска находится на ответственном хранении.., поставка сурика произведена без договора... На основании изложенного Госарбитраж решил: в иске отказать. Госарбитр — подпись Вот и все. Спор закончен. Будь это на ринге, впору было бы поднимать руку победителя в лоснящейся кожаной перчатке. Не станем, однако, спешить. Разве не осталось у нас ощущения, что и ответчик — Люберецкий завод — не совсем прав во всем этом деле? Его победа вызывает какой-то неприятный привкус. Отчего это? Перевернем несколько страниц дела. Еще раз перечитаем л. д. 11. Настораживает последняя фраза: «... если отпала надобность в использовании краски, просим... возвратить ее на наш завод». Слыханное ли дело! Завод готов получить обратно проданный товар и, судя по всему, согласен даже понести убытки, связанные с возвратом. Может быть, работники предприятия не так уже уверены в высоком качестве своих красок? Не потому ли они всячески старались помешать нормальной приемке продукции? В телеграмме завода указывалось (л. д. 7), что его представитель будет командирован для проверки качества, а на самом деле мастер Брызгина прибыла в Темиртау с тем, чтобы проверить количество красок (л. д. 8), в чем не было решительно никакой нужды. «Брызгина некомпетентна...»,— утверждают в своем письме руководители завода (л. д. 11). Но тогда зачем было поручать ей серьезнейшее дело? Сомнений нет: с помощью подобных уловок работники завода старались всячески затруднить, оттянуть проверку. Не стоит сочувствовать истцу. Он проиграл дело по всем правилам. Но и ответчика поздравить не с чем. Защита своих законных прав не может иметь ничего общего с изворотливостью, стремлением обвести партнера вокруг пальца. Последние два листа дела — восемнадцатый и девятнадцатый. Это два сообщения, направленные Госарбитром: прокурору города Темиртау — о бесхозяйственности и безответственности (ведь краски-то до сих пор не найдены) сотрудников управления комплектации, и в главк, которому подчинен Люберецкий химзавод, — о недобросовестности работников завода, затруднявших как только возможно рассмотрение дела. Последние два листа. Ими дело о масляных красках и заканчивается. 6
ИНТЕРВЬЮ В Постановлении июльского Пленума ЦК КПСС ставится задача увеличить производство химических средств защиты растений к концу пятилетки до 450 тысяч тонн. А какие изменения произойдут за это время в ассортименте применяемых ядохимикатов? ЭСКАЛАЦИЯ МИРНОЙ ВОЙНЫ На вопросы корреспондента «Химии и жизни» отвечает заместитель председателя Государственной комиссии по химическим средствам борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками при Министерстве сельского хозяйства СССР С. П. КИТАЕВ Ассортимент ядохимикатов в той или иной степени изменяется все время. Он не может не изменяться. Изыскание и рекомендация сельскому хозяйству новых пестицидов, высокоэффективных и безопасных для человека и теплокровных животных, — основная задача нашей Госкомиссии. Токсичные для человека и животных и менее эффективные пестициды постоянно заменяются менее токсичными и более эффективными. Уже в этом году исключен из основного списка рекомендованных к применению в сельском хозяйстве ядохимикатов ДДТ (пока что, в виде исключения, допускается использование оставшихся его запасов на некоторых непищевых культурах, в каждом отдельном случае по специальному разрешению и под строгим контролем). К сожалению, такого пестицида, который мог бы один полностью заменить ДДТ, пока нет. Поэтому Госкомиссия рекомендовала для замены ДДТ несколько препаратов: севин, фозалон, метилнитрофос, фталофос. Необходимость разработки новых пестицидов вызывается еще и тем, что систематическое использование одних и тех же препаратов вызывает у некоторых вредителей появление форм, устойчивых к этим пестицидам. Это произошло, например, с паутинным клещом хлопчатника: появились клещи, устойчивые к фосфорорганическим препаратам. Нужно еще сказать, что в нынешней системе зашиты растений есть и некоторые «бреши»: существуют такие вредители, сорняки и болезни, против которых имеющиеся в нашем распоряжении средства неэффективны. Например, до сих пор у нас нет гербицидов для борьбы с многолетними сорняками; как только они появятся, они, очевидно, получат широкое распространение. Нет достаточно селективных гербицидов для борьбы с сорняками на сахарной свекле, на овощных культурах. Некоторые гербициды эффективны только в определенных климатических условиях. Я говорю именно о гербицидах, потому что положение в этой области нас особенно не удовлетворяет. Пока что в нашем распоряжении есть 16 препаратов этой группы, а в перспективе необходимо расширить их ассортимент до 30—40 наименований. ^ Июльский Пленум ЦК КПСС поставил также задачу усилить исследования и внедрение в производство новых методов борьбы с вредителями и болезнями растений и животных, особенно биологических средств защиты расте- / ний. Можно ли в ближайшее пятилетие ожидать существенных сдвигов в этом направлении? Внедрению «нехимических» методов защиты растений пока мешает недостаточность наших знаний о биологии и экологии вредителей и возбудителей заболеваний. Биологические методы находятся лишь в стадии начальной разработки: сами препараты еще немногочисленны и недостаточно изучены. О массовом применении биологических способов борьбы с вредителями говорить еще рано. Это не значит, что исследования в этом направлении бесперспективны, им в нашей стране уделяется большое внимание. Идеи в этой области высказываются самые заманчивые. Вот, например, сейчас обсуждается идея применения половых аттрактантов — веществ, которые даже в ничтожных дозах привлекают насекомых с большой территории. Такой метод позволил бы собирать всех вредителей в радиусе нескольких километров в одно место и обходиться без химической обработки всех посевных площадей. Ведутся исследования репеллентов, хемостерилянтов, ювенильных гормонов и т. п. Но это пока только идеи, боюсь, что говорить об их осуществлении в ближайшее пятилетие не приходится. 1
В нашей и зарубежной печати часто высказываются требования сократить до минимума применение ядохимикатов, которое нередко приводит к нежелательным последствиям — острым и хроническим отравлениям населения, снижению качества сельскохозяйственной продукции и т. д. Как вы относитесь к этим требованиям? Мне кажется, что такие требования представляют собой неоправданную крайность. Тут нужно различать две стороны дела: реальную опасность, которую несут сами ядохимикаты, и последствия нарушения правил и инструкций, регламентирующих их применение. При соблюдении этих правил даже более или менее токсичные ядохимикаты не могут вызвать неблагоприятного последействия. А что касается неграмотного или безответственного их применения — так ведь не ставим же мы вопрос, например, о сокращении торговой сети из-за того, что сколько-то завмагов осуждены за злоупотребления. Действительно, случаи отравления ядохимикатами пока еще, к сожалению, наблюдаются. Но кто виноват в том, что кое-где зерно, протравленное высокотоксичным ртутьорганическим препаратом гранозаном, выдавали как пищевое на трудодни (было такое однажды)? Наверное, не сам гранозан и не ученые, которые его выдумали... Нужно сказать, что нередко в печати, особенно периферийной, даются грубо ошибочные рекомендации по применению ядохимикатов. В результате их эффективность снижается, и вместо пользы они могут приносить вред. Химический метод защиты растений мы пока еще снять с вооружения не можем и вряд ли сможем в близком будущем. А бороться с неграмотностью в его применении, с грубыми нарушениями технологии химических обработок необходимо. Это тоже, в конце концов, один из выводов, которые должны сделать для себя работники сельского хозяйства из постановления Пленума: ведь там специально говорится о необходимости повышения дисциплины, личной ответственности за порученное дело, за неукоснительное соблюдение и исполнение советских законов. Записал А. ИОРДАНСКИЙ НОВЫЕ ЗАВОДЫ ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ АЗОТНО-ТУКОВЫЙ Агрохимики утверждают: если на поля северо-западных областей нашей страны — Вологодской, Ленинградской, Новгородской, Псковской, Мурманской — вносить на 50% больше, чем сейчас, азотных удобрений, этот край сможет давать почти вдвое больше сельскохозяйственной продукции. В скором времени посевная площадь достигнет здесь 4 миллионов гектаров, и на каждом гектаре пахоты можно будет выращивать 4—4,5 центнера льна (сейчас —2,1—2,5), 170—180 центнеров картофеля (сейчас — 90—120). 8
# ■ ;..i4 Череповецкий азотно-туковый завод. Центральный пульт управления производства Чтобы полностью обеспечить Северо-Запад удобрениями, и был построеь Череповецкий азстно-туковый завод. У этого предприятия, оснащенного современными аппаратами и машинами, приборами контроля и автоматического регулирования, есть две важные особенности, которые отличают его от многих аналогичных заводов. Первая особенность. Новый завод построен рядом с гигантом металлургии — Череповецким металлургическим заводом — и вместе с ним образует своего рода химико-металлургический комбинат. Азотно-туковый завод получает с металлургического воду, пар, а глазное— коксовый газ. На химическом предприятии из него извлекают водород и этиленовую фракцию. После этого калорийное топливо — обогащенный метаном газ — возвращается на металлургический завод. Туда же с азотнотукового завода поступает и кислород для дутья. Основной продукт Череповецкого завода — аммиачная селитра — получается при взаимодействии азотной кислоты с аммиаком. Затем селитру выпаривают и гранулируют в двух огромных A6 метров диаметром и 60 метров высотой) башнях. Производство аммиака и азотной кислоты — главные технологические линии завода. Если аммиачная линия Череповецкого азотно-туко- вого мало отличается от подобных производств, то технология получения азотной кислоты на этом предприятии уникальна. Здесь в крупном промышленном масштабе работают агрегаты для производства азотной кислоты под давлением 7,3 атмосферы *. (Это вторая особенность Череповецкого завода.) За разработку и внедрение этого метода группа ученых и конструкторов Государственного института азотной промышленности была в прошлом году удостоена Государственной премии. Как показал опыт работы Череповецкого азотно-тукового завода, новая схема вдвое дешезле традиционной по капитальным затратам, а себестоимость азотной кислоты здесь на 20% меньше, чем на других предприятиях отрасли. Каждый азотнокислотный агрегат Череповецкого завода дает годовую экономию 750 тысяч рублей. И, что самое важное, азотнокислотнсе производство в Череповце работает без привычного химикам рыжего дыма — «лисьего хвоста»: степень очистки выхлопных газов от окислов азота приближается к 100%. Когда Череповецкий азотно-туковый завод начнет работать на полную мощность, он будет выпускать ежегодно несколько тысяч тонн аммиачной селитры. Инженер Б. БЕРМАН * О производстве азотной кислоты под давлением 7,3 атмосферы рассказано в статье «Азотнокислотный цех без «лисьего хвоста», которая была опубликоЕана в № 12 «Химии и жизни» за 1969 год.— Ред. 9
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ ЛАЗЕРНЫЕ ЛУЧИ: НОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ, ОТКРЫТИЯ, ВОЗМОЖНОСТИ До того, как были изобретены квантовые генераторы, человек располагал лишь маломощными источниками света, в лучах которых большинство тел никек не меняло своих свойств. С появлением лазеров положение разительно изменилось. Только в последние годы открыты совершенно новые физические явления, происходящие при воздействии лазерного излучения нв вещество. О них рассказывает корреспондент «Химии и жизни» В. ЧЕРНИКОВА, ознакомившаяся с работами участников этих исследований — сотрудников Физического института АН СССР. ПРЕЖДЕ ЧЕМ НАЧАТЬ РАССКАЗ О НОВЫХ ЯВЛЕНИЯХ, ВСПОМНИМ, КАК УСТРОЕН ЛАЗЕР Главная часть лазера — квантового генератора света — это его рабочее вещество: газ или жидкость, заполняющие какой-то объем, либо твердое тело, например кристалл рубина или стержень неодимового стекла. Рабочее вещество возбуждают, «накачивают» энергией с помощью света, разряда. Для накачки рубинового лазера светом служит импульсная лампа, похожая на лампу-вспышку для фотографии. Вспышки света от этой лампы возбуждают атомы рабочего вещества; иными словами, их электроны, запасая дополнительную энергию, переходят на более высокие орбиты. Когда рабочее вещество возбуждено, оно может «высветиться» — сбросить свое возбуждение, испуская световые кванты. Если заключить это рабочее вещество между двумя параллельными зеркалами — их называют резонатором,— то «высвечивание» становится координированным, организованным: кванты света многократно проходят от зеркала к зеркалу через рабочее вещество, число их нарастает лавиной, и энергия возбужденного вещества сбрасывается почти мгновенно. Возникает световой поток колоссальной мощности. Цвет луча зависит от того, какое вещество работает в лазере. Луч может быть красным, зеленым, а может бить и невидимым — ультрафиолетовым, инфракрасным. Основные свойства света, испускаемого лазером,— это монохроматичность (луч «окрашен только в один цвет») и строгая направленность (луч «совсем не расходится»). Именно эти свойства позволили сильно сконцентрировать поток света, получить луч небывалой мощности. МОЩНОСТЬ СВЕТОВОГО ИМПУЛЬСА КВАНТОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ МОЖНО УСИЛИТЬ ЕЩЕ БОЛЬШЕ Для этого прибегают к разным уловкам. Вот одна из них. Убирают зеркала-резонатор и накачивают рабочее вещество лазера световой энергией. Наступает момент, когда вещество перевозбуждается, но из-за отсутствия зеркал сбросить излишек энергии организованно не может и только светится, люминесцирует. Если в нужный момент «поставить зеркала на место», а точнее — открыть заслонки, закрывающие их, то добротность всей системы резко повысится. И перевозбужденное рабочее вещество испустит импульс света. Очень короткий — он будет продолжаться всего наносе- ю
11 кунды (одна наносекунда — это 10~s сек., одна миллиардная часть секунды), но зато чрезвычайно мощный. Настолько мощный, что такие импульсы получили название гигантских. На профессиональном языке такой способ повышения мощности лазерного луча называется модуляцией добротности. В последние годы удалось получить световые импульсы еще в тысячи раз короче, так называемые пикосекундные. Они длятся около одной тысячемиллиардной доли секунды (Ю-12 сек.). Эти сверхкороткие импульсы обладают и рекордной мощностью: до ЗООООги- гаватт, или 30 тысяч миллиардов ватт. Когда такой луч пропускают через линзу, то в ее фокусе возникает электромагнитное поле, напряженность которого превышает внутриатомное. Это значит, что речь идет о напряженности электромагнитного поля примерно в миллиарды вольт на сантиметр. В световом луче такой мощности атомы вещества буквально разваливаются. Но и в лучах меньшей мощности свойства среды, сквозь которую они проходят, тоже меняются удивительным образом. Так были открыты совершенно новые эффекты, новые физические явления, поразившие ученых. ОДИН ИЗ САМЫХ КРАСИВЫХ ЭФФЕКТОВ — ГЕНЕРАЦИЯ ГАРМОНИК В веществе, через которое проходит луч, частота световой волны может удвоиться, утроиться, и тогда возникает новое электромагнитное световое поле. Вот поток невидимых инфракрасных лучей, испускаемых неодимовым лазером, падает на кристалл. И неожиданно из кристалла вырывается ослепительный зеленый луч... А красный луч как бы гаснет, пропадает в кристалле, превращаясь в невидимый ультрафиолетовый. Это эффектное явление — впервые его наблюдали американские ученые — получило название генерации гармоник. Чем интересен эффект? В первую очередь тем, что он сильно расширил диапазон волн, которые можно получить с помощью лазера: частота вторичного излучения в несколько раз больше той, что генерирует сам лазер. (При обычной же накачке лазера все обстоит наоборот. Частота света, испускаемого рабочим веществом, будет всегда меньше частоты света накачки. Это естественно, так как часть энергии тратится в процессе возбуждения.) И вот, располагая простой лампой накачки, можно сначала генерировать волну низкой
^^Агё^л^/^^ у*р£ъгг&££4*А*~ частоты, скажем инфракрасную или красную, а потом, генерируя гармоники, уйти от этой низкой частоты на высокую, например в область ультрафиолета, который прямо получить очень трудно. Мощность вторичной гармоники может составлять 30—40% от первой, генерирующей ее; это преобразование очень эффективно. К генерации гармоник примыкает целая группа других интересных явлений, когда, например, две частоты складываются и дают третью, из одной частоты вычитается другая, и получается третья, гак называемая разностная,— все это мир удивительно красивых световых эффектов. И не только красивых, но и полезных. Генерация ультрафиолета важна потому, что эти лучи сильно ионизируют воздух, ускоряют многие химические реакции, губительны для бактерий. А зеленый луч, в который превращается поток инфракрасного света, прекрасно распространяется в морской воде и может быть использован для подводной связи. Генерация гармоник сулит интересные перспективы для цветного телевидения, для конструирования приемников инфракрасного света, которые смогут преобразовывать невидимое излучение в видимое. В ЛУЧЕ МОЩНОГО ЛАЗЕРА ПРОИСХОДИТ СВЕТОВОЙ ВЗРЫВ — ПОДОБИЕ МИНИАТЮРНОГО АТОМНОГО ВЗРЫВА Первые же опыты с лазерами повышенной мощности принесли нечто неожиданное. В фокусе линзы, поставленной на пути луча, внезапно возникала вспышка света и раздавался резкий звук, напоминающий удар бича. Создавалась полная иллюзия взрыва. Но что могло взрываться в свободном пространстве, заполненном одним только воздухом? Только воздух. Так и оказалось на самом деле. В фокусе линзы образовывался сгусток плазмы, в ней лавинообразно нарастала концентрация электронов, и вся энергия луча лазера поглощалась этой плазмой. Плазма расширялась, возникала ударная волна, и события развивались, как при миниатюрном атомном взрыве. Этот эффект получил название световой искры. Он происходит в любом газе, и чем плотнее газ, тем меньшая мощность лазера нужна, чтобы возникла световая искра. Исследования этого эффекта в ФИАНе показали, что световая искра проходит все стадии высокотемпературного взрыва, есть здесь и характерная стадия огненного шара. Температура искры может достигать в начале
13 миллиона градусов — это высокотемпературная плазма, в которой почти все атомы ионизированы и плотность электронов очень высока— до 1020 в кубическом сантиметре. Естественно, тут возникают грандиозные давления, которые заманчиво использовать в сугубо практических целях. Световая искра может инициировать химические реакции, протекающие при очень высоких температурах или реакции, в котоиых участвуют инертные газы. У световой искры неоспоримые преимущества перед электрической: она «стерильна», так как возникает без всяких электродов, которые, испаряясь, могут исказить ход реакции. Световую искру можно зажечь именно там, где идет реакция; для этого достаточно, чтобы стенки сосуда были прозрачны для л>ча лазера. Одним словом, эффекту световой искры можно прочить большое будущее в высокотемпературной химии, которая только начинает развиваться. После того, как были созданы лазеры очень большой мощности, удалось получить световую искру и в несфокусированном луче. Правда, эта искра не так сильно ионизирует газовую среду, но зато она может достигать огромной длины — нескольких десятков метров. Ее можно использовать в роли импульсной антенны для направленных радиопередач, так как образованная ею плазма сильно взаимодействует с радиоволнами. Исследования эффекта световой искры идут и в Советском Союзе, и за рубежом. Это уже не лабораторная диковинка, и широкое применение эффекта сдерживает только то, что мощные лазерные установки стоят пока довольно дорого. ЕЩР. ОБ ОДНОМ ИНТЕРЕСНОМ ЭФФЕКТЕ — О САМОФОКУСИРОВКЕ ЛАЗЕРНОГО ЛУЧА Этот эффект был открыт в Советском Союзе в 1961 г.— сначала был предсказан теоретически, а затем его обнаружили экспериментально— в ФИАНе, МГУ и Горьковском научно-исследовательском радиофизическом институте. В чем его суть? Луч лазера большой мощности настолько сильно воздействует на среду, в которой он проходит, что «внутри луча» изменяется показатель преломления И благодаря этому луч перестает расходиться, он сам себе создает волновод, по которому и распространяется дальше. Он как бы сам себя под фокусирует, сохраняя или даже увеличивая концентрацию собственной энергии. Разница в показателях преломления внутри луча и вне его может
Эти фотографии сделаны в лаборатории Физического института им. П. Я. Лебедева АН СССР. Они иллюстрируют взаимодействие лазерного света с веществом, находящимся в разных состояниях: газообразном, жидком, твердом. Во всех случаях луч лазера большой мощности фокусировался линзой, и фотоаппарат со специальными филы рами регистрировал процессы, разыгрывающиеся в прифокусной зоне линзы. Первый снимок уже знаком читателю по обложке журнала. Луч лазера был сфокусирован в кристалле поваренной соли, произошел взрыв, следы которого и видны на снимке. оказаться настолько большой, что луч «схлоп- нется», сойдется в одной или нескольких точках. Конечно, эти поразительные явления можно наблюдать только в каком-то веществе — жидком, твердом или газообразном, в вакууме их нет. Сотрудники ФИАНа открыли, что самофокусироваться могут не только мощные радио- и световые, но и ультра- и гиперзвуковые лучи. Это еще больше повысило интерес к новому физическому эффекту, потому что гиперзвук и ультразвук широко используют сейчас для обработки материалов. Самое же интересное применение самофокусировки, какое можно сегодня себе представить,— это передача энергии без потерь на большие расстояния. Можно так рассчитать процесс, что световой поток будет самофокусироваться точно на принимающем объекте и именно здесь отдаст свою энергию. На фото 2, сделанном через специальный синий светофильтр (это помечено буквами СС), запечатлен такой же энерговзрыв в воздухе. Светящаяся область напоминает по виду двойную звезду. Впрочем, не только по виду. «Нутро» лазерной звезды-искры разогревается до У температуры в миллион градусов ЛАЗЕР МОЖЕТ СТАТЬ ПРИЧИНОЙ ЯВЛЕНИЯ, ПОЛУЧИВШЕГО НАЗВАНИЕ «МИРАЖ» ПО АНАЛОГИИ С МИРАЖАМИ, ВОЗНИКАЮЩИМИ В ПУСТЫНЯХ Как действует луч лазера на ту или иную мишень? Разрушает, расплавляет, прожигает, а иногда просто сильно нагревает. В последнем случае возникает эффект, очень сходный по природе с появлением миражей. Мираж возникает из-за того, что воздух, например над раскаленными песками пустыни, нагревается неравномерно и каждый его слой по- разному преломляет свет. Солнечные лучи, отраженные от какого-то предмета, проделывают сложный путь в атмосфере, и изображе- _/ ние этого предмета появляется в совершенно неожиданном месте. Точно такой же прихотливый путь может проделать луч лазера, падающий на тело, погруженное в жидкость или газ; только в отличие от обычного миража поверхность тела в этом случае нагревается самим лучом лазера. В ФИАНе ставили такой опыт. Луч лазера направляли на предмет, погруженный в воду. Как только предмет нагревался до тем- N пературы, близкой к точке кипения воды, вокруг него образовывался слой, сильно преломляющий или отражающий световой луч. Тело как бы самоизолировалось от луча света, от чрезмерного нагрева Что можно извлечь из этого эффекта? На- 14 !
3 4 Пожалуй, сложнее всего взаимодействует лазерный свет с жидкостью, это взаимодействие рождает множество химических и физических эффектов. На фото 3 — светящийся конус отмечает путь в жидкости невидимых для глаза луней неодимового лазера. пример, идею конструкции экранирующих устройств, которые защищали бы предметы от теплового действия луча лазера. Или конструкцию специальных зеркал, которые, не разрушаясь, будут отклонять в нужном направлении луч любой, самой большой мощности. Фото 4 снова фиксирует взаимодействие луча лазера с твердым веществом, но, в отличие от поваренной соли, с непрозрачным. Металлическая поверхность под действием лазерного света превращается в фонтан жибкого и газообразного металла. Там, где фокусировался луч мощного лазера, вещество — жидкое, газообразное или твердое — переходило в четвертое состояние — плазменное Снимки сделаны младшим научным сотрудником ФИ АН В. СТЕПАНОВЫМ СВЕТОГИДРАВЛИЧЕСКИИ ЭФФЕКТ: ЖИДКОСТЬ, ПРОЗРАЧНАЯ ДЛЯ СВЕТА ОБЫЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ, БУКВАЛЬНО ВЗРЫВАЕТСЯ В ЛУЧЕ МОЩНОГО ЛАЗЕРА Мощный сфокусированный луч света, проходя через жидкость, вызывает ее бурное вскипание, образует ударные волны. Их давление достигает порой чудовищной величины — миллионов атмосфер. Даже жидкости, прозрачные для света обычной интенсивности, буквально взрываются, если сфокусировать в них луч мощного лазера. Конечно, колоссальные давления получаются в очень малых объемах жидкости. И тем не менее, светогидравлический эффект может стать выгодным средством микрсобработки материалов сверхвысоким давлением. Важно, что сильные ударные и акустические волны удается возбудить на расстоянии, дистанционно, всего одним лучом лазера. Энергия выделяется очень мощным локализованным импульсом, чрезвычайно кратковременным. В этом преимущество светогидравли- ческого эффекта перед известным электрогидравлическим. Но не только в этом, становятся ненужными электроды, быстро раз* рушающиеся и сильно загрязняющие среду, в которой обрабатывается деталь... Исследование взаимодействия лазерных лучей с материей продолжается. На очереди — новые открытия... От редакции. Когда эта статья была уже в печати, мы узнали, что Государственный комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР выдал диплом Г. А. Аскарьяну, A.M. Прохорову и Г.П. Ши- пуло на открытие светогидравлического эффекта. Поздравляем ученых с успехом! 15
ЭЛЕМЕНТ №... Инженер Б. И. КАЗАКОВ ЦИНК Рассказ об элементе № 30 — цинке мы, вопреки традиции, начнем не с истории его открытия, а с самого важного его применения. Это тем более оправданно, что история цинка не отличается точностью — точностью дат. А по значению это несомненно один из важных цветных металлов. Свидетельством первостепенной важности цинка выступает его дешевизна. По стоимости на мировом рынке (данные 1960 года) цинк — третий среди всех металлов. Дешевле него лишь железо и свинец. Дешевизна цинка— 0,29 доллара за килограмм — результат больших масштабов его производства. Ведь и карандаш, к примеру, сделать совсем не просто, но изготовляемые миллионами штук карандаши стоят копейки. Так и с цинком: ие «хорош, потому что дешев», а «дешев, потому что хорош». ЦИНК И СТАЛЬ Как бы громко ни называли наше время: «век полимеров», «век полупроводников», «атомный век» и так далее, по сути дела мы не вышли еще из века железного. Этот металл по- прежнему остается основой промышленности. По выплавке чугуна и стали и сейчас судят о мощи государства. А чугун и сталь подвержены коррозии, и, несмотря на значительные успехи, достигнутые человечеством в борьбе с «рыжим врагом», коррозия ежегодно губит десятки миллионов тонн металла. Нанесение на поверхность стали и чугуна тонких пленок коррозионно-стойких металлов— важнейшее средство защиты от коррозии. А на первом месте среди всех металлопокрытий— и по важности, и по масштабам — CTO^ir покрытия цинковые. На защиту стчли идет 40% мирового производства цинка! Оцинкованные ведра, оцинкованная жесть на крышах домов — вещи настолько привычные, настолько будничные, что мы, как правило, не задумываемся, а почему, собственно, они оцинкованные, а не хромированные или никелированные? Если же такой вопрос возникнет, то «железная логика» мигом выдает однозначный ответ: потому что цинк дешевле хрома и никеля. Но дело не в одной дешевизне. Цинковое покрытие часто оказывается более надежным, нежели остальные, потому что цинк не просто механически защищает железо от внешних воздействий, он его химически защищает. Кобальт, никель, кадмий, олово и другие металлы, применяемые для защиты железа or коррозии, в ряду активности металлов стоят после железа. Это значит, что химически они более стойки, чем железо. Цинк же к хром, наоборот, активнее железа. Хром в ряду активности стоит почти рядом с железом (между ними только галлий), а цинк — перед хромом. Процессы атмосферной коррозии имеют электрохимическую природу и объясняются с электрохимических позиций. Но в принципе механизм защиты железа цинком состоит в том, что цинк — металл более активный — прежде, чем железо, реагирует с агрессивными компонентами атмосферы. Получается, словно металлы соблюдают правило солдатской дружбы: сам погибай, а товарища выручай... Конечно, металлы — не солдаты, тем не менее цинк выручает железо, погибая. Вот что здесь происходит. В присутствии влаги между железом и цинком образуется микрогальванопара, в которой цинк — анод. Именно он и будет разрушаться при возникшем электрохимическом процессе, сохраняя в неприкосновенности основной металл. Даже если покрытие нарушено — появи- 2 Химия и жизнь № 10 17
лась, допустим, царапина,— эти особенности цинковой защиты и ее надежность остаются неизменными. Ведь и в такой ситуации действует микрогальванопара, в которой цинк принесен в жертву, и кроме того, обычно в процессе нанесения покрытия железо и цинк реагируют между собой. И чаще всего царапина оголяет не само железо, а интерметаллическое соединение железа с цинком, довольно устойчивое к действию влаги. Существен и состав продукта, образующегося при «самопожертвовании» элемента № 30. Активный цинк реагирует с влагой воздуха и одновременно с содержащимся в нем углекислым газом. Образуется защитная пленка состава 2ZnC03 ■ Zn(OHJ, имеющая достаточную химическую стойкость, чтобы защитить от реакций и железо, и сам цинк. Но если цинк корродирует в среде, лишенной углекислоты, скажем в умягченной воде парового котла, то пленка нужного состава образоваться не может, и в этом случае цинковое покрытие разрушается намного быстрее. Как же наносят иинк на железо? Способов несколько. Наиболее простой — это нанесение расплавленного иинка на подготовленную стальную поверхность из специального пистолета. Можно оцинковывать сталь (это самый старый способ), просто окуная ее в расплавленный цинк. Кстати, плавится он при сравнительно низкой температуре 419,5° С. Есть, конечно, электрические способы цинкования. Есть, наконец, метод шерардизации (по имени изобретателя), применяемый для покрытия небольших деталей сложной конфигурации, когда особенно важно сохранить неизменными размеры: в герметически закрытом барабане детали, пересыпанные цинковой пылью, выдерживают в течение нескольких часов при температуре 350—375° С. В этих условиях атомы цинка достаточно быстро диффундируют в основной материал; образуется железо-цинковый сплав, слой которого не «уложен» поверх детали, а «внедрен» в нее. СПЛАВЫ И НЕМНОГО ИСТОРИИ Уже упоминалось, что история элемента с атомным номером 30 достаточно путана. Но одно бесспорно: сплав меди и цинка — латунь была получена намного раньше, чем металлический цинк. Самые древние латунные предметы, сделанные примерно в 1500 году до новой эры, найдены при раскопках в Палестине. Приготовление латуни восстановлением особого камня — ха^£и* (кадмея) углем в присутствии меди описано у Гомера, Аристотеля, Плиния Старшего. В частности, Аристотель писал о добываемой в Индии меди, которая «отличается от золота только вкусом». Действительно, в довольно многочисленной группе сплавов, носящих общее название латуней, есть одна — Л-96, или томпак, по цвету почти неотличимая от золота. Между прочим, томпак содержит меньше цинка, чем большинство латуней: цифра за индексом «Л» означает процентное содержание меди. Значит, на долю цинка в этом сплаве приходится не больше 4%. Можно предполагать, что металл из «кад- меи» и в древности добавляли в медь не только затем, чтобы осветлить ее. Меняя соотношение цинка и меди, можно получить многочисленные сплавы с различными свойствами. Не случайно латуни поделены на две большие группы — альфа- и бета-латуни. В первых цинка не больше 33%- Почему именно 33? С увеличением содержания цинка пластичность латуни растет, но только до определенного предела: латунь с 33 и более процентами цинка при деформировании в холодном состоянии растрескивается. 33% Zn — рубеж роста пластичности, рубеж, за которым латунь становится хрупкой. Впрочем, могло случиться, что за основу классификации латуней взяли бы другой «порог» — все классификации условны,— ведь и прочность латуней растет по мере увеличения в них содержания цинка, но тоже доопределенного предела. Здесь предел иной — 47—50% Zn. Прочность латуни, содержащей 45% Zn, в несколько раз больше, чем сплава, отлитого из равных количеств цинка и меди. Широчайший диапазон свойств латуней объясняется прежде Есего хорошей совместимостью меди и цинка, они образуют серию твердых сплавов с различной кристаллической структурой. Так же разнообразно и применение сплавов этой группы. Из латуней делают конденсаторные трубки и патронные гильзы, радиаторы и различную арматуру и множество других вещей, всего не перечислить. И что здесь особенно важно: введенный в разумных пределах цинк всегда улучшает механические свойства меди (ее прочность, пластичность, коррозионную стойкость). И всегда при этом он удешевляет сплав, ведь цинк намного дешевле меди. Легирование делает сплав более дешевым — такое встретишь не часто. Цинк входит и б состав другого древнего сплава на медной основе. Речь идет о бронзе. Это раньше делили четко: медь плюс олово — 18
На первом месте среди всех металлопокрытий - и по важности, и по масштабам — стоят покрытия цинковые бронза, медь плюс цинк — латунь. Теперь «грани стерлись». Сплав ОЦС-3-12-5 считается бронзой, но цинка в нем в четыре раза больше, чем олова. Бронза для отливки бюстов и статуй содержит (марка БХ-1) от 4 до 7% олова и от 5 до 8% цинка. То есть называть ее латунью оснований больше—на 1%. А ее по-прежнему называют бронзой, да еще художественной... До сих пор мы рассказывали только о защите цинком и о легировании цинком. Но есть и сплавы на основе элемента № 30. Хорошие литейные свойства и низкие температуры плавления позволяют отливать из таких сплавов сложные тонкостенные детали. Даже резьбу под болты и гайки можно получать непосредственно при отлстке, если имеешь дело со сплавами на основе цинка Растущий дефицит свинца и олова заставил металлургов искать рецептуры новых типографских и антифрикционных сплавов. Доступный, довольно мягкий и относительно легкоплавкий цинк, естественно, привлек внимание в первую очередь. Почти тридцать лет поисковых и исследовательских работ предшествовали появлению антифрикционных сплавов на цинковой основе. При небольших нагрузках они заметно уступают и баббитам и бронзам, но в подшипниках большегрузных автомобилей и железнодорожных вагонов, угледробилок и землечерпалок они стали вытеснять традиционные сплавы. И дело здесь 2* 19
не только в относительной дешевизне сплавов на основе цинка. Эти материалы прекрасно выдерживают большие нагрузки при больших скоростях в условиях, когда баббиты начинают выкрашиваться. Цинковые сплавы появились и в полиграфии. Так, наряду с сурьмяно-оловянно-свин- цовым сплавом гартом для отливки шрифтов используют и так называемый сплав № 3, в котором содержится до 3% алюминия, 1,2—1,6% магния, остальное — цинк. К роли цинка в полиграфии мы еще вернемся в рассказе о металлическом цинке. МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЦИНК И СНОВА НЕМНОГО ИСТОРИИ Когда впервые был выплавлен металлический цинк, точно не установлено. Известно, что в Индии его получали еше в V веке до новой эры. Получение металлического цинка (под названием тутии или фальшивого серебра) описано у римского историка Страбона F0—20 гг. до н. э.). Позже, однако, искусство выплавки пинка в Европе было утрачено. Правда, цинк ввозили из стран Востока, но в очень небольших количествах, и до середины XVIII века цинк оставался редкостью. Лишь в 1743 году в Бристоле заработал первый в Европе цинковый завод. А ведь еще в конце XIII века Марко Поло описывал, как получают этот металл в Персии. Крупнейшие ученые XVI века Парацельс и Агрикола в своих трудах уделяли место выплавке цинка. В том же XIII веке были предприняты первые попытки выплавлять его в заводских условиях. Но производство «не пошло», технологические трудности оказались непреодолимыми. Цинк пытались получать точно так же, как и другие металлы. Руду обжигали, превращая цинк в окись; затем эту окись восстанавливали углем. Цинк, естественно, восстанавливался, взаимодействуя с углем, но... не выплавлялся. Не выплавлялся потому, что этот металл уже в плавильной печи испарялся — температура его кипения всего 906° С. А в печи был воздух. Встречая его, пары активного цинка реагировали с кислородом, и вновь образовывался исходный продукт — окись цинка. Наладить цинковое производство в Европе удалось лишь после того, как руду стали восстанавливать в закрытых ретортах без доступа воздуха. Примерно так же «черновой» цинк получают и сейчас, а очищают его рафинированием. Пирометаллургическим способом сейчас получают примерно половину производимого в мире цинка, а другую половину — гидрометаллургическим. Следует иметь в виду, что чисто цинковые руды в природе почти не встречаются. Соединения цинка (обычно 1—5% в пересчете на металл) входят в состав полиметаллических руд. Полученные при обогащении руды цинковые концентраты содержат 48—65% пинка, до 2% меди, до 2% свинца, до !0—12% железа. И плюс доли процента рассеянных и редких металлов. Сложный химический и минералогический состав руд, содержащих цинк, был одной из причин, по которым цинковое производство рождалось долго и трудно. В переработке полиметаллических руд и сейчас еще есть нерешенные проблемы... Но вернемся к пирометаллургии элемента № 30 — в этом процессе проявляются сугубо индивидуальные его особенности. При резком охлаждении пары цинка сразу же, минуя жидкое состояние, превращаются в твердую пыль. Это несколько осложняет производство. Но часто бывает нужно сохранить цинк именно в виде пыли, а не переплавлять его в слитки. В пиротехнике цинковую пыль применяют, чтобы получить голубое пла мя. В производстве редких и благородных металлов цинком вытесняют золото и серебро из цианистых растворов. Как ни парадоксально, но и при получении самого цинка (и кадмия) гидрометаллургическим способом применяется цинковая пыль — для очистки раствора сульфата цинка от меди и кадмия. Но это еще не все. Вы никогда не задумывались, почему металлические мосты, пролеты заводских цехов и другие крупногабаритные изделия из металла чаще всего окрашивают в серый цвет? Главная составная часть применяемой во всех этих случаях краски—все та же цинковая пыль. Смешанная с окисью цинка и льняным маслом, она превращается в краску, которая отлично предохраняет от коррозии. Эта краска к тому же дешева, пластична, хорошо прилипает к поверхности металла и не отслаивается при температурных перепадах. Мышиный цвет — тоже скорее достоинство, чем недостаток. Изделия, которые покрывают такой краской, должны быть немарки и в то же время опрятны. На свойствах цинка сильно сказывается степень его чистоты. При 99,9% и 99,99% чистоты цинк хорошо растворяется в кислотах. Но стоит «прибавить» еще одну девятку (99,999%), и цинк становится нерастворимым в кислотах даже при сильном нагревании. 20
4r О 9 ^> О ъ\1\9 ЖЕЛ?Э ^ж£*ол0 ^НКОЪАНЬо^ МЕТАЛЛ покрытия hsochOBho и ' МЕТАЛЛ рАзрушлющиися слой Схема коррозионных процессов, происходящих в оцинкованном и луженом железе Цинк такой чистоты отличается и большой пластичностью, его можно вытягивать в тонкие нити. А обычный цинк удается прокатать в тонкие листы, лишь нагрев его до 100— 150° С. Нагретый же до 250е С и выше, вплоть до точки плавления, цинк опять становится хрупким: происходит очередная перестройка его кристаллической структуры. Листовой цинк широко применяют в гальванических элементах. Первый «вольтов столб» состоял из кружочков цинка и меди. И в современных химических источниках тока отрицательный электрод чаще всего делается из элемента № 30. Значительна роль этого элемента и в полиграфии. Мы уже упоминали о типографских сплавах на основе цинка, но главное в другом. Из цинка делают клише, позволяющие воспроизвести в печати рисунки и фотографии. Специально приготовленный и обработанный типографский цинк воспринимает фотоизображение. Это изображение в нужных местах защищают краской, и будущее клише протравливают кислотой. Изображение приобретает рельефность, опытные граверы подчищают его, а потом эти клише идут в печатные машины. К полиграфическому цинку предъявляют особые требования: прежде всего он должен иметь мелкокристаллическую структуру, особенно на поверхности слитка. Поэтому цинк, предназначенный для полиграфии, всегда отливают в закрытые формы. Для «выравнивания» структуры применяют отжиг при 375° С с последующим медленным охлаждением и горячей прокаткой. Строго лимитируют и присутствие в таком металле примесей, особенно свинца Если его много, то нельзя будет вытравить клише так, как это нужно. Если же свинца меньше 0,4%, то трудно получить нужную мелкокристаллическую структуру. Вот по этой кромке и «ходят» металлурги, стремясь удовлетворить запросы полиграфии. КОРОТКО О СОЕДИНЕНИЯХ ЦИНКА (К СНОВА НЕМНОГО ИСТОРИИ — ДРЕВНЕЙ И НОВОЙ) Еще при первых попытках выплавить цинк из руды у средневековых химиков получался бе- 21
лый налет, который в книгах того времени называли двояко: либо «белым снегом» (nix alba), либо «философской шерстью» (lana philosophica). Нетрудно догадаться, что это была окись цинка ZnO — вещество, которое есть в жилище каждого городского жителя наших дней. Этот «снег», будучи замешанным на олифе, превращается в цинковые белила — самые распространенные из всех белил. Окись цинка нужна не только для малярных дел, ею широко пользуются многие отрасли промышленности. Стекольная — для получения молочного стекла и (в малых дозах) для увеличения термостойкости обычных стекол. В резиновой промышленности и производстве линолеума окись цинка используют как наполнитель. Известная цинковая мазь на самом деле не цинковая, а окисно-цинковая. Препараты на основе ZnO эффективны при кожных заболеваниях. Наконец, с кристаллической окисью цинка связана одна из самых больших научных сенсаций двадцатых годов нашего века. В 1924 году один из радиолюбителей города Томска установил рекорд дальности приема. Детекторным приемником он в Сибири принимал передачи радиостанций Франции и Германии, причем слышимость была более отчетливой, чем у владельцев одноламповых приемников. Как это могло произойти? Дело в том, что детекторный приемник томского любителя был смонтирован по схеме сотрудника нижегородской радиолаборатории О. В. Лосева. Лосев установил, что если в колебательный контур определенным образом включен кристалл окиси цинка, то последний будет усиливать колебания высокой частоты и даже возбуждать незатухающие колебания. В наши «веселые транзисторные дни» гакое событие прошло бы почти незамеченным, но в 1924 году изобретение О. В. Лосева представлялось революционным. Вот что говорилось в редакционной статье американского журнала «Radio news», целиком посвященной работе нижегородского изобретателя: «Изобретение О. В. Лосева из Государственной радиоэлектрической лаборатории в России делает эпоху, и теперь кристалл заменит лампу!». Автор статьи оказался провидцем: кристалл действительно заменил лампу; правда, это не лосевские кристаллы окиси цинка — кристаллы других веществ. Но, между прочим, среди широко применяемых полупроводниковых материалов есть соединения цинка. Это его селениды и теллуриды, антимонид и арсенид. Еще более важно применение некоторых соединений цинка, прежде всего его сульфида, для покрытия светящихся экранов телевизоров, осциллографов, рентгеновских аппаратов. Под действием коротковолнового излучения или электронного луча сернистый цинк приобретает способность светиться, причем эта способность сохраняется и после того, как прекратилось облучение. Э. Резерфорд, впервые столкнувшись с явлением послесвечения сернистого пинка, воспользовался им для подсчета вылетающих из ядра альфа-частиц. В несложном приборчике, спинтарископе, ударяясь об экран, покрытый сульфидом цинка, эти частицы высекали вспышку, видимую глазом. А если частицы падали на экран достаточно часто, то вместо вспышек появлялось постоянное свечение. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЦИНКА Фармацевты и медики жалуют многие соеди- * нения элемента № 30. Со времен Парацельса до наших дней в фармакопее значатся глазные цинковые капли @,25 % -нь;й раствор ZnS04). Как присыпка издавна применяется цинковая соль стеариновой кислоты. Фенол- сульфонат цинка — хороший антисептик. Суспензия, в которую входят инсулин, протамин и хлорид цинка,— новое эффективное средство против диабета, действующее лучше, чем чистый инсулин. И вместе с тем многие соединения цинка, прежде всего его сульфат и хлорид, токсичны. Цинк — один из важнейших микроэлементов. И в то же время избыток цинка для растений вреден. Биологическая роль иинка двояка и не до конца выяснена. Установлено, что цинк — обязательная составная часть фермента крови— карбоангидразы. Этот фермент содержится в эритроцитах. Карбоангидраза ускоряет выделение углекислого газа в легких. Кроме того, она превращает часть С02 в ион НСОз~, играющий важную роль в обмене веществ. Но вряд ли только карбоангидразой ограничивается роль цинка в жизни животных и человека. И если бы было так, то трудно было бы объяснить токсичность соединений элемента № 30. Известно, что довольно много пинка содержится в яде змей, особенно гадюк и кобр. Но в то же время известно, что соли цинка специфически угнетают активность этих же самых ядов, хотя, как показали опыты, под действием солей цинка яды не разрушаются. Как объяснить такое противоречие? Считают, 22
что высокое содержание иинка в яде — это то средство, которым змея от собственного яда защищается. Но такое утверждение еще требует строгой экспериментальной проверки. Ждут выяснения и многие тонкие детали общей проблемы «цинк и жизнь»... Что можно сказать в заключение об элементе № 30? Только одно: элемент этот не очень эффектный (как не очень эффектно и цинковое покрытие). Но для всех нас он разносторонне важен. Фото Л. ЧИСТОГО ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ЕСТЬ РЕЦЕПТ! В № 6 «Химии и жизни», публикуя отрывок из повести Р. Бредбери «Вино из одуванчиков», вы написали, что рецепт этого вина разыскать не удалось. Рад сообщить вам, что мои поиски оказались более успешными. В книге М. Aylett «Encyclopaedia of homemade wines» («Энциклопедия домашних вин», Лондон, 1957] говорится и о вине из одуванчиков. Правда, способ его приготовления не совсем такой, какой описан у Бредбери. Но, тем не менее,— вот этот рецепт. «В сухой, солнечный день соберите одуванчики, отделите пепестки от чашечек и сложите их в миску. Залейте кипятком (питр кипятка на питр лепестков] и оставьте настаиваться в течение трех дней. Потом переложите пепестки вместе с настоем в кастрюпю или котел, добавьте сок и керку одного апельсина и одного пимона, щепотку имбиря и сахар A,2 кг на литр]. Кипятите полчаса, потом остудите до температуры человеческого тела. На помтик поджаренного хлеба намажьте 30 г дрожжей и пустите хпеб плавать по поверхности сусла. Накройте и поставьте бродить. Когда пена начнет опадать, осторожно процедите в бочонок, закупорьте его и оставьте созревать. Если вино изготовлено весной, оно поспеет к Новому году. Если бочонок не закупоривать и каждый день добавлять в него по несколько мепко нарезанных изюминок или немного сахара, вино получится довольно крепкое. Хорошее вино из одуванчиков по вкусу напоминает виски». Между прочим, в этой же книге напечатан еще и рецепт пива из одуванчиков — желающие могут отведать и его. «Весной, когда одуванчики еще молодые и нежные, соберите 400 г растений (целиком, вместе с корнями], хорошенько промойте, обрежьте волокнистые корни, оставив прикорневые розетки, и сложите растения в кастрюпю, добавив сок и корку двух лимонов. Влейте 2 л воды и кипятите четверть часа, потом отцедите жидкость, добавьте в нее 800 г сахара и 60 г винного камня (кислого виннокислого копия]. Когда смесь остынет, добавьте немного пивных дрожжей, плотно закупорьте и оставьте на три дня бродить. После этого разлейте в прочные бутылки. Через неделю пиво будет готово к употреблению». Д. АЛЕКСЕЕВ, Москва Вина из одуванчиков по Бредбери я, правда, не пробовал; но рецепт такого вина существует. Во всяком случае, я его читал в нашей газете «Svobodne slovo» от 24 мая 1969 г., куда его прислал читатель В. С. из города Мечник. По этому рецепту берут 1 кг желтых цветов одуванчика, 2 лимона, 1 апельсин, 1,5 кг сахара, винные дрожжи и «питательную сопь» [это, кажется, диаммонийфос- фат (NH4]2HP04]. Цветы заливают 5 л кипятка, настаивают сутки, настой сливают и к нему прибавляют мепко нарезанные лимоны, апельсин и сахар. Смесь кипятят 20 минут, процеживают, добавляют питательную сопь и дрожжи и оставляют бродить при комнатной температуре. А. РУСИНА, Прага, ЧССР 23
Высокочувствительные приемники в инфракрасном диапазоне позволили разработать новые методы наблюдения слабонагретых предметов (тепловидение)... Соответствующие приборы дают возможность получить тепловую фотографию объекта за несколько секунд... В медицине температурный «портрет» человека откроет огромные ■ возможности для диагностики заболеваний. Из доклада академика Н. Г. Босова «Физика и технический прогресс» на Общем собрании АН СССР 3 февраля 1970 года Это странное изображение — термограмма, или портрет человека в инфракрасных лучах (не отраженных, а испускаемых им самим). В инфракрасном диапазоне излучает любое физическое тело, нагретое хоть на сколько-нибудь выше абсолютного нуля, а яркость излучения зависит от температуры. Распределение температуры на поверхности человеческого тела, фиксируемое такими термограммами, может свидетел ьствовать о некоторых тяжелых заболеваниях, которые нельзя обнаружить другими способами. БОЛЕЗНИ И ЛЕКАРСТВА ДИАГНОЗ ПО ФОТОГРАФИИ ОТКРЫТИЕ ДОКТОРА ЛОУСОНА В 1955 г. канадский врач Р. Лоусон занимался испытанием некоторых средств, предложенных для лечения рака. В ходе работы ему понадобилось измерить температуру кожи над опухолью. И тут обнаружилась удивительная закономерность: оказалось, что у большинства обследованных женщин, больных раком грудной железы, температура кожи над опухолью повышена! Заметный подъем температуры — на 1—3° С — наблюдался даже тогда, когда опухоль была меньше сантиметра в диаметре; опухоль таких размеров при обычном осмотре обнаружить очень трудно. А между тем именно на этом этапе развития опухоли она часто дает метастазы: перерожденные клетки проникают в общий кровоток и могуг дать начало новым опухолям. Не допустить этого, как можно раньше поставить диагноз и удалить опухоль—важнейшая задача онколога. А вот другая сложная клиническая проблема. Хирург обнаружил опухоль грудной железы. Какая она — злокачественная или нет? Обычный метод в таких случаях — биопсия: из опухоли извлекают маленький кусочек ткани, который подвергают гистологическому исследованию. Допустим, что признаков злокачественного роста не обнаружено. Но полной уверенности все-таки нет: ведь этот результат касается только удаленного кусочка! Раковая опухоль может притаиться где-то рядом... 24
Светлое пятно на левой стороне груди — местное повышение температуры Современные аппараты «тепловидения» не только показывают относительное распределение температуры, но и позволяют с большой точностью определять ее абсолютную величину. С помощью специального устройства на термограмме можно выделить любые изотермы (линии, соединяющие точки с одинаковой над злокачественной опухолью молочной железы температурой). Отсчет температуры производится по шкале в нижней части экрана. На этой термограмме выделены две изотермы: одна, обрисовывающая контуры тела, соответствует наиболее низкой температуре, другая показывает, наоборот, самые горячие участки. На правой стороне груди видно одиночное пятно — это опухоль фиброаденома Все это прекрасно знал Лоусон. И он не мог не подумать: может быть, его неожиданные наблюдения и есть долгожданный ключ к ранней диагностике рака? Но до решения проблемы было еще далеко. Кожный электротермометр, которым пользовался Лоусон, был несовершенен. Нужно было искать какие-то другие методы и приборы. А что если попытаться определять температуру кожи не термометром, а по инфракрасному излучению самого тела? Ведь любое физическое тело, температура которого выше абсолютного нуля, излучает тепловые — инфракрасные лучи, энергия которых зависит от температуры поверхности этого тела. Тепловое излучение предметов давно и широко использовали топографы, с его помощью они получали ночные (и для определенных целей дневные) фотографии местности в инфракрасных лучах. Существовала и нужная для этого аппаратура. Правда, чтобы ее получить, Лоусону пришлось обратиться в военное министерство: инфракрасная термография в те годы использовалась в основном Еоенной разведкой. Но так или иначе, вскоре приборы были получены, и можно было приступить к клиническим исследованиям. ПОРТРЕТ РАКОВОЙ ОПУХОЛИ В феврале 1956 г. Лоусон снял первые инфракрасные термограммы двух женщин, страдавших раком грудной железы. На черно-белых снимках, напоминающих рентгеновские, было 25
хорошо видно не только нарушение симметрии в распределении температур на здоровой и больной стороне, но и четкие контуры опухоли! Здоровая ткань выглядела равномерно окрашенной в черный цвет. А участки над опухолевыми узлами были «горячими» и на термограммах выглядели светлее. Результаты своих наблюдений Лоусон изложил в журнальной статье, увидевшей свет в 1958 г. Его сообщение привлекло к себе внимание онкологов всего мира. С 1960 г. началось систематическое применение инфракрасной термографии. Сейчас исследования в этом направлении ведутся во многих странах— СССР, США, Англии, Франции, Швеции. Некоторые энтузиасты сравнивали появление инфракрасной термографии с открытием рентгеновских лучей. Может быть, это преувеличение. Но нет сомнений в том, что это действительно ценный диагностический метод. Местное повышение температуры может свидетельствовать не только о наличии опухоли. На этой термограмме нижней конечности видно светлое, горячее пятно: у больного варикозное расширение вен. По термограмме легко определить границы очага воспаления Первые же опыты показали, что врач может прочесть на термограмме много интересного. Температура кожи над грудной железой, как выяснилось, повышается не только при раке, но и при воспалившихся кистах, фиброаденомах, некоторых других заболеваниях. При поверхностных абсцессах температура повышается на 5° С и даже больше. Такая же картина наблюдается и при некоторых физиологических состояниях (беременности, кормлении грудью), но тогда подъем температуры обычно симметричен. Таким образом, повышение температуры еще не свидетельствует однозначно о раке. Но среди всех больных раком грудной железы не было ни одной, у которой повышение температуры кожи над опухолью отсутствовало бы. И во многих случаях термографические показатели были единственным признаком заболевания, все остальные методы исследования, включая рентгенографию и радиоизотопную методику, давали отрицательный результат, хотя рак все-таки был... Термография — относительно простой, быстрый, совершенно безвредный и безболезненный метод исследования. Со временем она, как и флюорография, по-видимому, будет применяться для массового профилактического обследования. Первые попытки таких обследований уже сделаны. В ходе одной из них были сняты инфракрасные термограммы 1924 женщин. У 163 из них был обнаружен тревожный признак — местное повышение температуры над одной из грудных желез. Тщательное исследование показало, что у 22' женщин действительно была раковая опухоль, у 97 — различные другие заболевания, и только 44 оказались практически здоровыми. Очевидно, такое массовое обследование позволяет отобрать «подозрительных» для дальнейшей тщательной проверки. Не обошлось, конечно, и без попыток применить инфракрасную термографию для выявления других опухолей. Как и следовало ожидать, обнадеживающие результаты удалось получить главным образом в тех случаях, когда злокачественные новообразования лежали неглубоко под поверхностью тела. На термограммах, например, хорошо выявлялись саркомы мягких тканей (описано даже несколько случаев, когда диагноз саркомы поставили на основании этого метода). «Горячие пятна» обнаруживались также над неглубоко лежащими метастазами, над карциномами щитовидной железы и т. д. Совершенно неожиданно оказалось, что с помощью термографии можно распознавать опухоли 26
костей. Все костные новообразования, за исключением лишь очень мелких метастазов, дают «горячие пятна» на термограммах. Что же касается злокачественных опухолей, расположенных глубже,— опухолей легких, брюшной полости и т. д.,— то здесь исследователей, к сожалению, постигла неудача. Как правило, результаты термографии здесь были весьма неопределенными, и ценность их всякий раз вызывала большое сомнение. ТРУДНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ Как и любой новый метод исследования, термография все еще нуждается в серьезном усовершенствовании. Существующие сейчас термографы — сложные, громоздкие и дорогие аппараты. Этим отчасти и объясняется то обстоятельство, что инфракрасная термография до сих пор не получила массового распространения в повседневной медицинской практике ни у нас, ни за рубежом. Получать четкие термограммы нелегко. Для усиления температурного констраста исследуемому приходится раздетым ждать 10— 20 минут: за это время поверхность тела остывает. Кожа над злокачественной опухолью охлаждается в меньшей степени и медленнее, потому что опухолевый рост всегда сопровождается большой напряженностью обменных процессов и значительным притоком крови. А теперь несколько слов о попытках применить термографию в других областях медицины. Журнал «Химия и жизнь» уже рассказывал о расширении вен A969, № 7). При этом заболевании у людей нередко возникают долго не заживающие язвы на ногах. Их пытаются лечить пересадкой кожи, но до недавнего прошлого хирург не мог предвидеть, даст ли такое лечение желаемый результат. Здесь, может быть, поможет термография. Выяснено, что при «холодных» язвах пересаженная кожа приживается гораздо хуже, чем при «горячих». Пересадка кожи — часто единственный путь к спасению обожженных или обмороженных людей. При этом очень важно узнать точные границы участков омертвения тканей. Путем простого осмотра это сделать нелегко. А на термограммах такие участки всегда «холодные», в то время как остальная часть обожженной или обмороженной поверхности тела теплее, чем здоровые ткани. Намечается использование термографии даже в гинекологической практике. Специалисты знают, как трудно поставить диагноз беременности в первые ее недели. Нередко для этого приходится прибегать к сложным биологическим методам исследования. Оказывается, их вполне можно избежать, если обратиться к термографии. .Обнаружен новый надежный признак беременности — повышение температуры грудных желез, появляющееся уже на первых неделях. При обследовании 50 беременных женщин температура желез у каждой из них была повышена на 1 — 3°С, тогда как в контрольной группе из 50 женщин повышение температуры отмечалось только у одной. И, наконец, еще одна неожиданная область применения термографин—конструирование одежды. Дело в том, что у одетого человека теплоотдача происходит в основном путем лучеиспускания, поэтому на термограммах прекрасно видны участки, через которые теряется больше всего тепла. Вряд ли нужно говорить, какое значение имеюф такие данные для модельеров, особенно для тех, кто создает одежду для Крайнего Севера, а может быть, и костюмы для космонавтов... С. МАРТЫНОВ ЕЩЕ О ТЕРМОГРАФИИ Корреспондент «Химии и жизни» обратился к сотрудникам Института клинической и экспериментальной хирургии Министерства здравоохранения СССР кандидату медицинских наук А. Г. ВЫХОВСКОЙ и В. В. САНДРИКОВУ с просьбой рассказать о том, как они испопьзуют инфракрасную термографию в своей работе. В нашей стране один из первых термографических аппаратов медицинского назначения — установка теплового видения Всесоюзного электротехнического института им. В. И. Ленина — появился в 1965 г. Сейчас в нашем распоряжении есть более совершенные аппараты отечественного производства. Они показывают нам изображение в инфракрасных лучах на экране с частотой 16 кадров в секунду, как в узкопленочном 27
Темная тень, окутавшая пальцы левой руки на термограмме слева,— свидетельство нарушенного кровоснабжения; диагноз — сужение артерий в результате сблитерирующего атеросклероза Форма затемнения на термограмме справа подсказывает врачу, что у больного закупорена правая подключичная артерия кино, а качество изображения гораздо лучше, чем во многих любительских фильмах: мы можем различать детали размером до 1 мм и определять разницу температур до 0,1° С. Основная наша специальность — заболевания сосудов. Здесь инфракрасная термография открывает особенно заманчивые перспективы. Самые распространенные сейчас заболевания артерий — облитерирующий атеросклероз и облитерирующий эндар- териит. Оба они поражают стенки сосудов и могут заканчиваться полным заращением — облитерацией артерий. Снабжение кровью соответствующих участков тела при этом резко ухудшается, и дело может кончиться гангреной... Для успешного лечения очень важно как можно раньше поставить диагноз. А это, пожалуй, самое трудное: первые признаки этих болезней очень напоминают картину других заболеваний (поражений нервной системы, воспаления вен и т. д.). Да и между собой их различить нелегко. А сосуды поражаются разные: при обл итерирующем эндартериите — преимущественнс мелкие артерии конечностей, а при атеросклерозе — крупные артериальные стволы. Методов диагностики заболеваний артерий существует много. Но все они недостаточно физиологичны, не очень наглядны, обследование занимает много времени и не позволяет однозначно определить болезнь. Здесь нам и оказывает огромную помощь инфракрасная термография. На экране «тепловизора» или на фотографии мы видим все тепловое поле человека и получаем возможность судить о кровоснабжении отдельных участков организма. Вот только один пример. Больная А., 24-х лет, жаловалась на зябкость левой стопы и боли даже при небольших усилиях и просто при ходьбе. Объективное исследование обычными методами не обнаружило никаких изменений сосудов. Больную направили в наш институт. Но и здесь самые совершенные диагностические методы не дали определенного ответа. Правда, на тыльной части стопы не было пульса, но это бывает и у здоровых людей... Характер заболевания мы смогли установить только с помощью термографии. 28
ш Пальцев обеих ног на левой термограмме не видно: их температура не отличается от температуры фона. Это облитерирующий эндартериит. На правой ноге поражены сосуды не только стопы, но и голени А на правой термограмме затемнение распространяется от колена вниз. Поглядев на эту термограмму, врач определит: острый тромбоз правой подколенной артерии На экране термографа было отчетливо видно, что первые три пальца на левой, больной стопе гораздо темнее, а значит, холоднее, чем на правой. Разница составляла 3°С. Такая картина могла наблюдаться только при обл итерирующем эндартериите: если поражена крупная артерия, потемнение начинается, как правило, не снизу, а сверху, с бедра или голени. Больной было назначено лечение. Спустя три месяца она почувствовала себя лучше, боли почти исчезли. Но нам и без этого было ясно, что лечение помогло: на экране термографе мы видели, что больные пальцы заметно посветлели. Повышение температуры означало, что кровоснабжение нормализовалось. Термографическое обследование помогает нам диагностировать и лечить и заболевания вен, например определять точное расположение пораженных узлов при варикозном расширении вен (такие узлы всегда теплее и на термограмме выглядят более светлыми), а главное —видеть, насколько вовлечены в воспалительный процесс окружающие ткани. Еще одна важная область применения тепловидения — диагностика злокачественных опухолей, расположенных неглубоко под поверхностью тела, особенно опухолей кожи и молочных желез. Уже первые эксперименты дали очень интересные результаты. Оказалось, что термография позволяет даже отличать злокачественные опухоли молочной железы от доброкачественных: при раке местное повышение температуры над опухолью гораздо выше B° С и более). Видимо, термография поможет врачам ставить диагноз и в других случаях: при разных инфекционных заболеваниях, повреждениях костей и мягких тканей, при патологии беременности. Задача теперь состоит в том, чтобы параллельно с дальнейшим изучением возможностей, открываемых термографией, как можно шире внедрять ее в практику. В этом году в СССР выпускается первая опытная партия аппаратов для инфракрасной термографии. Мы надеемся, что через несколько лет такие аппараты прочно войдут в арсенал врачей. 29
ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ОБЪЯВЛЕНИЕ К 150-летию со дня рождения Ф. Энгельса Всесоюзное общество «Знание» проводит цикл лекций на тему «Фридрих Энгельс и наука». Цикл включает 12 лекций. Первая из них («Фридрих Энгельс — величайший ученый - революционер») состоится в октябре, вторая («Фридрих Энгельс и современная наука»)— в ноябре. Лекции будут читаться в Малом зале Центрального лектория общества «Знание» и в Музее Маркса и Энгельса. СОВЕЩАНИЯ И КОНФЕРЕНЦИИ Совещание по механизму высокотемпературной коррозии и методам защиты от нее. Ноябрь. Москва. (Институт физической химии АН СССР) 2-й всесоюзный симпозиум по элементарным процессам химии высоких энергий. Ноябрь. Москва. (Научный совет по химии частиц высоких энергий АН СССР) Совещание по физико- химическим проблемам кристаллизации. Ноябрь. Москва. (Институт физической химии АН СССР) Совещание по теории процессов в кипящем слое. Ноябрь. Ленинград. (Ленинградский технологический институт им. Ленсовета) 2-е всесоюзное совещание по модификации древесины. Ноябрь. Рига. (Институт химии древесины АН Латвийской ССР) Совещание по механизму окисления органических соединений в жидкой фазе. Ноябрь. Ереван. (Научный совет по теории химического строения, кинетики, реакционной способности и катализа АН СССР) Пути увеличения производства и повышения качества углеводородного сырья для нефтехимии JC2 — Cs). Ноябрь. Казань. (Всесоюзный научно - исследовательский институт углеводородного сырья) Результаты научно-исследовательских работ по синтезу наиболее эффективных стабилизаторов, ускорителей, агентов вулканизации и по- рофоров, применяемых в п роизводстве поли - мерных материалов. Ноябрь. Тамбов. (Министерство нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР) Развитие научно-исследовательских работ в области синтеза связующих синтетических смол, применяемых для получения стеклопластиков. Ноябрь. Калинин. (Всесоюзное объединение промышленности стекловолокна и стеклопластиков) МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВСТРЕЧИ Международная выставка и конгресс по пластическим массам. Октябрь — ноябрь. Нидерланды, Утрехт. Международный кон* гресс по аллергологии. Октябрь — ноябрь. Италия, Рим. Международный конгресс по океанологии и использованию морских богатств. Ноябрь. ФРГ, Дюссельдорф. Международный симпозиум по промышленным отходам. Ноябрь. Австрия, Вена. КНИГИ В ближайшее время выходят в издательстве «Наук а»: Аналитическая химия фтора. 1 р. 60 к. Е. Т. ДЕНИСОВ. Константы скорости гемолитических жидкофазных реакций. 2 р. 30 к. Е. Н. КАРАУЛОВА. Химия сульфидов нефти. 80 к. В. А. КРИЦМАН. Развитие кинетики органических реакций. 70 к. Методы получения и анализа веществ особой чистоты. (Доклады Всесоюзной конференции по методам получения и анализу веществ особой чистоты). 1 р. 10 к. Основы предвидения каталитического действия. В двух томах. (Том I: приложение квантовой механики к гетерогенному катализу, выявление общих закономерностей гомогенного и гетерогенного катализа, закономерности окислительно-восстановительного и полупроводникового катализа. Том 2: изучение сложных катализаторов и важнейших каталитических реакций, применение статистического метода прогнозирования каталитического действия.) Цена каждого тома 3 р. 75 к. И. Г. ПЕТРЕНКО. В. И. ФИЛИППОВА. Термодинамика реакций получения и разложения кислородсодержащих органических соединений алифатического ряда. 70 к. Физические и физико- химические методы анализа органических соединений. 1 р. 60 к. ВЫСТАВКИ Выставка радиоэлектронных измерительных приборов социалистических стран (СССР, ГДР, Польши, Венгрии, Чехословакии). Выставка работает до 28 октября. Москва, ВДНХ, павильон «Радиоэлектроника». Выставка электронных измерительных приборов. Устроитель — внешнеторговое предприятие «Электротехник - Экспорт-Импорт», ГДР. 20— 23 октября. Минск, ВДНХ Белорусской ССР. ВДНХ СССР Семинары: Внедрение на предприятиях газовой промышленности опыта Щекин- ского химического комбината по рациональному использованию фонда заработной платы с целью повышения производительности труда. Октябрь. Производство ювелирных изделий из сплава золота и серебра с использованием технологии центробежного питья. Ноябрь. СООБЩЕНИЕ Золотая медаль имени И. И. Мечникова 1970 года присуждена академику Б. Л. АСТАУРОВУ за совокупность научных работ в области экспериментальной генетики и биологии развития. НАЗНАЧЕНИЯ Академик И. В. ТАНА- НАЁВ утвержден председателем Научного совета по проблеме «Физико-химические основы получения новых жаростойких неорганических материалов». Утверждены составы ученых советов: Института эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Се- верцова АН СССР (председатель — доктор биологических наук В. Е. СОКОЛОВ, заместитель председателя — кандидат биологических наук Б. В. КОШЕЛЕВ, ученый секретарь — кандидат биологических наук В. М. ГОРБУНОВ); Института общей генетики АН СССР (председатель — академик Н. П. ДУБИНИН, заместитель председателя — доктор биологических наук Б. В. КОНЮХОВ, ученый секретарь — кандидат сельскохозяйственных наук А. А. ЯКОВЛЕВ). 30
Через минуту в градовое облако полетит снаряд, начиненный химическим реагентом. Справа на снимке — противоградовые ^боеприпасы» В. РЕВИЧ СТО ПРОЦЕНТОВ ГАРАНТИИ Чтобы предотвратить или прервать градобитие, в облако, начиненное грозным небесным льдом, вводят химические вещества, которые кристаллизуют, замораживают переохлажденные водяные капли. Сталкивающиеся друг с другом частицы льда почти не смерзаются, поэтому искусственно образованные градины, которые служат центрами кристаллизации, невелики. А так как запас воды в градовом облаке ограничен, то, увеличивая с помощью химических реагентов (обычно — йодистое серебро или йодистый свинец) число кристаллических зародышей, тем самым уменьшают их размер. Вместо крупных градин из облака выпадает мелкая крупа, не опасная для посевов *. Для доставки реагента в облако используют ракеты и артиллерийские снаряды. И ракеты, и снаряды уже применяются на полях нашей страны. Но стрелять в градовые облака приходится над населенными района- * О физико-химических основах борьбы с градом рассказано в статье «На границе охраняемого района выпал град.. », опубликованной в Mb 6 «Химии а жилш» за 1969 год.— Ред. si
ми — поля, которые мирные снаряды и ракеты защищают от града, находятся вблизи городов и сел. Не окажется ли противоградо- вая артиллерия опасней самого града? Обыкновенный зенитный снаряд разрывается на множество осколков, и поэтому для стрельбы близ населенных пунктов он никоим образом не подходит. Когда Высокогорный геофизический институт в Нальчике — инициатор применения зенитных орудий в противоградовой службе — начинал свои опыты, приходилось выбирать безлюдные труднодоступные участки в горах Кабардино- Балкарии. И, несмотря на отличные результаты, нечего было и думать о том, чтобы переносить эксперименты с боевыми снарядами в облака над колхозными полями. Для продолжения опытов был необходим снаряд, безопасный для населения, скота и построек. Вероятно, никогда еще оружейники не брались за такую парадоксальную задачу, столь противоречащую обычным требованиям к боеприпасам! Сначала они попытались вложить в снаряд парашютнк, который после распыления реагента медленно опускал бы «останки» снаряда на землю (такое устройство применяется в большой геофизической ракете «Облако»). Конструкции получались оригинальными, но все же от этой идеи пришлось отказаться: надежность парашютной системы была не стопроцентной. А на это никто не мог пойти. Тогда оружейники изменили направление поиска, стали подбирать материалы, которые дробились бы от разрыва, так сказать, в пух и прах. Сначала были испробованы пластмассовые корпуса, но снаряды из пластиков оказались слишком легкими, снизилась дальнобойность. По той же причине были забракованы легкие алюминиевые сплавы. Выход был найден в обыкновенном чугуне, хотя и специальной марки — повышенной хрупкости. Конструкция снаряда была не совсем обычна: мощный заряд находился в корпусе с тонкими стенками и сферическим дном. Снаряд такой формы хорошо выдерживал нагрузки в момент выстрела и дробился на мелкие части при разрыве. В 1963 году противоградовый артиллерийский снаряд «Эльбрус-2» был готов и испытан. В обиходе его называют безосколочным, хотя это и не совсем точно. Осколки есть, но почти 98% их общего количества — мельчайшие частицы весом меньше одного грамма. Остальные осколки крупнее, но лишь несколько кусочков металла весят около 5 граммов. Не опасны ли они? Противоградовые снаряды взрываются на большой высоте, и самые крупные осколки, пролетев 200—300 метров, теряют полученную при взрыве скорость и начинают свободно падать. А упавший с неба пятиграммовый кусочек чугуна не может причинить вред даже при прямом попадании в человека. (Легко представить, насколько мала вероятность такого попадания.) Во всяком случае градины способны нанести более серьезные повреждения, чем такая металлическая крошка. Впрочем, несмотря на очевидность этого, был поставлен эксперимент: в городе Обнинске с трехсотметровой вышки на различные мишени сбрасывали чугунные дробинки. Они оказались не опаснее дождя. Таким образом, корпус снаряда стал безопасным. Но в снаряде есть одна деталь, которую из чугуна делать нельзя,— взрыватель. Обычный боевой взрыватель при разрыве образует несколько осколков весом в 50—100 граммов. Кроме того, конструкторов не могла удовлетворить и надежность взрывателя, вполне достаточная для военных целей, но недопустимая для мирных. Легко представить последствия падения одного не- взорвавшегося снаряда где-нибудь поблизости от жилых мест. Здесь была нужна та же гарантия — 100%. Такую гарантию дает взрыватель, сконструированный специально для «Эльбруса». Сделан он из армированной пластмассы, усилен дополнительными зарядами, чтобы начисто исключить отказ. Начиная с 1964 года в южных районах нашей страны в градовых облаках взорвались десятки тысяч снарядов «Эльбрус-2». При этом ни одной жалобы от населения не поступило. Фото А. КОНАШЕВИЧА 32
ТЕХНОЛОГИ, ТЕХНОЛОГИ, ТЕХНОЛОГИ, ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ВНИМАНИЕ! ВНИМАНИЕ! ВНИМАНИЕ! ФЛОККУЛЯНТЫ ОЧИЩАЮТ РАСТВОРЫ Отделение твердой фазы (полидисперсных взвесей и коллоидных частиц) от жидкости — очень важный процесс во многих производствах. Для этого широко используют различные химические реагенты — коагулянты. В последние годы появился новый перспективный тип коагулянтов — флоккулянты. Это высокомолекулярные водорастворимые полиэлектролиты, относящиеся к полисахаридам, пектинам, производным акриловой кислоты и другим классам соединений. Их молекулы содержат активные группы, благодаря которым вступают в электростатическое и химическое взаимодействие со взвешенными частицами. В результате образуются крупные пористые частицы — флоккулы, легко отделяемые фильтрацией. Расход флоккул я нта обычно составляет от десятых долей до нескольких миллиграммов на литр суспензии. При воздействии на взвеси, загрязненные растворенными примесями, флоккулянты, как правило, не только коагулируют твердую фазу, но и извлекают некоторые растворенные вещества. Это особенно важно при очистке питьевой воды, растворов лекарственных веществ, сточных вод. Сейчас в производстве антибиотиков уже широко используется флоккулянт отечественного производства ВА-2; за рубежом выпускаются флоккулянты «Флокаль», «Флок- гель», «Трагафлок» и другие. Флоккулянты могут найти применение в металлургической, текстильной, бумажной промышленности, в производстве удобрений, резины, бетона. ОДНА МОЛЕКУЛА ИЗ ДЕСЯТИ МИЛЛИОНОВ С помощью лазера можно определять примеси посторонних газов в атмосфере при их концентрации от 0,1 до 1 молекулы на миллион. Этот метод газового анализа основан на способности молекул различных химических веществ по-разному рассеивать падающий на них световой поток, изменять его частоту и длину волны. Рассеянный молекулами атмосферного воздуха свет рубинового лазера улавливается несколькими детекторами. Каждый из них настроен на определенную частоту или длину волны, а значит, на определенное вещество. Количество регистрирующих детекторов выбирается по числу предполагаемых атмосферных примесей. «New Scientist» (Англия), 1969, № 673 БЕРЕЖЛИВОСТЬ В ГОРОДСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ Английская фирма «Lucas Furnace Developments» разработала си- С1ему автоматической переработки канализационных отходов в стерильную и лишенную запаха золу, которую потом используют в качестве строительного материала. Сначала отходы из городского канализационного коллектора нагревают в печах, чтобы удалить влагу. Затем тарельчатый питатель подает высушенную массу в карусельную печь с подом из карбида кремния. Здесь при температуре около 1000° С отходы сгорают; получается мелкодисперсная, очень удобная для дальнейшей переработки зола. «Engineering» (Англия), •1969, № 5397 САЛО УЛЬТРАЗВУКОМ НЕ ИСПОРТИШЬ Последние годы в пищевой промышленности стали широко применять ультразвук: для смягчения мяса, для ускорения посола пищевых продуктов, для получения тонких жировых эмульсий, которые необходимы в производстве колбас. Правда, пищевики опасались, что качество продуктов при этом несколько ухудшается. А предположение это было основано на довольно строгой физико-химической гипотезе. При ультразвуковой обработке в жидкости образуются кавитацион- ные пузырьки, в которых возникают электрические заряды. Заряды ионизируют молекулы, появляются химически весьма активные радикалы. И никто не мог поручиться за сохранность всех витаминов и ферментов, которые содержатся в мясе и сале. Недавно во Всесоюзном научно-исследовательском институте мясной промышленности был поставлен точный эксперимент, результаты которого рассеяли все сомнения: ультразвук для мясных продуктов безвреден. Ученые помещали образцы шпика и свиного жира на разных растояниях от источника ультразвуковых колебаний, «трясли» образцы при разных частотах — от 11 до 1000 килогерц, а потом тщательно анализировали на хроматографе. После ультразвуковой обработки никаких изменений в химическом составе образцов обнаружено не было. «Мясная индустрия СССР», 1970, № 4 НАПОЛОВИНУ ИЗ УГЛЕВОДОВ Еще один способ переработки мелассы в корм для скота разработан в Австралии. Отходы спиртозаводов подвергают брожению и извлекают из них спирт. Через оставшуюся водную взвесь, содержащую белок, углеводы, жиры, пропускают горячие газы — продукты горения нефтяного газа. Они перемешивают смесь и удаляют воду. Потом продукт упаривают и, наконец, высушивают распылением. Конечный продукт, пригодный для приготовления корма, наполовину состоит из углеводов. «Science News» (США), 1970, № 7 ПЕНОПЛАСТ СО СТЕКЛОМ Обычные пенопласты недостаточно прочны. Недавно появилось сообщение о новом процессе усиления пенополиуретана. Этот гибкий полимер в момент образования пены армируют коконами из стеклянного волокна. В ре- зультате образуется ячеистый, достаточно жесткий пластик, содес»- жащий до 25% стекла Пенополиуретан, наполненный стекловолокном, предполагают вводить в строительные панели, делать из него детали мебели. Изделия из этого материала долго не теряют формы, они огнестойки. cPlastics Technology*. 1970, № 2 3 Химия и жизнь № 10 33
В феврале этого года проходило общее собрание Академии наук СССР, посвященное ропи науки в техническом: прогрессе. Рассказывая об основных путях развития современной науки, президент Академии наук академик М. В. Кепдыш отметил важность работ в области автономной энергетики. О работаг по созданию физических и химических источников тока рассказал по просьбе редакции член-корреспондент АН СССР Н. С. ЛИДОРЕНКО. ИНТЕРВЬЮ АВТОНОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА: ИСТОЧНИКИ ТОКА ДЛЯ ЗЕМЛИ, МОРЯ, КОСМОСА Николай Степанович, ка- Немалое. Это сотни миллионов киловатт — на автомобилях и трак- кое место занимает авто- торах, кораблях и космических аппаратах, на самолетах и подводных номная энергетика в об- лодках. Автономная энергетика — источники тока без плотин, без кот- щем энергетическом ба- лов, не привязанные к рекам или топливу, — незаменима там, куда не лансе? доходят линии электропередач. В космосе, в море, в отдаленных уголках Земли. А если она незаменима, то стоит ли подсчитывать ее долю в энергетическом балансе. Какие автономные ис- В технике используются несколько принципов прямого преобразо- точвики тока уже сейчас вания энергии. Это электрохимический принцип, на котором работают находят применение? гальванические элементы, аккумуляторы и топливные элементы, на физических принципах действуют солнечные батареи фотопреобразователей, термоэлектрические генераторы и термоэмиссионные преобразователи. Некоторые из этих преобразователей известны больше столетия, другие, например термоэмиссионные, созданы в последние годы. Перечислить все области применения автономных источников энергии вряд ли возможно. Ограничимся примерами. Почти на всех аппаратах, которые были запущены в космос, установлены комбинированные источники энергии: химический (аккумуляторы или топливные элементы) и физический (батареи фотопреобразователей). Теперь приведем пример автономной морской энергетической установки. На автоматизированных буях и плавучих маяках источник энергии должен отвечать принципу «поставить и забыть». Здесь в последнее время стали использовать термоэлектрические генераторы; «горячие» спаи их термопар нагреваются газовой горелкой, холодные — омываются воздухом или водой. Система безотказно работает до тех пор, пока не исчерпается запас сжиженного газа; затем этот запас возобновляют. Для таких систем есть еще более долговечный источник: тот же генератор, но с радиоактивным топливом, например с изотопом поло- ний-210. Альфа-частицы, излучаемые изотопом, тормозятся поглощающим материалом, скажем, графитом, нагревают его, а он отдает тепло термопарам, вырабатывающим электроэнергию. 34
Можно ли использовать такие источники на суше? Их уже используют. Газовые термоэлектрогенераторы применяют для электрохимической защиты трубопроводов от коррозии. И коль скоро мы остановились на термогенераторах, упомяну об одном весьма интересном проекте. Сейчас много говорят об использовании термальных вод. Так вот, предлагают использовать термальные воды Камчатки для нагрева «горячих» спаев свинцово-теллуровых термопар, чтобы получать энергию для бытовых нужд. Не выгоднее ли там же построить тепловую электростанцию на термальных водах? Прямое преобразование энергии во многих случаях выгоднее, чем традиционное, машинное — на гидро- и тепловых электростанциях. Начнем с того, что традиционные способы преобразования энергии многостадийны. Это приводит к неизбежным потерям — снижает коэффициент полезного действия. Напомню, что средний к. п. д. тепловых станций около 25%. Общеизвестный цикл Карно накладывает неумолимые ограничения на все тепловые процессы. Это, кстати, относится и к автономным термоэлектрогенераторам. А вот у электрохимических источников тока уже сейчас достигнут к. п. д. 80%, а теоретически он равен 100%. Он может быть в принципе даже больше 100"/о- Речь, конечно, не идет о вечном двигателе, просто электрохимический источник может частично черпать тепловую энергию из окружающей среды. Эффективность фотопреобразователей — солнечных элементов — тоже достаточно высока. По теоретическим представлениям физики твердого тела, она может достигать 40—50%, а на практике доходит до 12—14%. Но дл# сравнения давайте подсчитаем истинный к. п. д. использования солнечной энергии в тепловых электростанциях, ведь химическая энергия топлива тоже берет свое начало от энергии Солнца. Учтем потери при фотосинтезе; учтем издержки, неизбежные при образовании нефти, угля, газа; учтем энергетические затраты при добыче топлива и, наконец, при его сгорании. Получается, что истинный коэффициент использования солнечной энергии не превышает тысячной доли процента. Таким образом, по сравнению с тепловыми электростанциями современные солнечные проебразователи выглядят весьма экономичными. Часто важнейшей характеристикой автономного источника энергии называют удельную мощность или удельную энергию — сколько «весит» одни киловатт или один киловатт-час. Что иа самом деле важнее — удельная характеристика или коэффициент полезного действия? Мне кажется, вопрос поставлен не совсем верно. Эффективность источника тока нужно оценивать еще и по тому, как он выполняет свою техническую задачу, или, как порой говорят в специальной литературе, свою «миссию». Дает ли он требуемую энергию космическому кораблю, не занимает ли источник слишком много места на борту, не подведет ли он космонавтов в решающий момент. Я хочу сказать, что главное для автономной энергетической установки — это надежность. Если же у нее окажутся при этом хорошие удельные характеристики и высокий к. п. д., то это, конечно, большое достоинство источника. Что же касается собственно удельных характеристик, то киловатт мощности лучших автономных энергоустановок «весит» от нескольких килограммов до десятков килограммов. Много это или мало? Давайте сравним с крупной современной ГЭС мощностью, скажем, 4 миллиона киловатт. Чтобы получить такую мощность на топливных элементах, или, выражаясь точнее, на электрохимических генераторах, нужна установка весом около 200 тысяч тонн. Право же, Красноярская ГЭС вместе с плотиной и рабочим телом — водой Енисея — весит намного больше... 35
Какие теоретические дисциплины лежат в основе автономной энергетики? Биографы Эдисона утверждают, что для него самой трудной задачей было изобретение аккумулятора. Он перебрал более двух тысяч электродных пар (представляете себе трудоемкость этой работы!), прежде чем наткнулся на знакомую ныне всем железо-никелевую систему. Сейчас, сто лет спустя, известно тридцать систем аккумуляторов, а поиски новых ведутся по тому же принципу — эмпирического подбора... На основе таких эмпирических поисков вряд ли возможно быстро развивать автономную энергетику. Прежде автономная энергетика базировалась на классической электродинамике, которая, как известно, не учитывает атомных взаимодействий вещества. Конечно, все возможности классической электротехники еще далеко не исчерпаны. Однако в автономной энергетике сейчас важнее использовать последние достижения физики твердого тела, квантовой электродинамики, теории плотной плазмы, электрохимической кинетики, теории электролитов, газодинамики и гидродинамики. Необъяснимые с точки зрения классической электродинамики нелинейные законы электронного движения в анизотропных твердых телах легли в основу полупроводниковой электроники. А изучение носителей в жидких системах позволило создать новые аккумуляторы, электрохимические генераторы, эвристические элементы и схемы кибернетики. Реальные физические и физико-химические процессы в преобразователях энергии очень сложны. Пока еще нет теории, способной ответить на все практические инженерные вопросы, способной стать основой расчета генерирующих электричество систем. Нужна теоретическая модель, связывающая анизотропность свойств материала с энергетическими неравновесностями носителей тока. Поясню. Нам нужно научиться сознательно синтезировать такие вещества, в которых носители энергии находятся в заранее известных энергетических условиях, научиться управлять их переходом в новое состояние без потерь. Какие последние достижения советских исследователей в области автономной энергетики вы можете отметить? Один из наиболее интересных новых источников энергии можно увидеть сейчас на Выставке достижений народного хозяйства в Москве. Там впервые в мире экспонируется действующий электрохимический генератор. Его мощность — один киловатт. Электроэнергию в этом генераторе вырабатывают водородно-кислородные топливные элементы с металлокерамическими электродами. Автоматические устройства регулируют подачу топлива и окислителя, удаление продукта реакции — воды. Этот источник способен дать в десять раз больше энергии, чем лучшие современные аккумуляторы. Есть ли какие-нибудь принципиально новые преобразователи энергии или хотя бы идеи, позволяющие их создать? Свежие идеи, конечно, появляются. Очень заманчиво, например, использовать в автономной энергетике особенности ионных носителей. Это сулит несравненно более высокую эффективность преобразования, чем с помощью электронов. Электроника жидкости, бесспорно, весьма перспективная область. И наконец, пожалуй, самые большие надежды специалисты автономной энергетики связывают с энергией управляемого термоядерного синтеза. 36
Доктор физико- математических наук Н. М. РЕЙНОВ ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ ВОСПОМИНАНИЯ о том, КАК ДЕЛАЛИСЬ ПРИБОРЫ ЧАСТЬ ВТОРАЯ: В НЕБЕ И НА ЗЕМЛЕ 1 Учиться мне было трудно — и потому, что учиться всегда лучше смолоду, и потому, что у меня было много работы. Сначала я не оставлял своей должности механика лаборатории, так как нужно было кормить семью — жить на стипендию не хотелось, я привык хорошо зарабатывать. Потом к этому прибавилась исследовательская работа, к которой Абрам Федорович Иоффе меня привлек, когда я сделался студентом второго курса. Это было у него правилом: студенты физико-механического факультета Политехнического института как можно раньше начинали участвовать в самых сложных изысканиях, они входили в науку не только по книжкам, а на деле. (Но ведь кроме физики надо было еще осваивать и другие дисциплины и зачеты сдавать вовремя!..) Сначала — в 1932 году — Абрам Федорович включил меня в группу, которая начинала разрабатывать высоковольтный электростатический генератор, то есть один из первых ускорителей (эта работа продолжалась много лет, о ней я расскажу чуть позже). В 1933 году он к тому же привлек меня к подготовке исследований на стратостате «Осоа- виахим-1». Иоффе был членом комитета по постройке и оснастке стратостата, принимал участие в разработке многих вопросов, связанных с подготовкой этой первой вылазки советских ученых к границам земной атмосферы и особенно с исследованиями, которые должны были расширить наши знания о мировом пространстве. Полету предстояло происходить в необычной и очень сложной обстановке. Гондола стратостата должна была быть небольшой, и Литературная обработка Бориса ВОЛОДИНА. Продолжение. Начало — в № 9. поэтому программу чисто физических исследований решили ограничить одной проблемой — изучением интенсивности космических лучей на разных высотах. В те времена эта проблема вообще была изучена очень мало, и к тому же на тех высотах, куда должен был подняться стратостат, никто еще не бывал, и, естественно, такие наблюдения там никогда не проводились. Было известно, что одновременно готовятся полеты двух стратостатов: один строили и оснащали ученые, инженеры и рабочие Москвы, другой — ленинградцы. Полетам придавалось очень большое значение — от стратосферных экспедиций ожидались важные научные результаты. Работали все увлеченно. Между москвичами и ленинградцами невольно началось соревнование. И весь Питер не только интересовался предстоящим полетом — важным испытанием новой техники и нашей науки и людей, овладевших этой техникой,— но и хотел участвовать в подготовительных работах. Оболочку стратостата изготовили рабочие завода «Промтехника». Гондолу — на Металлическом заводе *. Оптическое устройство для нашей аппаратуры вместе с нами разработали и отъюстировали сотрудники специальных лабораторий... Другие предприятия тоже хотели участвовать в подготовке полета, предгчожение резко превышало спрос, и были даже обиды, что не всем достались заказы от «стратостатной комиссии». Когда утверждался состав экспедиции, то одним из трех членов экипажа стратостата был назначен научный сотрудник Физико-технического института Илья Давыдович Усыс- кин, а мне предложили стать его дублером. Это было очень приятно и лестно. Нам с Усыскиным нужно было создать * Ныне Металлический завод имени XXII съезда КПСС. 37
<Стратостат взлетел. И. Д. Усыскин, Пришло известие, что он А. Б. Васенко, достиг высоты Я. Ф. Федосеенко. е 22 километра — Фрагменты почтовых ленинградцы перекрыли марок, посвященных все рекорды и памяти погибших продолжают вести стратонавтов наблюдения.,, И вдруг-* страшное горе: авария при спуске, все погибли» 38 установку для регистрации космических частиц, обязательно компактную — такую, чтобы она могла уместиться в заранее отведенном для нее месте в гондоле и в то же время позволила за те несколько часов, которые должен был занять подъем и спуск воздушного корабля, сделать как можно больше наблюдений. Ученый совет Физтеха детально обсуждал всю программу нашей работы и рекомендовал взять за основу конструкции камеру Вильсона. Затем, когда несколько небольших камер Вильсона было спроектировано, ученый совет снова тщательно разобрал все предложенные варианты и остановился на одном, весьма сложном. Этот прибор и был изготовлен. Камера Вильсона ни для кого не диковина, но одно дело применять ее для исследований в земных условиях, когда вы сколько угодно раз можете повторять наблюдения, и другое дело — при полете стратостата, когда время, достающееся для измерений на определенной высоте, минимально. Первейшая наша задача состояла в том, чтобы аппаратура работала безотказно. На нашей камере Вильсона были смонтированы осветительная система и стереоскопическое устройство для фотографирования треков космических частиц. Вся установка запускалась одним поворотом рукоятки — в камере сразу создавалось разрежение, одновре-
менно же включалось на необходимый промежуток времени фотографическое устройство, и на пленке фиксировались процессы, происходившие в камере при прохождении космических лучей через ее разреженное пространство. В течение многих недель мы отлаживали установку, осваивали ее на Земле. Участвовали вместе с Иоффе в заседаниях комиссии, где обсуждались общие вопросы подготовки к полету, конструкция самого стратостата (к ее разработке мы тоже приложили руки). Кроме того, Усыскин и я совершали тренировочные полеты. Однажды во время тренировочного полета воздушный шар, на котором находились командир стратостата П. Ф. Федосеенко и И. Д. Усыскин, не вернулся на аэродром своевременно. Шар занесло ветром в такое глухое, болотистое место, что аэронавтам понадобилось два дня, чтобы добраться до ближайшего телефона. (Сейчас это кажется странным.) За судьбу аэронавтов волновался весь Ленинград — это трудно описать, нужно было видеть и слышать, что происходило. Отовсюду звонили, мы были в отчаянии, но тогда все закончилось благополучно... Когда оснастка стратосферного корабля, тренировки и испытания аппаратуры были завершены, мы переехали в Москву и перевезли все оборудование. Из-за близости моря совер- 39 шать полет из Ленинграда было нецелесообразно. Стратостат могло унести ветром туда, где «приземляться» пришлось бы только на воду. Могло, наконец, унести и за границу. Стартовать решили из Москвы. Наши «конкуренты»-москвичи были готовы к этому же времени. Было решено, что они полетят первыми. Стратостат москвичей по конструкции мало чем отличался от нашего, ленинградского. А оборудование отличалось: например, для исследования космических лучей московские физики установили в гондоле не камеру Вильсона, как мы, а два электрометра. Долго пришлось ожидать благоприятную погоду. По любезному приглашению профессора Г. А. Ландсберга, мы обосновались в Москве в лаборатории Физического института университета и продолжали опыты на нашей установке. Академик А. А. Лебедев (оптик) заинтересовался нашей аппаратурой и предложил применить лампы, заполненные алюминиевой стружкой,— освещенность камеры значительно улучшилась. Мы ежедневно бывали на аэродроме, наблюдали за подготовкой московского стратостата, присутствовали при отлете. Накануне отлета произошло одно не совсем приятное происшествие. Командир московского стратостата Г. А. Прокофьев приложил максимум усилий, чтобы аппарат был готов к полету^ в
срок. Уже на старте при огромном стечении публики стратостат стали наполнять водородом, и когда необходимое количество водорода поступило в стратостат, начали испытывать клапан, которым регулировался спуск аппарата. Клапан не срабатывал, и исправить его без того, чтобы выпустить весь газ в воздух, не удавалось. Водород выпустили из оболочки, клапан исправили. Но тогда возник вопрос, где снова и срочно взять такое количество водорода, которое нужно для того, чтобы опять заполнить оболочку. Наша ленинградская команда находилась рядом на аэродроме и тоже была готова к полету. Г. А. Прокофьев обратился к нашему командиру П. Ф. Федо- сеенко с просьбой отдать ему свой водород, но Федосеенко отказал и предложил командованию заполнить наш стратостат и взлететь. Прокофьеву не хотелось терять первенство, он, что называется, готов был «в лепешку разбиться», и ночью аэродромная команда принесла на руках из Кунцева в мягких газгольдерах необходимое количество водорода, Стратостат поднялся ранним утром 30 сентября 1933 года. Погода стояла на редкость хорошая. День был выходной. Вся Москва была на улицах. И над городом медленно поднимался серебристый — необычной формы — летательный аппарат с маленькой круглой гондолой. Все радовались огромному успеху нашей страны. Стратонавты достигли высоты в 18 километров. Собрали интересные данные о поведении стратостата в полете, об изменениях температуры и давления на высоте и многом другом и удачно приземлились. По интересовавшей нас проблеме космических лучей москвичи получили результаты, которые до того времени не были известны. Оказалось, что количество пар ионов, образованных в результате ионизации воздуха частицами, приходящими из космоса, на высоте 17 километров примерно в 200 раз больше, чем на уровне моря. Теперь была очередь ленинградского стратостата. Я и Усыскин продолжали эксперименты в лаборатории профессора Ландсберга, набирали статистический материал, совершенствовали установку. Стереоскопические снимки треков космических частиц, полученные на установке в Москве, хранились у меня много лет, снимки пропали во время блокады Ленинграда. Так как синоптики на ближайшее время летной погоды не предсказывали, мы решили возвратиться в Ленинград. А в конце января 1934 года нам внезапно по телефону сообщили, что члены экипажа должны срочно выехать— полет назначен. Усыскина в этот момент в институте не оказалось, и меня предупредили, чтобы я был готов к отъезду. Я приготовился. Но Ильюшу все-таки разыскали, и он, как всегда очень веселый, подарив мне на прощание оттиск своей последней работы по дифракции электронов, умчался на вокзал. Его лицо — оно было простое, с веснушками и неизменно теплой улыбкой — я помню так, словно видел его вчера. Стратостат взлетел. Пришло известие, что он достиг высоты в 22 километра —ленинградцы перекрыли все рекорды и продолжают вести наблюдения... И вдруг — страшное горе: авария при спуске, все погибли. Гибель стратонавтов переживали тяжело. А мы, физтеховцы, особенно: всегда жалко, когда погибают молодые, отважные люди, даже тебе незнакомые. Но когда погибает близкий человек, боль много сильнее. А Илья Усыскин был нам близок. ...Похоронили Федосеенко, Васенко и Усыскина в Кремлевской стене. По записям, сделанным стратонавтами, по остаткам разбитых приборов удалось частично восстановить картину проведенных в полете исследований состояния и поведения людей на высоте до 22 километров. Удалось восстановить и некоторые результаты измерений, сделанных Усыскиным на нашем приборе, показывающие зависимость интенсивности космической радиации от высоты, и по ним были сделаны выводы о природе космических лучей. И после смерти Илья Усыскин продолжал служить науке. 2 Начиная с 1934 года, каждое лето в районе Эльбруса работали комплексные высокогорные экспедиции. Формировали их из сотрудников разных институтов, в том числе и нашего. В тех экспедициях изучались свечение ночного неба и коротковолновое излучение Солнца, изменение интенсивности космической радиации, физиологические изменения в организме человека на высоте и другие явления — все в зависимости от изменения атмосферного давления и высоты. Работы проводились в районе Эльбруса в шести пунктах: в Тегенек- ли, в Терсколе, на Кругозоре, у «Приюта одиннадцати», на седловине Эльбруса и на вершине. Пригласили участвовать в этих экспедициях и меня. Помню, как в середине июня 1934 года из 40
Нальчика на грузовиках мы впервые прибыли в Терскол. Выгрузились в лесу. Шел холодный проливной дождь. Нас к тому же предупредили, что здесь водятся дикие кабаны. Разбили палатки, расположились, а дождь все идет. Работать нельзя. Тогда поставили караулы— стеречь наш лагерь от кабанов (!!!). На меня были возложены две обязанности. Первая — обеспечение лагеря электроэнергией (у нас был движок) и, кроме того, проведение вместе с сотрудниками нашего института исследований ультрафиолетовой части солнечного спектра. Нашей исследовательской группой руководил Сергей Федорович Родионов. Он был, по физтеховской терминологии, «жабодавом», то есть биофизиком. А на Эльбрусе он исследовал оптическими методами свечение ночного неба. В первый же сезон экспедиции, кроме того, были сняты уникальные для того времени спектры коротковолновой части солнечного излучения на разных высотах, в том числе на высоте более четырех тысяч метров. Результаты этих наших работ увидели свет в 1935 году в «Докладах Академии наук». Запланированные работы экспедиция выполнила за два месяца. Работали мы дружно, всегда помогали друг другу. Не обошлось и без приключений. Начальник экспедиции Яковлев был хорошим спортсменом. Он предложил всем участникам экспедиции совершить восхождение на Эльбрус, втащить туда радиопередатчик и провести впервые передачу с такой высоты. Помимо основной задачи исследования возможности радиосвязи и оптической связи в горных условиях, ему хотелось еще и побить рекорд массового восхождения на Эльбрус. Подготовка началась с акклиматизации первой группы желающих участвовать в восхождении на восточную вершину Эльбруса. Акклиматизацию проводили постепенно на разных высотах. И в завершение из лагеря «Приют одиннадцати» D200 метров) надо было подняться на вершину, зарегистрировать там наше пребывание и попробовать наладить связь с такой высоты. Мы начали восхождение в два часа ночи. С нами был опытный проводник. Примерно на высоте 4800 метров была сделана небольшая остановка (с начала подъема это была третья остановка), и вдруг Яковлев нам сказал: — Товарищи, мы здесь будем работать два месяца, и каждый член экспедиции будет иметь возможность подняться на вершину Эльбруса и получить об этом удостоверение 1934 г. Эльбрус. <гЗа ава выражаясь, месяца моя одежда в непривлекательное пришла, мягко состояние,..» и значок альпиниста. Поэтому старайтесь внимательно подготовиться к подъему, чтобы не было аварий. Он сказал еще, что у кого мерзнут ноги, надо их натереть спиртом или лучше,— добавил Яковлев, подумав,— спуститься вниз. Рисковать не следует, а то потом придется сильно пожалеть. Из тех, кто поднимался, шестнадцать человек были одеты и обуты легко — не по-альпинистски. Но из шестнадцати только я один решил не искушать судьбу и сказал громко, чго возвращаюсь и предложил всем, у кого мерзнут ноги, идти вместе со мной. Ноги были не в порядке, а идти еще несколько часов вверх. «К чему этот копеечный героизм»,— сказал я. Но к моим словам никто не прислушался. Когда я спустился к «Приюту одиннадцати» и поглядел вверх, мне вначале стало грустно, и я пожалел, что вернулся. Но через несколько часов к «Приюту» спустили вниз, привязав их к лыжам, трех человек с отмороженными ногами. Их срочно эвакуировали в Нальчик и ампутировали им пальцы на ногах. 41
Всем стало ясно, что горы шутить не любят,— даже такая «легкая» вершина, как Эльбрус. В экспедиции я набрался опыта работы в условиях гор. На вершину Эльбруса я подымался несколько раз, конечно, хорошо экипированный, а один раз даже выполнял обязанности проводника в горах, и это мне здорово импонировало. К концу работы я получил большую денежную премию и решил не возвращаться в Ленинград вместе со всеми, а заехать в Одессу к старым друзьям, о чем сообщил им телеграммой. У меня с собой была только экспедиционная одежда, так как сначала предполагалось, что я поеду с Эльбруса домой. Аза два месяца моя одежда пришла, мягко выражаясь, в весьма непривлекательное состояние — помялась, порвалась, попачкалась. Главное — на ней сидел пух от спального мешка, в котором я спал не раздеваясь. Никакая чистка не могла избавить от пуха до конца. Вот в таком наряде я появился в Туапсинском порту, и когда стал покупать билет первого класса до Одессы, на меня смотрели с удивлением. (В те годы нельзя было просто зайти в магазин купить новый костюм, а старый бросить. Одежду покупали по ордерам, которые выдавались на работе.) Теплоход отходил на рассвете, и я в ожидании расположился на траве и заснул. Разбудили меня пограничники — вид у меня был самый подозрительный. Бродяга, да и только. Пограничники потребовали документы. Сзади них стояла уже небольшая толпа любопытных. Большое удивление было на их лице, когда я предъявил удостоверение Академии наук и билет первого класса на теплоход. Но еще больше были поражены одесситы, когда я очутился в Одесском порту. Хорошая погода, мои разодетые друзья с девушками и какой-то оборванец... Впрочем, как ни плох был мой костюм, он меня смущал мало. Да и сменил я его быстро. Зато приехал я, человек, причастный к науке, ощутивший свое положение в мире, в Одессу— в город, где начиналась моя самостоятельная жизнь. И начиналась она нелегко. И в те далекие годы даже в голову не приходило, как она в итоге повернется.., 3 Мой отец работал в Мелитополе молотобойцем в кузнице. Семья была в восемь душ. Его заработка не хватало, и мать ходила работать по дому к богатым людям. Не успел я окончить талмуд-тору — начальную школу при местной синагоге, родители стали думать, как бы пристроить меня к делу, чтобы был у семьи еще какой-то заработок. А мне было всего двенадцать лет. Отдали меня сначала в услужение владельцу больших садов в село Кирилловку, и я все лето гонял птиц в тех садах, чтобы птицы не портили фруктов. А потом за пять рублей в месяц и харчи я был продан в винодельческое заведение. С 7 утра до 10—11 часов вечера мыл бутылки, носил ящики, делал все, что прикажут. Проработал я там два года. Там работали два хороших человека — очень обидно, что я теперь не помню их имена,— они помогли мне выбиться в другую жизнь, выхлопотали в Обществе пособия бедным евреям рекомендацию, по которой меня приняли в ремесленную школу общества «Труд». Школа эта была очень хорошая, в ней четыре года обучали токарному и слесарному делу, основам электротехники, технологии металлов, русскому языку и особенно хорошо — черчению. В то время таких школ в России было очень мало. Попасть туда можно было, только сдав предварительно экзамен и заплатив за право учения 40 рублей. От уплаты меня по очень большой бедности освободили, а к экзаменам я готовился отчаянно. И вот в 1911 году я очутился в самом большом городе на юге России. Впервые увидел трамвай, море, большие пароходы, приходившие из разных стран за хлебом и углем. Поразила меня деревянная эстакада, на которую загоняют поезда с углем для перегрузки в суда (это грандиозное сооружение в 1919— 1920 годах было разобрано на топливо). В городе я восторгался каждым зданием, а особенно фигурами на Оперном театре. Много раз останавливался возле него, любовался и гадал, как же это были сделаны украшения и как это их туда подняли. В том году в Одессе была Всемирная промышленная выставка. Два раза я на нее пробрался («зайцем», конечно) и был поражен диковинами: огромнейшим самоваром (рекламой тульских самоварщиков), самодвижущимся тротуаром, вроде современного эскалатора, и скользким шестом, на верху которого висели сапоги — приз для того, кто сумеет по шесту взобраться. Один ловкач до них добрался, а сапоги, как говорила вся Одесса, оказались на картонной подметке. Казалось, что весь город благоденствует. На бульваре и в Александровском парке гремели оркестры. По улицам бродили и сидели в кафе прекрасно одетые веселые люди. (В то 42
время Одессу недаром называли «маленький Париж».) В магазинах всего было вдоволь. Было в Одессе два базара, как говорили тогда: «один большой, а другой богатый». Привозная площадь занимала несколько кварталов. На ней горами лежали арбузы, дыни, овощи. Там продавалась рыба — бычки, камбала, пеламида, кефаль, скумбрия. На привозе торговали и готовой едой. Хорошо помню продавца вареников с творогом и вишнями, который громко выкрикивал, что один вареник стоит одну копейку с условием, что покупатель может один раз окунуть его в рядом стоящую миску со сметаной. Одесситы — без различия национальностей — народ громкого- ворливый, и поэтому на привозе всегда стоял невероятный шум. Но вскоре мои восторженные впечатления от одесских достопримечательностей были сильно омрачены. Стало не до них. Мне, пятнадцатилетнему, нужно было приспособиться: и учиться в ремесленной школе, и идти на всякие ухищрения, чтобы добывать себе еду и платить хозяйке за угол. Ведь я же «снимал квартиру» — спал на полу у торговки с привоза. Нас, «квартирантов» было на полу несколько душ. И хотя на Молдаванке место на полу стоило много дешевле, чем настоящая квартира где-нибудь на Ришельевской, я очень скоро очутился в безвыходном положении. Я задолжал хозяйке за два месяца, и единственным выходом было просто сбежать с этой квартиры, унеся тайком плетеную корзинку со своим «имуществом». Чувствовал я себя при этом преступником, так как и в нашей бедной семье, и в рабочей среде, в которой я жил, понятия о справедливости, о честности, о доброте были твердыми. Через год с лишним я смог вернуть хозяйке долг с лихвой, и только после этого совесть моя успокоилась. Еду себе я пытался зарабатывать сначала тем, что помогал разгружать на привозе продукты с подвод. Получал грушами, арбузами, а иногда вяленой рыбой. Потом подал в дирекцию школы прошение, и мне разрешили получать бесплатные завтраки и обеды в школе. Но этой еды тоже недоставало: необходимо было добывать ужин и как-то питаться по субботам, когда школа по религиозным еврейским правилам была закрыта. И новой хозяйке за угол тоже надо было платить. Я нашел вечернюю работу в оптовом магазине Березовского, который поставлял бутылки, этикетки и пробки хозяину мелитопольского винного заведения. Плел я у Березовского металлические сетки для коньячных бутылок, 1936 г. Эльбрус. Радиопередача с высоты делал пробки и даже пробковые пояса — ими Березовский тоже торговал, раз у него водились большие партии пробкового дерева. Работал ежевечерне по шесть часов плотно. Получал за это ужин и немного мелочи, но ее для оплаты угла не хватало. Очень трудно мне было и с одеждой. Мои единственные штаны приходилось ремонтировать самому — это я проделывал на берегу моря. Такого тяжелого года, как 1912-й, у меня в жизни не было. Иногда просто руки опускались, хоть бросай все и возвращайся к родителям. Я об этом им писал, но что они могли сделать, когда в семье восемь душ!.. Мать снова стала ходить в Общество пособия бедным. Ходила, просила, и мне, наконец, назначили пенсию — 5 рублей в месяц на все время обучения. По тогдашним одесским ценам это было, конечно, мало, но с моими приработками давало возможность все же перебиться. И еще прожить это тяжелое время в Одессе мне помог мастер ремесленной школы Левен- штейн (забыл его имя), у которого я учился. Он привил мне любовь к токарному и слесарному делу, относился ко мне хорошо, оценил мое старание, а зная мое бедственное положение, когда я освоил немного дело, стал поручать иногда мне платную работу в вечернее время и в субботние дни. Мне было не до бога и не до соблюдения субботы. И по мере того, как я осваивал ремесло, мне удавалось лучше зарабатывать, и ужин мой уже не состоял, как прежде, из кусочка селедки за одну копейку, да из куска хлеба и арбуза — на копейку того и другого... Ведь когда я в 1913 году приехал на лето домой, 43
Фото 30-х годов «-//о тут появляется искуситель — И. И. Семенов... говорит, что у него есть очень интересная работа...» АКАДЕМИК НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ СЕМЕНОВ (р. 1896) Когда человек сделал так много, как Н. Н. Семенов, коротко рассказать о нем невозможно без того, чтобы рассказ не оказался весьма неполным. Н. Н. Семенов с первых дней существования Физтеха был одним из ближайших сотрудников А. Ф. Иоффе. Более того, он многие годы исполнял хлопотные обязанности помощника директора института, т. е. А. Ф. Иоффе, по хозяйственной части. Это, впрочем, не помешало ему изучить ионизацию паров на твердых поверхностях, изучить ионизацию паров под действием электронного удара, создать тепловую теорию пробоя диэлектриков, а на ее основе сформулировать теорию теплового взрыва газовых смесей и уже на ее основе — теорию разветвленных цепных реакций. В многочисленных работах Н. Н. Семенова и его учеников и сотрудников в последующие годы были разработаны и развиты фундаментальные положения этой теории, ставшей краеугольным камнем х и- мической физики — нового важнейшего направления современного естествознания, коренным образом повлиявшего на развитие многих смежных дисциплин — химии, физики, биологии. Труд Н. Н. Семенова получил самое высокое международное признание— в 1956 году ему была присуждена Нобелевская премия по химии. Н. Н. Семенов — организатор и бессменный руководитель Института химической физики АН СССР, глава всемирно известной научной школы. Он крупнейший организатор советской науки, вице-президент Академии наук СССР и председатель Секции химико - технологических и биологических наук Президиума АН СССР. Кстати, Н. Н. Семенов — один из инициаторов создания специального журнала, предназначенного для популяризации современных химических и биологических знаний, журнала «Химия и жизнь», который сейчас лежит перед вами, читатель. меня с охотой приняли слесарем на завод нефтяных двигателей. Летние заработки помогали зимой больше думать об учебе, чем об ужине. И вообще я начинал ощущать себя человеком, у которого в руках ремесло. Только не гадал, каким «ремеслом» овладею спустя два десятка лет — в итоге двух революций... Так сказать, «для меня лично»-, из многих дел лаборатории Иоффе, в которых я участвовал, самым важным оказалась разработка высоковольтного электростатического генератора — одного из первых ускорителей. Над конструкцией такой машины в Физико-техническом институте первым начал работать Н. Н. Семенов. Но ему мешало увлечение другой областью науки — химией. Точнее, химической физикой. А еще точнее, рождавшейся у него теорией разветвленных цепных реакций, одним из самых важных открытий мировой науки 20—30-х годов. Поэтому разработку генератора Николай Николаевич оставил, не закончив, лишь напечатал по этому поводу несколько статей. А ядерная физика стала развиваться бурно Каждый месяц публиковались новые важные работы. Этому разделу науки во веем мире стали уделять большое внимание. Вести работы по ядерной физике можно, лишь имея источники очень высоких напряжений. Тогда, в начале 30-х годов, были освоены напряжения в сотни тысяч вольт, а надо было переходить к напряжениям в миллионы вольт. Над созданием генераторов, позволявших получать такие высокие напряжения, работали многие лаборатории и за границей, и в Советском Союзе, но до промышленного образца дело не доходило. И вдруг в Америке наконец появилась такая электростатическая машина. Разработал и использовал ее Ван-де-Грааф. Причем Ван-де-Грааф при конструировании применил метод изменения электрической емкости в вакууме, разработанный Н. Н. Семеновым. Основной элемент электростатического генератора Ван-де-Граафа — большой полый сферический электрод, изолированный от земли. В полость электрода входит движущаяся бесконечная лента и передает ему электрический заряд, который она несет на коронирую- щих остриях, укрепленных на ней. А другая сторона ленты заряжается от постоянного внешнего источника. При движении часть ленты, получившая низковольтный заряд, уменьшает емкость и повышает свой потенциал. На сферической поверхности электрода можно получить напряжение в миллион вольт. Генераторы такого типа применяют по сей день, но у них низкий коэффициент полезного действия, 44
и поэтому уже в 30-е годы сразу стали изыскивать новые конструкции. Сам Иоффе предложил конструкцию электростатического генератора (ускорителя), основанную на том же, что и у Ван-де-Граафа, принципе, но вместо движущейся ленты предложил использовать жесткий ротор. Это позволило значительно увеличить скорость переноса зарядов и получать гораздо большие значения токов, чем в ленточном генераторе. В те времена специальных конструкторских бюро, разрабатывающих, как сегодня, установки для исследовательских работ, не было. Все проектировать предстояло нам самим. Мы изучали разные варианты электростатических генераторов с жестким ротором. Проблем было у нас много — и частных и более общих: занимались электрической изоляцией между электродами, исследовали сами генераторы — заполняли изолирующие промежутки то жидкими, то твердыми диэлектриками, то газом под давлением, то создавали там вакуум. Работа по подбору веществ для высоковольтной изоляции быстро принесла очень важные результаты. Самыми хорошими изолирующими материалами оказались газы, а среди них лучшим по своим электрическим, химическим и другим характеристикам оказалась шестифтористая сера — SF6, которой мы дали кодовое имя «элегаз» (т. е. «электрический газ»), Элегаз во многом по своим свойствам превосходил и воздух, и азот, и углекислоту, которыми до того заполняли электрические устройства. Поэтому кроме тех выводов, которые были сделаны для основной работы, был сделан еще один: нужно использовать элегаз в промышленных высоковольтных устройствах. И вот параллельно с работой над ускорителем Б. М. Гохберг, М. В. Гликина и я, в содружестве с инженерами ленинградских предприятий, в течение нескольких лет конструировали и внедряли в промышленность целую серию новых высоковольтных устройств (о них я скажу позже). Важно вот что: мы вели изыскания, нацеленные на нужды «высокой теории» — стремились создать мощный высоковольтный источник энергии для исследований по ядерной физике. А на первых же шагах работа на «чистую науку» принесла обильные плоды для народного хозяйства. Но вернемся к генератору, он же был основной целью тех работ. Одним из самых сложных вопросов было создание установки с малыми габаритами. Для этого прежде всего нужно было найти такой хороший диэлектрик, который позволил бы иметь минимально малые промежутки между электродами. Когда стали исследовать диэлектрические свойства разных жидкостей, было обнаружено, что керосин, если его тщательно очистить разными глинами, повышает свою электрическую прочность до 220—250 киловольт на сантиметр. Мы изготовили в лаборатории небольшую модель генератора, работавшую в керосиновой среде, и при первичном напряжении в 6 киловольт получили на выходе напряжение до 180 киловольт. После этого было решено приступить к разработке большого генератора; по расчетам, новая конструкция позволяла создать источник напряжения до трех миллионов вольт. Соорудить такую установку было невозможно даже силами всего института. Основные части ускорителя нам сконструировал и изготовил Металлический завод. А вот сборку агрегата, его наладку и очистку необходимых для генератора двадцати тонн керосина сделали силами лаборатории. Труда и времени потребовалось для всего этого очень много. Пришлось самим изготовить массу всякого оборудования для исследований на огромном нашем аппарате — он был высотой в четыре метра и около трех метров в диаметре. (Современные ускорители много больших размеров, но наш для того времени был гигантом.) Исследовательская группа была большой. Над генератором работали Л. А. Арцимович, М. В. Гликина, Б. М. Гохберг, Д. В. Филиппов, Г. П. Щепкин и я. Руководил исследованиями сам А. Ф. Иоффе. Он привлекал к ним время от времени и других сотрудников. Работа была огромная. Проблем было тьма-тьмущая. Я начал студентом второго курса. Дипломный проект, который я защитил в 1935 году, назывался, конечно, «Высоковольтный электростатический генератор с жестким ротором». Меня сделали научным сотрудником, а работа все продолжалась — до самой войны. Самым напористым человеком в нашей группе был Л. А. Арцимович, кстати, он был еще и самым молодым. Должен сказать, что институт я закончил во многом благодаря именно его напористости, хотя помогали мне учиться многие товарищи по Физтеху, и сам Абрам Федорович всегда интересовался моими учебными «успехами» и официально руково* дил моей дипломной работой (практически руководил ею Б. М. Гохберг). Но ученье без от- 45
Фото 30-х годов АКАДЕМИК ЛЕВ АНДРЕЕВИЧ АРЦИМОВИЧ (р. 1909) Уже в первых работах, выполненных в начале 30-х годов в Физико-техническом институте, Л. А. Арцимович <г# этот характер испытал на себе... У Льва Андреевича отличное чутье — он всегда угадывал мои тайные замыслы... пресекал всякие попытки уклониться от учебы и заставил пройти начатый путь до конца» показпл себя незаурядным исследователем. Им было открыто тормозное излучение электронов, им была экспериментально доказана справедливость кванто- во-механическом теории быстрых электронов. В последующие годы Л. А. Арцимович занимался теоретическими проблемами электронной оптики и разработал теорию хроматической аберрации электронно-оптических систем. Л. А. Арцимовичу принадлежат важные труды в области атомной физики. Последние годы его изысканий посвящены проблеме получения управляемой термоядерной реакции. рыва от работы — дело обременительное, а работали мы, не считая времени. Я уходил из дому, когда мои дети спали, и приходил, когда они уже снова спали. А тут еще учиться!.. Не раз были у меня поползновения облегчить себе жизнь, но у Льва Андреевича отличное чутье — он всегда угадывал мои тайные замыслы и в союзе с моей покойной женой Анной Михайловной «с двух фронтов» пресекал всякие попытки уклониться от учебы и заставил пройти начатый путь до конца. (Думаю, что управляемая термоядерная реакция у нас будет осуществлена обязательно: характер Л. А. Арцимовича тому порука. Я этот характер испытал на себе.) А. Ф. Иоффе разделил исследования на генераторе на два этапа: первый — изучение работы самой машины, второй — вывод высокого напряжения или использование его внутри генератора для ускорения частиц. Кроме физических знаний и экспериментаторского мастерства такое сложное дело, проводимое впервые, требовало от руководителя больших организаторских способностей. И эту сторону своего таланта Абрам Федорович показал во всей красе. Трудности у нас встретились сразу. Началось с того, что наибольшее напряжение, которое мог развивать генератор, оказалось значительно ниже расчетного. А выявить, что именно мешает получать расчетные результаты, можно было только в процессе эксперимента. Эксперименты на генераторе дороги. Пришлось их начать. Оказалось, что использованию полного напряжения, развиваемого генератором, мешают диэлектрические потери. Решили этот вопрос — возникли новые. Такие сложные дела, как создание первого ускорителя, сразу никогда не решаются и требуют больших усилий и времени. А некоторые сотрудники, которых Абрам Федорович привлек к работе (я их не называю), были этим недовольны, работали спустя рукава и говорили по углам, что генератор — праздная затея, напрасная трата средств и времени и из этой работы ничего не выйдет. Было бы полбеды, если бы люди только болтали внутри института. В конце концов, критика всегда полезна. Но болтовня переросла в злую инсинуацию, которая была доведена до высоких инстанций, и однажды Абраму Федоровичу сообщили, что из Москвы для проверки этой работы едет комиссия во главе с Г. М. Кржижановским. Иоффе пригласил меня в кабинет и с обычной мягкостью сказал, что было бы очень важно — и это, кроме того, принесет пользу для дальнейшего,— если бы комиссия имела возможность оценить работу с максимальной объективностью. А чтобы комиссия убедилась в серьезности и важности нашей работы, кроме ознакомления с теоретическими выкладками, хорошо было бы показать ей действующую модель генератора. Абрам Федорович тут же начертил мне, какой, по его мнению, она должна быть. «Иоффе нужна модель!» Я забыл, что я уже инженер и научный сотрудник (это было три года спустя после того, как я окончил институт). Снял пиджак, закатал рукава и взялся за работу на станках. За несколько дней и ночей я изготовил маленький генератор, наладил его и оснастил приборами. Генератор был невелик — примерно 200 мм высотой и 150 мм в диаметре. А напряжение он развивал в сто тысяч вольт! Это и произвело внушительное впечатление. Все были до- 46
вольны, в том числе и я сам. Недоброжелатели потерпели фиаско. А работа над ускорителем пошла своим чередом. И когда после многих мытарств генератор, наконец, заработал в нужном режиме, мы пришли в телячий восторг. Мы тотчас решили кроме запланированных Абрамом Федоровичем измерений характеристик самой установки произвести дополнительно наблюдения над воздействием мощного электронного пучка на разные вещества. Опыта работы с проникающими излучениями ни у меня, ни у моих товарищей не было никакого, и это едва не кончилось трагически, ведь мы не соблюдали элементарных правил техники безопасности. Мы смело (или, скажем прямо, нахально) входили в помещение, где работал генератор, и руками помещали в электронный пучок объекты исследования. Для науки результаты оказались новыми, а для исследователей печальными — мы были обожжены электронным пучком. Наибольший ожог получил я после того, как подержал в пучке кусок каменной соли. Соль окрасилась быстро, а биологическое действие электронного пучка начало проявляться только спустя несколько дней — в Москве, куда я с группой ленинградцев прибыл по дороге в очередную экспедицию на Эльбрус. У меня на правой руке вдруг появились признаки сильного ожога. В московском Рентгеновском институте руку осмотрели. Определили сильный ожог электронами. Сказали, что болезнь только еще развивается и нужно ожидать худшего, мол, мне следует остаться в Москве, чтобы своевременно принять меры. Но я не к месту расхрабрился и поехал на свой риск дальше. Через три дня в Нальчике мне сделали перевязку — рука у меня сильно опухла. Но я решил, что теперь делу уже пора пойти на улучшение, а кроме того, в составе экспедиции есть врачи, и последовал дальше к Эльбрусу. В лагере, который находился на высоте 2500 метров, беспокоить товарищей мне не хотелось, и я скрывал, что с рукой у меня все хуже и хуже. Однако экспедиционные «жилищные условия» были не совсем легкими: спать приходилось в мешке при температуре минус 20° С. Если я прятал руку в мешок, то малейшее прикосновение к ткани мешка вызывало страшную боль, а если высовывал руку наружу из мешка, то рука к тому же начинала еще и замерзать. Пришлось обратиться к врачам. Наши врачи старались мне помочь, но безрезультатно. Уже потом они рассказали, что в один прекрасный час пришли к решению срочно ампутировать мне кисть руки, так как поражение стало распространяться выше (видимо, они решили, что у меня началась гангрена). Спасла мне руку счастливая случайность. Вблизи нашего лагеря разбила палатку большая группа летчиков — они проходили тренировки по длительному пребыванию на большой высоте. С ними был старый врач Кали- новский, к которому наши врачи обратились за советом. Доктор Калиновский быстро ра- забрался в моем печальном положении — в рентгеновских ожогах он был сведущ — и руку мне вылечил, применив так называемый «метод застойной гиперемии». Он по нескольку раз в день через определенные интервалы перетягивал руку жгутом, нарушая отток крови на какое-то время, и на третий день мне стало лучше... За это я ему всю жизнь благодарен. Так окончилась беда, которая пришла благодаря собственному моему легкомыслию. ...Война не позволила довести работу с генератором до логического завершения, а после войны эту работу отложили уже из-за более важных и нужных для страны дел. (Сейчас генератор конструкции А. Ф. Иоффе сделан и используется французскими учеными для медицинских исследований. Физики нуждаются в намного более мощных ускорителях.) Но в предвоенные годы мы успели сконструировать, довести и внедрить в промышленность наши высоковольтные элегазовые устройства, работающие под давлением. Это, во-первых, серия компактных высоковольтных конденсаторов на большие переменные и постоянные емкости. Только на одном заводе, изготовлявшем 'мощные радиопередающие устройства, внедрение элегазовых конденсаторов принесло десятки миллионов рублей экономии. Я предложил использовать наши высоковольтные конденсаторы для мощных высокочастотных закалочных агрегатов на станкостроительных заводах. После первых опытов в Ленинграде Наркомат тяжелой промышленности решил внедрить такие конденсаторы на всех своих предприятиях, потому что их применение произвело переворот в самой технике обработки поверхности крупных деталей для станков. Потом вместе с сотрудниками завода «Сев- кабель» были разработаны высоковольтный кабель и коаксиальный фидер с применением высокого давления (в качестве диэлектрика снова был использован элегаз). Далее были сконструированы трансформатор с газовым наполнителем, высоковольтный выключатель и 47
Фото 30-х годов с...И у часе Ю. Б. Харитонов, появилась надежда довести машину до промышленного образца...» АКАДЕМИК ЮЛИЙ БОРИСОВИЧ ХАРИТОН (р. 1904) В 1921 году семнадцатилетний второкурсник Политехнического института Юлий Харитон начал в Физтехе исследовательскую работу в лаборатории Н. Н. Семенова с изучения явлений конденсации молекулярных пучков паров металлов на охлаждаемых поверхностях в вакууме. Результаты этих работ легли в основу теории конденсации, созданной впоследствии Ю. Б. Харито- ном и другими советскими учеными. В 1925 году —в год окончания Политехнического института — Ю. Б. Харитон открыл «явление нижнего предела холодного воспламенения паров фосфора». В его опытах была обнаружена определенная граница низкого давпелия кислорода, ниже которой реакция окисления фосфора не идет вовсе, а выше — идет с заметной скоростью. Эта работа послужила отправной точкой для фундаментальных исследований в области разветвленных цепных реакций. В 1927—1928 годах молодой ученый — в научной командировке в Англии. Там, в знаменитой Кавендишской лаборатории Эрнеста Резер- форда он выполнил сложную работу по обоснованию метода сцин- цилляции альфа-частиц. В последующие годы в Физико-техническом институте, а затем в Институте химической физики Ю. Б. Харитон работает над рядом важнейших проблем кинетики химических реакций. кинетики горения и взрывов. Им исследованы химические реакции при высоких давлениях и адиабатических сжатиях, разработаны вместе с сотрудниками вопросы теории возбуждения и распространения детонации взрывчатых веществ и, в частности, установлен принцип, связывающий взрывную способность веществ со скоростью химической реакции во фронте взрывной волны. Ряд работ Ю. Б. Хари- тона посвящен проблемам ядерной физики. Так, например, Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зельдович в трудах, опубликованных еще в 1939—1940 годах, дали первый в научной литературе расчет цепной реакции деления урана. многое другое. По поводу работ с высоковольтными устройствами мы опубликовали несколько статей в физических журналах. Б. М. Гохберг, М. В. Гликина, я и другие сотрудники получили авторские свидетельства. В те годы из-за дел, связанных с созданием электростатического генератора, я постоянно посещал разные заводы в Москве и Ленинграде. Мне нужно было присматриваться к производству, я присматривался и попутно делал много предложений. Изобрел, например, автоматический самоустанавливающийся съемник для штамповальных станков. Изобрел новый привод для эскалаторов метро, которые изготовляли на заводе «Красный металлист», и очень жалею, что он не был внедрен, хотя я получил авторское свидетельство. Изобретать мне понравилось. К тому же за изобретения давали премии, и они стали серьезным подспорьем, ведь зарабатывал я один в семье, дополнительный заработок был кстати. Внедрить в производство до войны удалось восемь изобретений, и меня пригласили быть постоянным консультантом по рационализации на заводе «Красный металлист». 5 — Итак, 1\лавной в довоенные годы была для меня работа по генератору и высоковольтным устройствам. В летнее время — экспедиции, изучение космических частиц и спектров солнца. К тому же еще — изобретательство. Казалось бы, хватит. Но тут появляется искуситель— Н. Н. Семенов. С 1931 года он — директор Института химической физики, который помещается через квартал от Физтеха. И Семенов говорит, что у нею есть очень интересная работа — изучение влияния высоких давлений на протекание органических реакций. Исследования при таких давлениях должны дать очень интересные результаты для физики, для химии и для химической физики. Эти результаты можно будет использовать в промышленности... Семенов говорил мягко, почти как сам Иоффе. И я согласился. Исследовательскую группу возглавлял Юлий Борисович Харитон. В нее входили сотрудники его лаборатории, среди них Овсей Ильич Лейпунский и я. (Я очутился, таким образом, одновременно в трех исследовательских группах.) Начали, конечно, с разработки аппаратуры сверхвысоких давлений. Приборов, работающих при давлении 10—20 тысяч атмосфер, у нас тогда не производилось. (Их вообще еще нигде не производили.) Конструирование установок для сверхвысоких давлений в предшествующие годы упиралось в целый ряд тео- 48
ретических трудностей. Главная трудность была в том, как достичь равномерного распределения давления в камере. Однако как раз в это время американский физик Бриджмен опубликовал работу, где излагал очень интересную схему аппарата — принципиально новую. Мы за эту схему сразу ухватились и вскоре создали установку для исследования газов при давлениях до 12000 атмосфер и температурах до 450° С. Затем разработали и построили установку, состоящую из большого пресса на 40 тонн, мультипликатора для предварительного сжатия жидкости до 3000 атмосфер и из деталей, позволяющих проводить опыты с газом. Эта установка обладала оригинальными особенностями. Мы могли заполнять капилляр исследуемым газом при 150 атмосферах. При объеме капилляра в 3 см3 это позволяло производить опыты при давлениях до 20000 атмосфер. Мы могли в этой установке отделять газ от жидкости и подогревать газ в процессе опыта при сверхвысоких давлениях. По стеклянному капилляру, в котором находился исследуемый газ, давление распределялось равномерно во всех направлениях, и поэтому работа проводилась в условиях полной безопасности. Такой микрометодикой были изучены при высоких давлениях реакции газов с твердыми телами, затем каталитические реакции на тонких проволочках, газовая коррозия металлов, растворимость газов в твердых телах, сжимаемость газов, теплоотдача и т. п. Были проведены опыты по разложению метилового спирта при 8000 ат и 350° С. Опыты показали, что с повышением давления растет скорость образования диметилового эфира, увеличивается скорость разложения и выход метана и С02 (вследствие реакции водорода и СО с метиловым спиртом). При помощи той же микрометодики проведены были исследования поведения коллоидных растворов под давлением. Оказалось, что с повышением давления значительно ускоряется застудневание коллоидов гидрата окиси железа, но образование некоторых других гидратов замедляется... Все это было удивительно интересно, мы очутились в мире новых, никому не известных явлений, происходящих в веществе. И тут я решил изменить Абраму Федоровичу Иоффе. Н. Н. Семенов нарисовал мне картину моих будущих успехов в науке и предложил мне перейти на основную работу из лаборатории Иоффе в Физтехе в Институт химической физики. Он обратился в Президиум Академии наук с просьбой присвоить мне звание старшего научного сотрудника, и несмотря на то, что я не имел ученой степени, по результатам моей всего двухлетней работы с Ю. Б. Хари- тоном и О. И. Лейпунским Академия наук присвоила мне сан старшего научного сотрудника. Я перешел из Физтеха в Химфизику. Когда определился успех наших работ с высокими давлениями, мы задумали сделать машину для исследования химических реакций при сильных адиабатических сжатиях. Физико- химическую часть работ составляли и проводили совместно с Ю. Б. Харитоном, а конструирование, монтаж и отработку адиабатической машины вел я один. Машина удалась. Маленький — всего двадцатимиллиметровый — ее поршень двигался в горизонтальном направлении и производил сильные адиабатические сжатия, при которых возникали высокие давления и температуры. Это позволило получать в машине при очень высоких давлениях и температурах реакции газовых продуктов, происходившие через очень короткие промежутки времени. (При скорости поршня 85 метров в секунду в момент наибольшего сжатия получалась температура около 2200° С, а наши приборы регистрировали процессы, длившиеся Ю-4 секунды.) Первые опыты проводились при однократном действии поршня машины, а впоследствии мы стали вести опыты при непрерывных периодических движениях поршня (импульсы получали сжатым газом). И с помощью этой методики нами была получена азотная кислота непосредственно из азота воздуха. Правда, это было только начало: мы получили небольшие количества продукта, и у нас с Ю. Б. Харитоном появилась надежда довести машину до промышленного образца и внедрить новый метод химического синтеза. i< К сожалению, эти наши исследования'Пре- рвала война. А те, кто работал в науке, знают, как трудно вернуться к теме, которую ты почему-то оставил, как засасывает новое, начатое позднее дело... 6 Жизнь у меня шла превосходно. Из рабочего я сделался исследователем. Дела в институте шли отлично. Дружил с хорошими людьми. Дома тоже все было радостно. И я и мои близкие были здоровы. Моя жена, хорошая хозяйка, простой душевный человек, трогательно заботилась обо мне, хотя я и доставлял ей немало огорчений. Сын мой к этому времени стал уже студентом второго курса Кораблестроительного института и за успехи был отме- 49
чен Сталинской стипендией. И дочь тоже выросла незаметно для меня — я день и ночь работал— и отлично училась в школе. Не раз, рассуждая о том, как сложилась моя жизнь, люди относили все, в ней совершившееся, на счет везения (одному везет, а другому не везет, или, как говорят, одного боги наделили талантом, а другого удачей). Но всем, чего я достиг, я был обязан коллективу людей, с которыми связала меня жизнь и работа, тем, кто помог мне вырасти и направить свою энергию к цели, избранной тоже не без их участия, и стать частью нашей новой рабоче-крестьянской интеллигенции. От А. Ф. Иоффе и Н. Н. Семенова я заразился стремлением не быть одиночкой, работать в коллективе, не тянуть на себя, работать для института — со всеми и для всех. Это убеждение меня никогда не покидало, я и до конца жизни буду ему верен. ...В мае 1941 года мне вручили новые авторские свидетельства за очередные изобретена западе Шотландии есть глубокое пресноводное озеро Лох-Несс. В этом озере, как предполагают, живет таинственное ископаемое чудовище, которое журналисты окрестили нежным именем Не ее и. В последние годы свидетелей появления Несси на поверхности озера становится все больше и больше. И среди них есть довольно объективные. Например, ультразвуковой подводный локатор (сонар) обнаружил в толще озерной воды быстро движущийся пред- ния и премию. Я стал собираться в очередную экспедицию на Эльбрус, теперь нашей группой, исследовавшей космические лучи, руководил Владимир Иосифович Векслер. Нам предстояло продолжать исследовать, свойства тяжелых электронов, которые были нашей же группой обнаружены в составе космического излучения. Я обсуждал с товарищами планы на будущее. Принялся за работу над кандидатской диссертацией. Собирался в экспедицию и готовил свою семью к поездке на отдых к морю. 21 июня 1941 года Николай Николаевич Семенов пригласил меня с женой на банкет — он праздновал получение Сталинской премии, которую ему присудили за исследования разветвленных цепных реакций. Окончание — в следующем номере журнала мет внушительных размеров *. По мнению ученых, этот предмет мог быть только живым существом. Минувшим летом Несси всплыла вновь. На сей раз — не на поверхности озера, а на страницах английских газет. Как сообщает газета «Morning Star», с июля по сентябрь на берегах Лох-Несс работала гидробиологическая экспедиция. Ученые подкармливали Несси и членов ее семьи (чудовище, если оно существует, вряд ли одиноко) специальными кормами, сдобренными гормональными препаратами, и свежей рыбой — чтобы замкнутые глубоководные обитатели подплыли на фотовыстрел. Рыба для лодкормки выбрана не случайно. По оценке гидробиологов, подводная растительность и запасы планктона здесь явно недостаточны, чтобы прокормить существо (или тем более — существа!) таких размеров. Поэтому таинственных чудовищ без колебаний относят к хищникам. Участники экспедиции настроены оптимистично: отсутствие прямых «улик» — фотоснимков Несси (о таких результатах газеты пока не сообщали) — с лихвой окупится новыми сведениями о биологической среде легендарного озера. М. ЮЛИН * Об этом исследовании рассказано в № 3 «Химии и жизни» за 1969 год. — Ред. 50 ВНОВЬ ВСПЛЫЛА НЕССИ...
КАЛЕНДАРЬ 1670—1970 РУДОЛЬФ ГЛАУБЕР Каждый год воды залива Кара-Богаз-Гол, расположенного на восточном побережье Каспийского моря, выбрасывают на берег тысячи тонн мирабилита. Мирабилит — ценное химическое сырье. Из него готовят соду, едкий натр; используется он в стекольной и красочной промышленности. По химическому составу мирабилит — десятиводныи кристаллогидрат сернокислого натрия. Сульфат натрия известен свыше трехсот лет. В медицине, где он применяется с конца XVII века, его называют глауберовой солью в честь открывшего его ученого — Рудольфа Глаубера. На единственном дошедшем до нас прижизненном портрете Глаубера изображен человек с высоким лбом и сумрачным взглядом. На нем кафтан нидерландского покроя с высоким крахмальным воротником. Под портретом, стихи на верхненемецком диалекте: • Как земля озаряется светом, а поля украшают цветы, Так искусство венчается славой. Оттого и герр Глаубер, получив от бога дары химии, Удостоен всяческой похвалы. Жизнь его была многотрудной. Родился Иоганн Рудольф Глаубер в 1604 году, в саксонском' городке Карлсштадте. Сын парикмахера, он, вероятно, никогда бы и не помышлял о химии.! В лабораторию привела его случайность. Биографы рассказывают, что когда ему было двадцать лет, он заболел — не то брюшным и
тифом, не то катаром кишок. Выздоровел благодаря воде из минерального источника... Это, будто бы, и пробудило в нем интерес к исследованию солей, содержащихся в минеральных водах. Подобно Парацельсу, Глаубер рано ступил на путь странствий. В 1625 году он едет из Карлсштадта в Вену, ко двору короля Фердинанда II, «покровителя наук». Там демонстрировал королю и придворным превращение простых металлов в золото — «трансмутацию»— знаменитый алхимик того времени Сендивогиус. Но с 1626 года след Глаубера теряется. По документам, сохранившимся в старинных архивах, его профессия в это время — «аптекарм- ус», «химик и лаборант». Он появляется то в одном, то в другом городе, судится во Франкфурте с каким-то аптекарем... Женится, но неудачно: вскоре — развод; участвует в военных действиях (в Европе — Тридцатилетняя война). Потом селится в Голландии и целиком отдается научным занятиям. Его громадная по тем временам лаборатория в Амстердаме занимала целый дом. У него семья, дети, он, казалось, обрел покой. Но ненадолго. Ученый был плохим дельцом, в 1648 году он разорен. Лаборатория продана с молотка, неоплаченным остался долг в несколько тысяч гульденов. Тайно он уезжает в Бремен, лишь через несколько месяцев к нему приезжают жена и дети. Но за ним гонятся кредиторы. Снова бегство, со всем скарбом, с новорожденной дочерью,— в Кассель, потом в Вертгейм. В Верт- гейме Глаубер пытается создать новую лабораторию, деньги на жизнь добывает продажей спирта. Но неудачи преследуют ученого. Он изгнан из дома более удачливым конкурентом; снова семья на улице. Он перебирается в Кицингер, захолустный городишко на берегу Майна. Приобретает барак, который называет своим дворцом, пишет книги, возобновляет научные поиски. И средневековые суеверия, и гениальные научные открытия — все содержится в его трудах. В низких прокопченных комнатах своего «дворца» Глаубер изготовляет множество неизвестных до него неорганических соединений: соли свинца, олова, железа, цинка, меди, сурьмяные и мышьяковые препараты. Он открывает хлористые соли, предугадывает существование газообразного хлора (он называл его «очищенным духом соли»), находит способ выпаривания на водяной бане. И одновременно он расхваливал найденную им «панацею» — средство, якобы исцеляющее все болезни. Это был мышьяк... Глаубер изготовлял из него снадобье, продавал его; занимался он продажей и некоторых своих технических секретов. Но для нас он интересен своими научными открытиями. Именно от Глаубера идет дожившее до наших дней представление о химическом сродстве тел. обуславливающем их взаимодействие. Ученый писал об этом так: «Поелику природа одного металла отлична от другого, то сходные между собою любят друг друга, несходные же ненавидят и отвращают- 52
ся взаимно; так что когда разные металлы бывают перемешаны в массе, а ты хотел бы разделить их, то надлежит добавить такое тело, которое сродственно несовершенной части, а совершенной части враждебно. К примеру, Сульфур (сера)—это друг всех металлов, кроме Золота, которое она ненавидит; однако даже среди несовершенных металлов сера отдает предпочтение одному перед другим». Занимался Глаубер и органической химией. В своей примитивной лаборатории он получил ацетон и акролеин; но расшифровка химической природы этих сложных соединений и входящих в них компонентов в XVII веке была невозможна. Он же открыл хлористый этил — вещество, до сих пор применяемое в медицине как анестезирующее и отчасти наркотическое средство. За свою жизнь Глаубер написал сорок книг. Среди них — произведения, навсегда упрочившие его славу: «Труд о минералах», «Новые печи», «Трактат о природе солей». Главной заслугой Рудольфа Глаубера остаются исследования неорганических солей и кислот. Азотная и соляная кислоты были известны и до него, со времен раннего средневековья. Их получали сухой перегонкой купо- росов и квасцов с селитрой либо с поваренной солью. Глаубер объяснил, как образуется серная кислота, как она, в свою очередь, реагирует с калийной селитрой и поваренной солью. Из его опытов следовало, что азотную кислоту можно добыть, перегоняя смесь серной кислоты с селитрой, а соляную — путем перегонки серной кислоты с поваренной солью. Именно этим способом Глаубер впервые получил в чистом виде обе кислоты — азотную и соляную. Он заметил, что при образовании соляной кислоты выделяется побочный продукт: кристаллы какой-то новой, не известной никому ранее соли. Глаубер назвал ее «чудесной» — «sal rnirabile». Вот откуда взялось слово мирабилит. Это был сульфат натрия, о котором сейчас знает каждый школьник (и все люди, страдающие заболеваниями кишечника: мирабилит— до сих пор широко применяемое слабительное средство). Реакцию получения кислот Глаубер рассматривал, как вытеснение одной кислоты другою из соли. Идея его сводилась к тому, что соль есть не что иное, как продукт взаимодействия кислоты и щелочи. Сейчас это тоже известно всем, но в то время это была гениальная догадка великого естествоиспытателя. В последние годы жизни, в начале 60-х годов, Рудольф Глаубер вернулся в Амстердам. Здесь его сразила тяжелая болезнь. Около двух лет он был прикован к постели, потом несколько оправился, возобновил исследования. Через четыре года рецедив болезни окончательно сразил его. Рудольф Глаубер скончался 10 марта 1670 года и погребен в Амстердаме. Г. МОИСЕЕВ Рисунки Е. СКРЫННИКОВА 53
Меняла с монетными весами. Древний барельеф ВЕНЕЦ ГИЕРОНА Сиракузский тиран Гиерон, одержав победу над врагами, решил отблагодарить богов, пожертвовав им золотой венец. Сделать венец он поручил искуснейшему из ювелиров. Когда тиран взял в руки готовый венец, ему показалось, что тот весит слишком мало. Правитель усомнился в честности ювелира и обратился за советом к Архимеду. Великому мудрецу было предложено изобличить ювелира, не испортив сделанного венца. Конечно, для современного химика такая задача сложности не представляет. Но греки не знали азотной кислоты, и Архимеду пришлось основательно поразмыслить, прежде чем он нашел СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ СКОЛЬКО ВЕСИТ ФУНТ СЕРЕБРА способ проверить чистоту золота. О том, как это ему удалось, можно прочесть в учебнике физики: Архимед погрузил венец в воду, затем вынул его, определив таким образом его объем; затем он вычислил, сколько должен весить венец, изготовленный из чистого золота, и сравнил полученную цифру с весом венца. Ученый получил точное доказательство, что ювелир обманул Гиерона. Венец был фальшивый. Если эта история верна, то Архимеда можно было бы считать основоположником пробирного искусства. Впрочем, задача определения чистоты драгоценных металлов и процента содержания в них примесей много раз ставилась и до Архимеда. ? 54
ЛУЧШЕ ПОДДЕЛЫВАТЬ МОНЕТУ, ЧЕМ ИСТИНУ Подделка монеты — ремесло столь же древнее, как и ее изготовление. В давние времена чеканкой монет занимались частные лица. Мастера-чеканщики покупали у правителя право на чеканку и ходили со своим несложным набором инструментов, как теперешние кустари- стекольщики, из города в город. Правители— владельцы золота или серебра давали им заказы. Техника литья и чеканки оставалась примитивной на протяжении многих веков. Подделать монету было нетрудно. Каждый при желании мог освоить эту несложную операцию. В древности ремесло фальшивом о- нетчика было чрезвычайно распространено. Им не пренебрегали не только мастера-чеканщики, но даже известные ученые и сами правители. Перед соблазном не устоял, например, известный греческий философ Диоген. Говорят, что перед тем, как встать на этот скользкий путь, он спросил совета у оракула. Оракул разрешил ем у сделаться фальшивомонетчиком, заявив, что «лучше подделывать монету, чем истину». Впоследствии, правда, Диоген раскаялся и отказался от нажитого нечестным путем богатства. Как известно, он стал аскетом и поселился в бочке. Фальшивомонетчиком был также один из первых нумизматов, резчик печатей Джовани Кавини, живший в XVI веке в Падуе, на севере Италии. По рисункам старинных монет Кавини изготовлял новые штемпели и чеканил подделки. Удачно сбывая свои фальшивые древности, Кавини приводил в отчаяние собирателей старинных монет. В память о нем всякие подделки под старинные монеты стали называть «па- дуанцами». Оборудование целой мастерской фальшивомонетчика было найдено при раскопках под Ташкентом. Эта находка относится к XIV веку. Владелец мастерской, по-видимому, спасаясь от преследователей, закопал свои инструменты и часть готовой продукции. Там были найдены ножницы для резки металла, молоток, штемпели, готовые монеты. Монеты были отчеканены по типу серебряных, но при анализе оказалось, что серебра в них почти нет. У ВХОДА В НАУКУ». Всем известно, что древние греки заложили основы многих наук и искусств. Как остроумно заметил известный французский историк Жан Бонар, «у входа в каждую науку стоит древний грек». Но не все знают, что греки были и великими фальсификаторами, мастерами в подделке монет. Простейшим способом подделки было обрезание монеты. Обрезки переплавлялись, из них чеканились новые монеты, а обрезанные пускались в обращение. Заметить этот обман было довольно трудно. При ручной технике чеканки вес каждой монеты было нелегко выверить с достаточной точностью. Поэтому правители следили только за так называемой «монетной стопой». Из слитка установленного веса выбивалось определенное количество монет, общий вес которых должен был равняться весу слитка. Благодаря обрезанию монет это соотношение постоянно нарушалось. Для контроля использовались монетные весы, придуманные уже древними греками. Разновесами служили монеты разных номиналов. Таким образом с помощью весов можно было установить несоответствие обрезанной монеты эталону. Позднее весы использовались для выверки точного веса монет. Особенно важно это было при обмене золотых монет. Меиялу с такими весами можно было встретить еще в XVIII веке. Весы хотя и препятствовали деятельности фальшивомонетчиков, ио не могли ее остановить. Кроме обрезания монеты, существовали и другие способы изготовления фальшивых монет. Например, можно было при литье подмешать в золото или серебро неблагородные металлы или извлечь часть серебра из монет, отливавшихся из сплава серебра с медью. Но самым распространенным способом был такой: монеты делали из железа, меди или свинца, а сверху обтягивали тонким слоем листового золота или серебра. Известно, что золото хорошо куется и из него можно получить листочки толщиной до 0,00009 мм. Древние греки очень преуспели в этом искусстве. Из Греции это умение перешло в Рим. Римские фальсификаторы даже превзошли своих учителей. Они выпус- 55
кали позолоченные медные монеты, посеребренные железные монеты, свинцовые монеты, покрытые бронзой. При раскопках в Италии были найдены монеты из железа, изготовленные по типу серебряных. Труднее всего было подделывать золотые монеты, так как их легко определить по весу. Но и тут выход был найден. Чтобы поддельная монета казалась достаточно тяжелой, ее делали из свинца, а сверху покрывали золотом. Установить поддельность монеты такого типа очень трудно. Только наметанный глаз нумизмата может различить едва заметные складки на тонком листке драгоценного металла, покрывающем фальшивую монету. Но и это удается не всегда. Фальшивомонетчики предпочитали работать без брака. Немецкие нумизматы дали таким искусным древним подделкам название «geftitter- te Munze», что в буквальном переводе означает «монета на подкладке». Если уж нумизмат стал обладателем такой монеты, то он может не сомневаться в ее античном происхождении. Древние поддельные монеты еще ни разу ие были предметом новейших фальсификаций. Видимо, искусство древних обтягивать тонким листом золота или серебра монеты из «неблагородных» металлов впоследствии было утрачено. АРГИРОСКОП По виду фальшивая монета ничем не отличается от настоящей. Древнему по- $W/yiiS 1 ^М *т\г\г. Ш i-i купателю приходилось быть очень осторожным. Он никогда не принимал монеты, не взвесив ее на ладони, не попробовав на зуб, а подозрительные монеты относил к аргироскопу — так древние греки называли пробирера. Деятельность аргироскопа считалась почетной. Императоры, отправляясь в военные походы, обязательно имели при себе пробирера. Ведь они собирали дань с покоренных народов и, естественно, не хотели ее приним ать фальшивыми деньгами. Важную роль выполняли аргироскопы и в банковском деле, присутствуя при всех крупных денежных операциях. Обычно аргироскопу предстояло выяснить, не содержит ли монета примеси другого, менее ценного металла, а также не сделана ли она из простого металла, покрытого тонким слоем золота или серебра. Иногда тут годился самый древний способ пробы — испытание огнем. При прокаливании серебро высокого качества не меняет цвета, но сплавленное с менее ценным металлом оно темнеет. В других случаях для проверки монет использовали «пробирный камень»— мрамор, черный базальт или магнитный железняк. Пробирный камень должен был быть тверже золота и серебра. Если с сильным нажимом провести монетой по пробирному камню, то она оставит на нем след, черту. Черта получается разного цвета — в зависимости от состава металла, из которого монета сделана. Древние монетные штемпели Подделка: русский рубль XVIII века 56
Конечно, этот способ был довольно примитивен, и, кроме того, он совсем не годился для проверки «монет на подкладке». Вот тут аргироскоп и должен был проявить все свое искусство. А оно, как и всякое искусство, требовало особого таланта и во многом основывалось на интуиции. Сначала аргироскоп раскладывал монеты и внимательно их рассматривал. Затем монету, которая казалась ему подозрительной, он бросал на пол и прислушивался к звону. Опытный специалист обладал настолько тонким слухом, что даже по звону монеты мог определить качество сплава, из которого она сделана. Конечно, бывали и трудные случаи, когда приходилось учитывать и вес, и цвет, и рисунок монеты. Только исчерпав все эти способы, аргироскоп позволял себе пробивать монету насквозь и таким образом определять, однороден ли металл. «КАЗНИТИ СМЕРТИКЬ Во все времена и во всех странах фальшивомонетчиков наказывали очень сурово. В VI веке до н. э. в Афинах был введен закон, по которому за подделку монеты приговаривали к смертной казни. В Египте фальшивомонетчикам отрезали руки. В Риме представителей свободного сословия отдавали на съедение диким зверям в цирке, а рабов казнили. Знатных римлян наказывали конфискацией имущества и ссылкой. Римский император Диоклетиан издал указ, обещавший свободу всякому рабу, которому удастся изловить фальшивомонетчика. Смертная казнь ожидала стражника, упустившего фальшивомонетчика, казнили и домовладельца, в доме которого он занимался своим преступным ремеслом. Отец Петра I, царь Алексей Михайлович, издал специальное «Уложение», где говорилось: «Которые денежные мастера учнут делать медные или оловянные деньги, или в серебро учнут добавлять медь или олово или свинец, и тем самым Государеве казне чинити убыль, и тех денежных мастеров казни- ти смертию, залити горло». Горло заливали расплавленным оловом. ...И САМИ НЕ БЕЗГРЕШНЫ Сурово наказывая фальшивомонетчиков, правители, однако, и сами были не безгрешны. Тот же Алексей Михайлович, пытаясь пополнить истощенную казну, выпустил в обращение медные деньги, приравняв их принудительно к серебряным. Кончилась эта затея плохо. Серебро вообще исчезло из обращения, продукты вздорожали; в конце концов доведенное до отчаяния население подняло голодный бунт, который вошел в историю под названием «Медного». Восстание было жестоко подавлено, но правительству пришлось вернуться к старой системе денежного обращения. Еще более отличился любимец царя Петра I Александр Меньшиков, ко- Копейка, выпущенная при царе Алексее Михайловиче,— причина «медного бунта» Старинные весы для проверки веса монеты (найдены в могильнике близ г. Люцина, Витебской губ.) 57
торыи организовал производство разменной монеты из сплава низкопробного серебра с мышьяком. Слитки этого сплава, пролежав на монетном дворе несколько дней, стали разрушаться. Мень- шиковские монеты чеканились всего три месяца, а затем были изъяты из обращения. НЕ БОЛЬШЕ АРБУЗНОГО СЕМЕЧКА С исторической точки зрения, выпуск денег с пониженным содержанием драгоценного металла вел к превращению их в знаки стоимости, к созданию более совершенной денежной системы, при которой в обращении участвует не сам драгоценный металл, а его представитель Высшая форма развития знаков стоимости — бумажные деньги, которые вовсе лишены товарной цены. Покупательная способность бумажных денег держится исключительно на законопла- тежной силе» сообщаемой им государством. Выпуская деньги — знаки стоимости, государство обязано обеспечить их драгоценными металлами и другим достоянием, утверждая за ними не произвольный, а строго определенный курс, соответствующий их покупательной силе. Правители-фальшивомонетчики этого не знали. Поэтому все попытки выпуска неполноценной монеты с принудительным курсом приводили лишь к развалу хозяйства страны. При слабом развитии государственного кредита нельзя было наладить выпуска бумажных денег. Вместо этого правители довольствовались «порчей» монеты. Монеты «портились* исподволь, из столетия в столетие. Их вес становился все меньше, в серебро и золото добавлялись дешевые металлы. В результате проба монет становилась все ниже, а денежные наименования постепенно отрывались от соответствующих весовых величин. Русский серебряный рубль, находившийся в обращении в XIV веке, был двухсотграммовым слитком чистого серебра. В результате порчи слитков (обрезания, подмешивания примесей) рубль очень быстро исчез из обращения и стал счетной единицей. Уже в XVI веке самой крупной ходячей монетой была копейка, которая даже в лучшие свои времена не превышала по размеру арбузного семечка. Иностранцы жаловались, что русские деньги «маленькие, скользкие и легко падают сквозь пальцы». Тем не менее копейку продолжали обрезать до тех пор, пока Петр I, проведя денежную реформу, ие заменил ее новыми деньгами. Грош когда-то был крупной серебряной монетой, а фунт стерлингов — это был действительно фунт серебра. Теперь слово «грош» употребляется как синоним самой маленькой м онетки, а фунт стерлингов почти ничего не весит, он превратился в бумажку. , Так постепенно складывались современные денежные системы, где драгоценные металлы в обращении не употребляются совсем или употребляются очень мало. Е. РОССИЙСКАЯ Рисунки Е. СКРЫННИКОВА >♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦*♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦ ЧИТАТЕЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 30 июля 1970 года редакция журнала «Химия и жизиь» провела читательскую конференцию в новом центре химической промышленности городе Новополоцке, на Новополоцком химическом комбинате имени 50-летия Белорусской ССР. Участники конференции обсудили освещение в журнале актуальных проблем химической промышленности. Редакция благодарит читателей, принявших участие в конференции. 58
Можно ли, будучи современником космической эры — новой эры в истории человечества,— оставаться безучастным к проблемам исследования Вселенной? К проблемам астрономии? К проблемам изучения нашей планеты Земля? К удивительным успехам освоения космического пространства? Нет, нельзя! Замечательное трио: «Астрономия — Геофизика — Исследования космического пространства» стало как бы девизом нового этапа в развитии наук о Земле и небе. Этот девиз кратко и точно определяет три основных тематических направления «ЗЕМЛИ И ВСЕЛЕННОЙ» — научно-попупярного журнала, издаваемого Академией наук СССР. Виднейшие советские и зарубежные ученые расскажут Вам на страницах журнала о новейших открытиях в области исследования Солнца и звезд, Луны и планет, о далеких галактиках, о внутреннем строении Земли, о ее атмосфере и океанах, о непрерывном изменении облика Земли. Вы узнаете о новейших достижениях в области исследования космоса, о физических и астрономических экспериментах на Луне, о межпланетных полетах и поисках внеземных цивилизаций. Журнал познакомит Вас с творческой жизнью исследовательских институтов и обсерваторий. Не забыты и те, кто любит читать о научных экспедициях, путешествиях, открытиях. (К < X и со S (К с; ш го Звездное небо — это не только предмет исследования астрономов, не только фон, на котором движутся планеты и спутники. Звездное небо — это еще источник глубокого эстетического наслаждения. Журнал поможет Вам испытать это чувство, научит Вас находить яркие звезды и созвездия, самостоятельно строить телескопы и проводить с ними интереснейшие наблюдения. В журнале публикуются научно-фантастические рассказы, филателистические обзоры, рецензии на новые книги. Учащийся старших классов, студент, учитель, лектор, пропагандист, инженер н научный работник — каждый найдет в журнале «ЗЕМЛЯ И ВСЕЛЕННАЯ» нечто интересное и важное. «ЗЕМЛЯ И ВСЕЛЕННАЯ» — единственный в Советском Союзе научно-популярный журнал, рассчитанный на широкий круг читателей, интересующихся астрономией, геодезией, геофизикой, космическими исследованиями,— в основном распространяется по подписке. Журнал выходит 6 раз в год. Подписная цена на год 2 руб. 40 коп. Цена отдельного номера — 40 коп. Индекс 70336. Подписка принимается по месту работы, учебы, жительства, а также в отделениях связи. Не забудьте своевременно оформить подписку на 1971 год на журнал «ЗЕМЛЯ И ВСЕЛЕННАЯ». 59
Кандидат БЕЗ химических наук А. Я. КИПНЙС ОГНЕДЫШАЩИХ ПЕЧЕЙ Обычно со словом «металлургия» мы привыкли связывать раскаленные печи и яркие потоки расплавленного металла. И статьи в газетах о «людях огненной профессии» в День металлурга. Но пирометаллургия (от греческого nvp — огонь) — это только часть нынешней металлургии. Наш рассказ — о сравнительно холодной, сугубо химической металлургии, точнее о той ее части, которую можно назвать «карбонильной металлургией». НАЧАЛОСЬ С ОТКРЫТИЯ КАРБОНИЛА НИКЕЛЯ. В лаборатории Людвига Монда, инженера и промышленника, одного из основателей химической индустрии Англии, обнаружили, что свежевосстановленный никель, слегка нагретый, соединяется с окисью углерода: №+4СОбоУкгН1(СО>*- Продукт оказался столь же странным, как и сама реакция: тяжелая, тонущая в воде жидкость, бесцветная, текучая и летучая, как эфир, но гораздо более огнеопасная и ядовитая, легко разлагающаяся на никель и окись углерода,— вот каким предстал кар- бонил перед первыми исследователями. Г 60
Открытие было обнародовано в начале 1890 года и произвело впечатление на химиков: формула вещества никак не вязалась с представлениями о валентности, удивительным казался и факт существования столь летучего соединения у тяжелого металла. Во многих лабораториях стали повторять опыты Монда, а затем искать и другие карбонилы. Через полтора года, в июне 1891 года, М. Бертло в Париже и Л. Монд в Лондоне сообщили об открытии второго карбонила — Fe(COM. Это тоже жидкость, коричневато- желтого цвета, уже не столь летучая (температура кипения 102°С). Получить этот кар- бонил сложнее, чем Ni(COh, потому-то больше года ушло на неудачные опыты. Впрочем, слово «неудачные» здесь не очень уместно: ведь не зря говорят, что отрицательный результат — тоже результат! «Я пришел к заключению,— рассказывал Монд впоследствии,— что можно было бы извлечь пользу из легкости, с какой никель превращается в летучий газ действием СО, тогда как практически все другие металлы, и особенно кобальт (который так трудно отделить от никеля другими методами), не поддаются действию СО» *. * Карбонил кобальта — третьего металла подгруппы железа — удалось синтезировать после почти двадцатилетних усилий, с массой предосторожностей и буквально под сильным нажимом — при давлении почти в 200 атмосфер. Со2(СО)в—-не жидкость, а яркие оранжевые кристаллы, довольно легко возгоняющиеся. Суть дела, видимо, уже ясна читателю; обрабатывая окисью углерода никельсодер- жащий материал, избирательно извлекают из него никель в виде карбонила, а затем нагреванием разлагают Ni(COL и получают чистый металл. ИЗОБРЕТЕНИЕ ПОЯВИЛОСЬ НА РЕДКОСТЬ СВОЕВРЕМЕННО: буквально накануне (в 1889 году) были получены первые никелевые стали, и с этого времени нужда человечества в никеле стала быстро расти (и растет по сей день). Неудивительны поэтому попытки Монда предложить «карбонил-про- цесс» металлургическим компаниям. Но предложение было слишком новым. Ни один делец не рискнул его принять. Тогда семидесятилетний Монд решился на свои средства строить металлургический завод для производства никеля. И построил его в Южном Уэльсе. Ныне это один из крупнейших никелевых заводов мира. У въезда стоит памятник Монду. С тех пор прошло более полувека. Производство, разумеется, разрослось; цеха были многократно модернизированы. Но сущность процесса сохранилась неизменной: свежевос- становленный никель (загрязненный примесями железа, кобальта, меди) обрабатывают при атмосферном давлении окисью углерода («карбонилируют»), а затем пары карбонила разлагают на движущихся никелевых шариках, предварительно нагретых до 200— Так выглядит дробь карбонильного никеля А так — никелевый порошок, полученный из карбонила 61
230е С. Никель оседает на горячей поверхности, так что шарики растут, пока не достигнут нужного размера. Изящество этой технологии в том, что специалист назвал бы безреагентностью процесса. Окись углерода служит как бы транспортным средством для переноски металла: то, что тратят для «испарения» никеля в виде карбонила, полностью освобождается, когда этот карбонил разлагают. Сбросив свой груз, окись углерода тотчас возвращается за следующей порцией металла. «Транспорт» дешев, доступен; производство непрерывно. И все же процесс оставляет чувство некоторой неудовлетворенности: чересчур длинна цепь металлургических операций от руды до металла, поступающего на карбонилирование. Между тем еще в двадцатых-тридцатых годах был найден новый вариант карбонильной технологии — карбонил-процесс высокого давления.* Высокое давление B00—300 ат) позволило карбонилировать уже не 95%-ный никель, а многие «сырые продукты». Одним из первых (и очень крупных) достижений стало карбонилирование сплавов Си—Ni—S, выплавляемых из медно-никелевых руд: так нашла эффективное решение трудная задача разделения никеля и меди (никель «испаряется», а медь остается в виде Cu2S). Как сказал бы металлург, карбонил-процесс стал теперь технологией не только рафинирующей, но и экстрактивной. ГЛАВНЫЙ ПРОДУКТ нынешней карбонильной металлургии—никель. Производство его, как следует из диаграммы, растет все стремительнее: никелевый голод мировой техники нужно утолять. Карбонильный никель не только товарный металл — благодаря рекордной чистоте он незаменим в производстве жаропрочных сплавов для ракетной техники и особенно специальных сталей для атомной промышленности: в карбонильном никеле практически нет атомов кобальта — опасного источника наведенной радиоактивности. * Справедливости ради надо сказать, что первое предложение о высоком давлении еще з 1902 г. внес Джеймс Дьюар, тот самый, «дьюарами» которого пользуются в лабораториях всего мира. Но в то время техника высоких давлений была еще слишком слаба. Диаграмма мирового (без СССР) производства карбонильного никеля 62
Привилегированное положение никеля в карбонильной металлургии — результат легкости, с какой он дает карбонил. Однако в последние годы разработаны достаточно удачные способы синтеза и других карбони- лов *, особенно молибдена и вольфрама. Правда, здесь «разговор с позиции силы» не дает результата; только- давлением перевести эти металлы в карбонилы не удается. Прибегают к так называемому восстановительному карбонизированию: металл восстанавливают из соединения и одновременно под давлением действуют на него окисью углерода в момент выделения. Пример такой реакции: 300 ат МоС1е + Fe -Ь СО 200оС—> FeCl2 + Mo (CON. А хлориды молибдена и вольфрама можно получать хлорированием рудных концентратов. Этот прямой и красивый путь от сырья к металлу — наиболее экономичный из всех существующих. Карбонильная технология сулит создание металлургических заводов нового типа — заводов-автоматов, откуда будет изгнан вредный и изнурительный труд «людей огненных профессий». Но карбонильная металлургия выступает и в другом качестве. Задумаемся над вопросом: зачем получают карбонильное железо? Ведь едва ли здесь можно рассчитывать на успешную конкуренцию с традиционными производствами... * Открытие новых карбонилов продолжается; сейчас их известно уже несколько десятков. ОЧЕВИДНО, ДЕЛО НЕ В КОЛИЧЕСТВЕ, а в качестве. Автор много раз наблюдал, как из паров карбонила, будто бы «из ничего», рождаются частички металла, медленно оседающие вниз. В этом зрелище есть что-то мистическое, и, увидев его хоть раз, читатель, вероятно, признал бы: свойства такого металла должны быть необычны. И это действительно так. Мельчайшие частички никелевого или железного «дыма» обладают чудовищной избыточной энергией и спекаются в длинные нити уже при комнатной температуре. Карбонильные металлы в виде порошков получают, подавая пары или брызги карбонила в горячую полую трубу: «тепловой удар» раскалывает молекулы, и металл кристаллизуется. Такие порошки — бесценное сырье для металлокерамики. Здесь реализуется принцип П. А. Ребиндера: «Путь к прочности лежит через разрушение!». Действи- тельног малые частицы могут быть почти бездефектны, тогда их прочность близка к теоретической. Поэтому «спеченные» из них изделия превосходят литые. Вдобавок снижается и количество отходов. Изготавливают и пористую (а не компактную) металлокерамику. Так, пористый карбонильный вольфрам применен в США в ионных ракетных двигателях. Карбонильные порошки, особенно никелевые,— хорошие катализаторы. Порошковое карбонильное железо, заключенное в полистирол или другой пластик, не имеет конкурентов как превосходный «магнито-диэлектрик» для радиотехники. Это— агломерат частиц ферроалюминия, полученного карбонильным способом А это цепочка сросшихся Снимки сделаны частиц никеля, с помощью электронного полученного из Ni(COL. микроскопа. Увеличение 20 000 X *^К*уч 63
Совершенно новые материалы созданы при разложении некоторых карбонилов одновременно с полимеризацией органических мономеров. Вообразите себе, например, жидкость, притягивамую магнитом! Такие жидкие ферромагнетики под влиянием магнита становятся более вязкими, а в достаточно сильном поле вовсе застывают. Растворы других металлополимеров в магнитном поле меняют прозрачность в видимой и инфракрасной области. Вероятны самые неожиданные применения таких материалов в автоматике сегодняшнего и завтрашнего дня. Еще Монд понял, что через карбонилы можно получать не только металлы, но и металлические покрытия. Основа при этом совсем не обязательно должна проводить ток: можно, например, никелировать бумагу, резину, полиэтилен. Покрытые вольфрамом алмазы прочно удерживаются в оправке алмазного инструмента, сохраняясь в ней в несколько раз дольше, чем обычно. Рений, нанесенный из Re2(CO)io на вольфрамовые нити, во много раз продлевает их службу в радиолампах. Подобные примеры можно приводить десятками. Техника карбонильных покрытий пригодна и для прямого изготовления новых материалов и даже изделий. В частности, покрывая никелем (из карбонила) поваренную соль и затем растворяя ее в воде, создали «никелевую шелуху» — новый материал для аккумуляторных электродов. Карбонильные металлы наносят и на прочные и тугоплавкие частицы и волокна, «усы» сапфира например. Получают «керметы» и «дисперсно-упрочненные сплавы» — сложные материалы, устроенные по принципу железобетона: прочные частицы служат арматурой, а покрывающий их металл — связкой. Значение таких материалов для ракетной техники огромно. (Между прочим, в США Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства — NASA расходует на их исследования половину всех средств, предназначаемых для работ по порошковой металлургии.) Новые возможности открывает разложение смесей карбонилов или, еще интереснее, смешанных карбонильных соединений. Академик А. Н. Несмеянов полагает, что это — путь к сплавам и композициям, компоненты которых невозможно совместить плавкой. Больше того, может быть, удастся получать составы не только с требуемым соотношением атомов различных элементов, но даже и с определенным взаимным расположением их. У карбонильного метода есть и еще одно достоинство, пока недостаточно используемое и даже недостаточно осознанное. На металл (или сплав) можно воздействовать буквально in statu nascendi, то есть в момент возникновения и роста новой фазы. Это тем более удобно, что процесс идет при умеренных температурах и давлениях, а скорость его легко варьируется- Поэтому введение в игру новых факторов, например радиации, ультразвука, электрического поля, активных добавок, обещает очень тонкую, ювелирную регулировку свойств и состава карбонильных материалов. И В ЗАКЛЮЧЕНИЕ — несколько слов, ради которых написана эта статья. Стало уже «затертым» утверждение, что области, возникающие на стыках наук, наиболее перспективны. Карбонил-процесс возник на стыке химии и металлургии, химической и металлургической технологии. Оба аспекта карбонильной металлургии — и извлечение металлов из руд, и получение металлов и сплавов в особых формах и состояниях — полны проблем общехимического значения. Это проблемы химии твердого тела, катализа, фотохимии, ме- таллоорганической химии, химической кинетики, учения об аэрозолях. Разработка их на объектах карбонильной металлургии — благодарнейшее поприще для деятельности химиков почти любого профиля. УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ, если вы решили выписывать наш журнал и в будущем году, то напо- АЛИ HdcM в ЧТО подписка на газеты и журналы на 1971 год уже идет и ЧТО лучше всего подписаться сразу на весь год, чтобы попучать «Химию и жизнь» наверняка... 64
ЧТО МЫ ЕДИМ! Шампиньоны — вкусные и полезные грибы, но самое главное — их можно выращивать на огородных грядках и в теплицах (причем в теплицах урожай грибов собирают почти круглый год|. О том, как это делают, рассказано в статье «Выращивать шампиньоны — выгодное дело», которую мы перепечатываем из журнала «Наука и техника» A970, № 2). «Наука и техника» — научно-популярный журнал, он издается в Риге на латышском и русском языках. ВЫРАЩИВАНИЕ ШАМПИНЬОНОВ- ВЫГОДНОЕ ДЕЛО Т. ЭРДМАН Боровики и шампиньоны — самые питательные и вкусные грибы. И в том, что шампиньоны у нас менее популярны, виноват, наверное, только предрассудок. По содержанию белковых веществ эти грибы превосходят овощные культуры, а так называемый ареал произрастания их шире, чем у боровиков; растут грибы на лугах, в садах — на богатых перегноем почвах. Опытные грибники собирают молодые шампиньоны, у которых шляпки еще не раскрылись (или такие, у которых пластинки под раскрывшимися шляпками еще не побурели). Клеточные оболочки у молодых грибов тонкие, нежные, легко усвояемые: в организме человека переваривается 50—83% белков шампиньона. Старые грибы не следует собирать; при распаде жиров в них образуется холестерин, вызывающий склеротические изменения кровеносных сосудов, а также алкалоиды, нарушающие кровообращение и действующие вредно на нервную систему. Молодые шампиньоны очень полезны: они содержат витамины (Bi, B2, B[2, С, РР), соли калия и фосфора. Не последнюю роль во вкусовых ощущениях играют содержащиеся в этих грибах экстрактивные вещества. Практическое значение шампиньонов особенно велико и потом у, что их можно культивировать. По сравнению с такими странами, как Франция и Венгрия, у нас пока выращивают мало грибов, но условия для этого выгодного дела есть. Большие шампиньонные хозяйства были организованы в Московской области. В Латвии шампиньонами одно время занималось Пурское плодоовощное хозяйство. Основная часть грибного организма — грибница (мицелий) находится в субстрате (перегное илн специально приготовленной почве). Она усваивает питательные вещества, образует грибные тела (то, что мы называем грибами) и выполняет другие жизненно важные функции. Тонкие нити (тысячная доля миллиметра) грибницы — гифы — пронизывают всю верхнюю часть почвы: голубой мицелий молодого шампиньона похож на паутину. При созревании на нем образуются комочки, из которых вырастают плодовые тела — грибы. Шляпка молодого плодового тела заключена в пленку, которая со временем разрывается, открывая розовые пластинки под шляпкой; остатки пленки образуют на ножке кольцо. Пластинки покрыты спороносны м слоем, состоящим из базидий — параллельно расположенных булавовидных клеток. На базидиях образуются споры; они выглядят как мелкая темно-коричневая пыль (поэтому пластинки становятся темно-коричневыми). У дикорастущих шампиньонов на каждой базидии образуется четыре споры; у выращенного на грядках (дву- спорового шампиньона Agaricus bispo- rus) — две. Изредка культивируют и другие виды шампиньонов — обыкновенный, полевой, луговой. Размножаются грибы спорам и, их разносит ветер или дождь. Плодовое тело «взрослого» шампиньона (диаметр шляпки — 8 см) производит около полутора миллиардов спор, но только немногие из них попадают в благоприятные условия и прорастают. Дикорастущий двуспоровый шампиньон бывает нескольких разновидностей. Самая ценная (урожайная и ус- 65
#да тойчивая против заболеваний) — коричневая разновидность. Белые — малоурожайные, их чаще поражают болезни. Новые сорта грибов нельзя получить скрещиванием, так как они двуполые растения. Проведены удачные опыты по изменению наследственности ша мпиньо- иов с помощью искусственных мутаций, вызванных, например, действием ультрафиолетовых лучей. Культурные сорта шампиньонов получают при отборе мутантов. Так был выведен новый вид шампиньона, который образует огромное плодовое тело (весом до 1 кг) необыкновенной формы: у него нет отдельной шляпки, ножки и пластинок. Урожай таких грибов собирают не каждый день, как обычно, а только один или два раза в неделю. Нарезанные ломтики плодового тела поджариваются, как шницель. Шампиньоны можно размножать с помощью спор, но чаще их размножают вегетативно, то есть сажают в почву кусочки грибницы вместе с перегнившим навозом. Это удобнее, так как отдельные гифы в подходящей среде сразу начинают быстро расти и производить плодовые тела. Самый лучший посадочный материал — стерильная грибница, выращенная в лабораторных условиях из спор. Она очень жизнеспособна, отлично разрастается в почве, дает высокие урожаи грибов; кроме того, в ней нет возбудителей болезней. Стерильный навоз хорошо сохраняется при температуре от 0 до 2° С; ие теряет он своих свойств и в сухом виде. Хранить грибницу в теплом помещении не рекомендуется, так как она после этого плохо приживается и дает низкие урожаи. Раньше (а иногда и теперь) для посадки применяли также грибницы дикорастущих шампиньонов, выкапывая их, скажем, из старых навозных куч. Кроме того, использовали грибницы, выкопанные из грядок, на которых выращивали шампиньоны. Но такой посадочный материал не дает хороших урожаев и поэтому непригоден для культивирования грибов в промышленных условиях. При разведении шампиньонов следует прежде всего соблюсти два условия: почва, иа которой растут грибы, должна содержать много питательных 66 веществ, и к растениям должен поступать постоянный приток свежего воздуха, особенно во время плодоношения (количество углекислого газа не более 0,5%), но без сквозняков — они вредны для молодых плодовых тел. Свет шампиньонам не нужен, так как от прямых солнечных лучей их рост замедляется. Очень важно также следить за влажностью почвы и воздуха. Если влажность ниже 45%, грибница растет медленно и не образует плодовых тел; если выше 60% грибница растет только в верхнем слое, слабо плодоносит и быстро отмирает. Оптимальная влажность почвы 50—60%. Влажность воздуха помещения должна быть 85—90%. Шампиньоны вырашивают в шампиньонных и овощных теплицах, погребах, сараях, парниках. Осенью и зимой (с августа до января) используют овощные теплицы. Погреба и склады, где собираются выращивать шампиньоны, должны быть оборудованы вентиляцией и отоплением. В таких помещениях грибы разводят в ящиках: почву приготовляют в другом месте, а в помещение привозят уже полные ящики. Самая лучшая питательная среда — конский навоз; он содержит все вещества, необходимые для грибов, но не всегда его можно достать. Поэтому навоз заменяют соломой, опилками, мякиной, картофельной и томатной ботвой; к этим материалам добавляют различные минеральные удобрения, разведенные в воде. Чуть ли не самое важное при разведении шампиньонов — правильная и своевременная подготовка питательной среды. Навоз или его заменители (не менее 0,5 т) складывают в кучу, слегка уплотняя вилами, затем поливают водой и покрывают соломой или брезентом. Спустя три дня кучу перемешивают и недостаточно увлажненные места вновь поливают водой. Перемешивание повторяют несколько раз, пока масса не станет однородной, темно-коричневой, без запаха аммиака. Из подготовленного таким образом навоза делают грядки на полу, насыпают его в ящики или на стеллажи (в зависимости от способа выращивания грибов). Величина грядок зависит от температуры в помещении. При 9—10° С высота грядки должна быть 60 см, а ширина—80 см; при 13—14° С высо-
та — 35 см, а ширина — 50 см. Ящики могут быть разными; например, I20X Х60Х20; 85x60x16; 100X50X20; 75Х Х50Х16 см. На грядку (температура почвы 22— 24° С) высаживают кусочки грибницы весом 15—20 г: навоз приподнимают и кусочки закладывают на глубину 5 см в шахматном порядке на расстоянии 20—25 см друг от друга (на 4 м2 грядок уходит 1 кг грибницы). Затем навоз слегка уплотняют. Помещение периодически проветривают; если воздух сухой, дорожки поливают водой. Через 7—10 дней проверяют, как разрослась грибница. Если белые нити выросли на I—2 см, то это значит, что она прижилась хорошо. Тогда температуру почвы постепенно понижают до 18—20° С. Через 20—25 дней, когда грибница разрослась до 4—5 см, на навоз насыпают слой предв арительно приготовленной рыхлой слабощелочной (рН 7,5) почвы высотой 2—3 см. Спустя 20—25 дней после насыпки почвы ожидают первый урожай. В зависимости от размера грядок и условий выращивания грибница может плодоносить от двух до семи месяцев. Чем выше температура воздуха и почвы, тем короче период плодоношения. Грибы собирают осторожно, чтобы не повредить грибницу. Плодовые тела слегка прижимают к почве и осторожно выкручивают. Образовавшуюся ямку засыпают почвой. Средний урожай грибов за сезон — около 6 кг с 1 м2. Себестоимость 1 кг, в зависимости от способа выращивания и объема производства, составляет от 50 копеек до 1 рубля 20 копеек. Летом шампиньоны можно выращивать в саду: на грядках в тенистых местах, например с северной стороны здания. Грибницу сажают весной, когда почва прогреется. В грядки (ширина 1—1,5 м) кладут слой навоза толщиной 20—25 см. Для предохранения почвы от высыхания и сильного дождя устраивают легкие навесы, а грядки накрывают соломой (высота слоя соломы 15 см). Солому снимают только тогда, когда сажают грибницу, насыпают почву или собирают урожай. Время oi времени грядки поливают. ПРИГЛАШЕНИЕ К СТОЛУ Знатоки утверждают, что нз шампиньонов можно приготовить не менее ста блюд. Что ж, вполне возможно. Но в современных кулинарных книгах чаще приводят рецепты приготовления обычных грибов — наверное, потому, что шампиньоны у иас до сих пор редки. Просмотр таких старинных кулинарных руководств, как книга «О грибах, употребляемых в пищу...» (издана в Москве в 1834 г.) или «Искусство французской кухни» (Саикт-Петербург, 1866 г.), а также «100 рецептов приготовления грибов» (Санкт-Петербург, 1912 г.), позволил добавить к тому, что есть, скажем, в «Книге о вкусной и здоровой пище», еше несколько способов приготовления шампиньонов. ШАМПИНЬОНЫ ПРОВАНСАЛЬ Очищенные молодые грибы разрезают пополам, промывают в теплой воде, обсушивают и заливают на два часа растительным маслом с перцем и растертой долькой чеснока. Затем в этом же масле тушат до готовности. В готовые грибы добавляют петрушку, немного лимонного сока; подают на стол с гренками. СУП-ПЮРЕ ИЗ СВЕЖИХ ШАМПИНЬОНОВ 400 г свежих шампиньонов нарезают на , мелкие кусочки и поджаривают на сливочном масле в закрытом сосуде. Два стакана молока вливают в отдель- 67
ную кастрюльку и доводят до кипения, а затем вливают в сосуд с грибами. Несколько минут оставляют на огне. Затем все откидывают на дуршлаг, отвару дают стечь (его собирают). Грибы протирают и смешивают с белым мясным соусом, который готовится так: 2 столовые ложки муки поджаривают в масле и туда же вливают 2 стакана мясного бульона. Смесь доводят до кипения и в нее вводят поджаренные в масле лук, морковь, петрушку, а также соль и перец по вкусу. Все это варят 20—25 минут, помешивая, чтобы не образовались комки. Жир и пену снимают шумовкой. Шампиньоны в мясном соусе варят 5—10 минут. В ранее слитый с грибов отвар добавляют четыре желтка, тщательно перемешивают и вливают в суп; затем суп нагревают до 60—65° С, помешивая. На стол подают с маслом и гренками из пшеничного хлеба. КОТЛЕТЫ ИЗ ШАМПИНЬОНОВ Очищенные и вымытые грнбы (800 г) мелко рубят, кладут в сотейник с жиром и тушат. Выделившийся из грибов сок упаривают наполовину. Затем туда же всыпают 3 столовые ложки манной крупы и варят 5—10 минут на слабом огне. Три большие луковицы нарезают мелкими кубиками, поджаривают в русском масле и добавляют к грибам. туда же сводят соль и перец по вкусу. Полученную массу в горячем состоянии разделяют на котлеты, панируют их в сухарях и жарят на сковородке до образования румяной корочки, после чего на 5—10 минут ставят в духовой шкаф. На стол котлеты подают в сметанном соусе (к приготовленному белому соусу добавляют сметану и прогревают две-три минуты на слабом огне). ШАМПИНЬОНЫ В БУЛКЕ Сначала соус: в кастрюльке распускают масло E0 г), в нем поджаривают две луковицы, нарезанные на мелкие кусочки, туда же добавляют соль, перец и все разводят стаканом очень горячего бульона, быстро помешивая. Затем ставят на слабый огонь и дают бульону наполовину выкипеть. Отдельно отваривают в воде с маслом 300 г шампиньонов, туда же вливают готовый соус, дают немного покипеть на слабом огне. Затем берут круглую булку, срезают нижнюю корку, вынимают мякиш, чтобы образовалось углубление. Булку подсушивают, смазывают маслом и кладут на блюдо углублением вверх. К грибам добавляют 2 желтка, немного сливок, лимонного сока и масла. Все перемешивают, быстро выкладывают в булку и тут же подают к столу. ШАМПИНЬОНЫ ИДУТ ПОЧТИ КО ВСЕМ БЛЮДАМ, НО... Приведенные выше рецепты — из старинных кулинарных книг. В добавление к этому мы попросили шеф-повара ресторана «Националы) А. И. ВАСИЛЬЕВА и его заместителя А. С. ЕРЗИКОВА рассказать, что они готовят из шампиньонов. Вот что они сказали нашему корреспонденту. ШАМПИНЬОНЫ ИДУТ ПОЧТИ КО ВСЕМ БЛЮДАМ — это прекрасный продукт, вкусный, питательный. В одних блюдах шампиньоны — основа, в других — незаменимая приправа, а в третьих, хоть и не обязательны, но могут быть тем последним штрихом, который, если хотите, завершает картину. Эти грибы можно добавлять ко всем кушаньям из рыбы, не говоря уже о закусках. Раньше мы всегда готовили суп-пюре из свежих шампиньонов, подавали их в сметане к тушеному мясу или к жаркому. Некоторые наши фирменные блюда тоже включают в себя шампиньоны, например судак «националы»: в ломоть рыбы заворачивают иа- 68
шинкованный лук, грибы, специи, все панируют в сухарях и жарят во фритюре. Причем шампиньоны можно заготовлять впрок: очищенные и промытые грибы заливают водой (немного) с русским маслом и уксусом и припускают (то есть недолго тушат) — грибы выпускают из себя много сока. Тут же шампиньоны перекладывают в трехлитровые бутыли, заливают получившимся соком, охлаждают, затем завязывают пергаментной бумагой и ставят в холодное место. Масло застывает на поверхности и предохраняет грибы от плесени. Из таких заготовок можно делать что угодно — получается так же вкусно, как из свежих грибов. ШАМПИНЬОНЫ ИДУТ ПОЧТИ КО ВСЕМ БЛЮДАМ, но вся беда в том, что их нет или очень, очень мало. Еще года два назад мы немного доставали, а теперь совсем плохо дело — к Новому году еле-еле наскребли. Работники снабжения на наши просьбы достать грибы твердят лишь одно: «Нет шампиньонов... обойдите хоть всю Москву, нигде нет». Были под Москвой хозяйства, которые выращивали грибы, как будто в Марфине, в Белой даче. А сейчас, говорят, один совхоз «Заречье» остался. Но и там не достать грибов, и это естественно — ведь не может один совхоз всю Москву обеспечить. Правда, мы получаем сушеные грибы, соленые. Вообще из них можно готовить неплохие блюда, но сушеные грибы грубоваты, придают кушанью темный цвет, да и вкус не тот. В общем, отсутствие шампиньонов сильно обедняет ресторанное меню и, если хотите, просто связывает нам руки. ИЩЕМ НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ШАМПИНЬОННОГО ХОЗЯЙСТВА,— сказала главный агроном Московского областного управления сельского хозяйства М. Г. ЯКОВЛЕВА, когда корреспондент «Химии и жизни» поинтересовался состоянием дел с разведением грибоа в Подмосковье. ОКОЛО 20 ЛЕТ НАЗАД под Москвой, в совхозе «Заречье», было организовано шампиньонное хозяйство. Кроме того, шампиньоны выращивали в овощных теплицах совхозов «Марфино» и «Белая дача» (Люберцы). Но недавно санитарная инспекция запретила разводить грибы в Марфино и Белой даче — совхозы расположены очень близко от города, а выращивание шампиньонов, как известно, связано с применением навоза. В результате действительно остался один совхоз .«Заречье», в котором с площади около 5000 м2 собирают примерно 50 тонн грибов в течение года. Это, конечно, капля в море для такого города, как Москва. Поэтому проблему решать надо. Сейчас разрабатывают проекты новых шампиньонниц, а также рассматривают ' вопрос, как лучше организовать все хозяйство в целом. Применять овощные теплицы не всегда удобно — часто не успевают снять урожай грибов к тому времени, когда приходит пора высаживать огурцы. Кроме того, грибным совхозам нужен свой скот, либо необходимо создать полноценные заменители навоза: у нас всего этого нет. Когда будут разработаны приемлемые проекты, мы приступим к созданию новых шампиньонных хозяйств, а пока все ложится на плечи работников «Заречья»... Рисунки Ю. ВАЩЕНКО НОВОСТИ ОТОВСЮДУ РЫБЬЕ МОЛОКО Под таким названием выпущен в Чили продукт, представляющий собой растворимый в воде порошок—рыбную муку чрезвычайно тонкого помола. Институт рыбного хозяйства в Сантьяго утверждает, что получающаяся при растворении порошка в воде белая жидкость богаче белками, чем коровье молоко, и, разумеется, дешевле. Запаха рыбы у порошка якобы нет. По мнению ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), новый заменитель молока можно будет использовать для откорма скота — в Чили из-за нехватки молока ежегодно забивают 850 000 новорожденных телят. Не исключают, однако, что из «рыбьего молока» можно будет делать заменители молочных продуктов типа мороженого или сыра. 69
новости новости новости новости ОТОВСЮДУ ОТОВСЮДУ ОТОВСЮДУ ОТОВСЮДУ О ПОЛЬЗЕ СОЛЕНОЙ ВОДЫ Вода, откачиваемая из шахт, доставляет немало хлопот работникам горнодобывающей промышленности. Часто она содержит много растворенных солей и при сбросе в природные водоемы становится причиной их загрязнения. Новую технологию «обезвреживания» таких соленых шахтных вод разработали польские химики из Главного горного института в Катовицах. Шахтные воды, которые раньше сбрасывались в реку, они попросту выпаривают, получая поваренную соль, гипс и чистую воду. Экспериментальная опреснительная установка уже работает на одной из шахт. С учетом стоимости получаемого гипса и поваренной соли первая промышленная установка даст, по предварительным подсчетам, экономический эффект около 83 млн. злотых в год. ПОЧЕМУ МАРС КРАСНЫЙ Ученые давно бьются над этой загадкой, гипотез выдвигалось много. Недавно появилась еще одна — в журнале «Science digest» A970, № 3). Углекислый газ и окись углерода (в том. что они есть в атмосфере Марса, никто не сомневается) под действием солнечных лучей превращаются в недокись углерода (С3О2). Это вещество обладает способностью образовывать полимеры, которые в зависимости от числа входящих в них звеньев окрашены в разные цвета — от желтого и оранжевого до коричневого и черного. Одна из форм — красная. Астрономы сравнили спектры Марса и недокиси углерода, полученной в лаборатории, и нашли в них много похожего. Кроме того, установлено, что подобные полимеры могут образовываться под действием ультрафиолетовых лучей именно при таких низких температурах, которые царят на Марсе. Причем при различных температурах строение молекулы полимеров разное, и соответственно — окраска; этим можно было бы объяснить, почему цвет планеты время от времени меняется. ХЛОРЕЛЛА ОЧИЩАЕТ СТОЧНЫЕ ВОДЫ На сахарных заводах используют очень много чистой воды, а у сточных вод стойкий запах сероводорода, и они сильно загрязнены органическими веществами. В такой воде почти нет кислорода, но самое неприятное — в ней растворен сапонин, это сильный яд для рыб, опасный даже тогда, когда концентрации его невелики. Журнал «Сахарная промышленность» A970, № 5) сообщает, что работники От- рйдненского сахарного завода поместили в водоем со сточными водами концентрированную биомассу водорослей Chlorella и Scenedes- mus. Примерно через 10 дней водоросли начали размножаться, а затем зацвели. Вода из темно-серой стала светло-зеленой, исчез запах сероводорода; анализы показали, что в воде появился кислород. Более того, спущенная в реку, она повысила концентрацию Ог в речной воде. В водоемах развился мотыль и дафнии, рыба в ней чувствует себя отлично. За три месяца таким способом очистили 2 миллиона м3 воды. Каждый кубометр обошелся примерно в 0,15 копейки. ЦЕЛЬНО- ПЛАСТМАССОВОЕ СУДНО В конце прошлого года в Бремерхафене (ФРГ) было спущено на воду цельнопластмассовое морское судно — морской катер-краболов с длиной корпуса около 15 м. Не из пластмассы у него только мачты; все остальное — из полиэфирных материалов. Стоимость судна — око- го 37,5 тысяч долларов. Это на 2,5—5 тысяч долларов больше, чем обходится аналогичное деревянное судно. Зато значительные средства можно сэкономить на обслуживании и эксплуатации пластмассовых судов: они не подвержены гниению. НОВЫЙ СОРТ ПШЕНИЦЫ Выведен новый сорт — октаплоидная форма озимой пшеницы, об этом сообщается в «Докладах Всесоюзной ордена Ленина Академии сельскохозяйственных наук им. В. И. Ленина» A970, № 4). У растения высокий и прочный стебель, стекловидные зерна содержат много протеинов и сырой клейковины. С гектара такой пшеницы снимают на 2—3 центнера больше, чем с гектара считавшейся до сих пор самой урожайной — мироновской 808. Новый сорт получил название «полиплоидная 56». «ТЯЖЕЛЫЙ» ФОРМАЛЬДЕГИД В КОСМОСЕ В прошлом году в межзвездном пространстве были обнаружены ранее неизвестные образования — облака формальдегида. А дальнейшие наблюдения привели к открытию еще более интересного факта. Оказа- пось, что, кроме обычного формальдегида, такие облака могут состоять и из формальдегида «тяжелого», в молекулах которого углерод представлен редким изотопом С13. При этом соотношение обычного и 70
новости новости новости новости ОТОВСЮДУ ОТОВСЮДУ ОТОВСЮДУ ОТОВСЮДУ «тяжелого» формальдегида, по-видимому, зависит от расстояния облаков от центра Галактики. Согласно существующим теориям эволюции звезд, С12 и С13 образуются в ходе ядерных процессов в определенном соотношении. Новые данные указывают на то, что история межзвездной среды в разных частях Галактики различна. МЯГКАЯ ЛИПКАЯ ЛЕНТА Она очень удобна для герметизации окон — и на зиму, и просто для защиты от сквозняков, пыли, шума. Эта лента — из полиуретановой губки, на которую нанесена клеевая прослойка. Чтобы лента не склеилась в рулоне, липкую поверхность прикрывают бумажной полоской. Перед использованием эту полоску сдирают, а потом небольшим нажимом прикрепляют упругую ленту к раме. Такие мягкие липкие ленты разработаны в Японии (патент № 531916). Любопытно, что предлагается также наносить липкий слой с обеих сторон ленты, и тогда с ее помощью удастся крепить к стенам и полу облицовочные материалы. БУКВАЛЬНО ИЗ ВОЗДУХА Регенерация воздуха в космических кораблях — дело, уже довольно хорошо освоенное. И сейчас космическая наука вплотную подошла к новому этапу — к регенерации пищи. Как сообщил журнал «Science News» A969, т. 96, № 12), уже создана экспериментальная установка, синтезирующая углеводороды из углекислого газа и воды, то есть из веществ, выдыхаемых человеком. Углекислый газ перерабатывается в метан, метан — в формальдегид, а тот, в свою очередь, — в сахара. Мощность установки — 750 г Сахаров в час. Полученные таким путем продукты испытыва- лись на крысах. Первые результаты эксперимента оцениваются как удовлетворительные. Однако для окончательной оценки безвредности и питательной ценности этих продуктов еще требуется время. ДОЛГО ЛИ ЖИВЕТ ОКИСЬ УГЛЕРОДА Ученые разных стран не раз высказывали опасения по поводу накопления в атмосфере Земли окиси углерода в результате бурного роста промышленности. Сейчас в атмосферу ежегодно выбрасывают миллионы тонн окиси углерода. Средняя концентрация газа в воздухе составляет около 0,1 части на миллион, а поблизости от крупных городов — значительно выше. Но накапливается ли этот газ в воздушной оболочке планеты? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно изучить естественные процессы удаления СО из атмосферы. Раньше считали, что этот газ «живет» в атмосфере, не окисляясь, от 2 до 7 лет. Однако недавно радиоуглеродным методом был определен возраст большого числа образцов воздуха, и оказалось, что нижний предел «продолжительности жизни» окиси углерода составляет всего 0,1 года. Эти данные показывают, что опасность возрастающего насыщения атмосферы окисью углерода меньше, чем полагали раньше. Правда, накопление СОг, в который превращается СО,— вопрос совсем другой и, пожалуй, не менее неприятный... ПЛЕНКА ОСТАЕТСЯ ПРОЗРАЧНОЙ Все чаще мы покупаем самые разные продукты, упакованные в полимерные пленки. Порой эти пленки запотевают изнутри, и тогда содержимое пакета видно, будто в тумане. Особенно это неприятно, если товар лежит в витрине. Недавно запатентованы пленки из полистирола, которые не запотевают (патент США № 3392133). Для этого изнутри их покрывают тонким слоем нонилфе- нил-полиэтиленгликоля с небольшой добавкой бу- тадиенстирольного латекса. Этот слой не мешает сваривать пленку. ЧТОБЫ НЕ БОЛЕЛИ ЗУБЫ У НОРИЛЬЦЕВ Суровые климатические условия и недостаток фтора в питьевой воде (меньше 0,1 М-г/л) отрицательно сказываются на устойчивости зубов к кариесу и в значительной степени объясняют широкое распространение этого заболевания на Севере нашей страны, в особенности среди детей. Достаточно сказать, что кариесу подвержено около 98% Детей, живущих на Крайнем Севере,— эта цифра приводилась на научно-практической конференции молодых гигиенистов и санитарных врачей, проведенной в Москве летом прошлого года. По инициативе Московского научно-исследовательского института гигиены им. Ф. Ф. Эрис- мана, в Норильске с 1959 года проводится массовый эксперимент: водопроводную воду в некоторых районах города искусственно обогащают фтором до концентрации 0,9 \irjn. Вот уже десять лет ведется наблюдение за сотнями детей в возрасте от 3 до 17 лет, живущими как в этих районах, так и в контрольных, где фтора в воде очень мало @,05 Цг/л). В первой группе детей кариес молочных и постоянных зубов встречался гораздо реже, чем во второй. Эксперимент показал, что фторирование питьевой воды — весьма эффективный метод профилактики кариеса зубов на Крайнем Севере. Рисунки В. ЗУЙКОВА 71
Представьте себе, это неясно. В особен* ности неясно, зачем они обладателю самых красивых и самых громадных рогов — архару. Ему на голове приходится таскать по полтора-два пуда «лишнего» груза. Занятие не из приятных и на равнине, а архары живут в горах. У старых, почтенных архаров расстояние между концами рогов доходит до двух метров. Попробуйте с таким отнюдь не малогабаритным да к тому же и тяжеленным украшением протиснуться в небольшую расщелину или промчаться по острому горному гребню. В цирке артисты берут шест, прежде чем выйти на канат: они им балансируют чтобы сохранить равновесие. Может быть, и рога это своего рода балансир? Такое мнение высказывалось неоднократно: будто бы при дальних прыжках со скалы на скалу тяжелыми рогами можно корректировать траекторию полета или балансировать ими на узком горном гребне. Но почему тогла у самок рога гораздо меньше, чем у самцов? А ведь самки больше времени проводят на кручах, чем самцы. Может быть, рога—это амортизатор? Если архар промахнулся и падает в пропасть, то скорее всего он упадет головой вниз — центр тяжести у баранов резко смешен к голове. Конечно, рога примут удар на себя, но жизни они не сохранят. Представьте, как двухсоткилограммовый барашек падает с горушки высотой, скажем, с пятиэтажный дом, пусть даже панельный. Чтобы остаться в целости, понадобятся стальной позвоночник и полиэтиленовые суставы. Зато если с разбегу врезаться головой в стену, то рога помогут. А бараны— на то они и бараны — ежегодно стараются расшибить себе лоб на брачных турнирах. Так, может быть, рога — это турнирный «щит и меч»? Вполне вероятно. Нз турнирах тяжелые рога — большое подспорье. Рыцарю со слабенькими рожками и, следовательно, хилым телосложением не видать невесты, как своих рогов. Но если бы пред- назнгчеиие рогов сводилось только к турнирам, то мудрая природа, вероятно, изобрела бы что-нибудь попроще — какую-нибудь хряшево-костяную подушку на лоб: и противника можно отбросить, и свой лоб сохранить. ЗЕМЛЯ И ЕЕ ОБИТАТЕЛИ ЗАЧЕМ БАРАНУ РОГА? Природа не запрограммировала е бараньей голове жестокости. Даже в борьбе за самку бараны не устраивают кровопролития. Если бы иа турнирах упрямые бараны бодались, а не сталкивались с разбегу лбами (вернее основаниями рогов), и если бы тот, у кого лоб затрещит первым, не уходил с миром, то в поединках рано или поздно погиб бы весь цвет бараньего рыцарства. Род бараний измельчал бы, и дни его как вида были бы сочтены. Нет, наверное, недаром эволюция так сконструировала архарьи рога, что ими практически невозможно нанести увечье противнику. Может быть, рога — это оружие, направленное не против «единоверцев», а против супостатов, вроде волков? Но если рогами нельзя ранить собрата, то не ранишь и врага. Вот, что по этому поводу пишут зоологи: «Концы архарь- их рогов тупы, загнуты в стороны и не выходят на плоскость лба... Своими рогами архар не может убить даже собаки». И не мудрено- тупыми, кручеными рогами ее не пронзишь и не расплющишь о скалу — она извернется между выгнутыми рогами. Более того, чем крупнее рога, тем больше шансов потерять жизнь. На передние копыта рогоносца приходится почти две трети веса тела, и снежный наст под ними не выдерживает, проваливается. Поэтому зимой в случае опасности самки и молодые, еще не обремененные увесистыми рогами самцы (они в снег ие проваливаются) убегают быстрее заслуженных участников любовных турниров. Природа не делает глупостей. Например, оленя она одарила рогами не только для турниров и войны с волками. Оленьи рога исполняют важную биохимическую и физиологическую функции. Рога у северного оленя служат и чем-то вроде вторичного полового признака: у кастрированных самцов они вновь не отрастают. (Олени не в пример консервативным баранам ежегодно меняют рога.) Рога оленя — это еше и экологическая палочка-выручалочка для спасения оленят от зимней бескормицы. У северных оленей самцы шеголяют рогами летом, а самки — зимой. Сильному самцу ничего не стоит разгрести копытом снег, чтобы достать ягель. Оленя- 73
там это сделать труднее, и они, вероятно, погибали бы от голода, если бы их мама не отгоняла бы рогами папу, который без рогов вовсе и не страшен. Отойдя, смиренный папаша принимается за рытье следующей ямы. Волей-иево- лей он пообедает только тогда, когда насытится все семейство. Природа рассудила, что и козлам рога нужны не только для сражений. Сложная система вен и артерий, пронизывающая их рога, чутко реагирует на смеиу температуры воздуха и на перегрев или переохлаждение самого организма. Козлиные рога — это совершеннейший терморегулятор: когда холодно, артерии в них сужаются, препятствуя току крови, и теплоотдача падает. Если же жарко, то, наоборот, кровь в рогах интенсивно циркулирует. Охлаждаясь, она приносит прохладу мозгу. А поддержание постоянной температуры мозга очень и очень нужно для его нормальной работы. Но бараньи рога вроде бы не претендуют ни на роль оленьих, ни на роль козлиных, ни каких-либо еще. У бараньих рогов своя специфика, правда, еще гипотетическая: рога будто бы помогают баранам преодолеть кислородную недостаточность на больших высотах. Об этой гипотезе профессор П. А. Кор- жуев рассказал в пятом номере «Химии и жизни» за 1968 год. Коржуев считает, что чем выше в горах обитает тот или иной вид баранов, тем больше не только их рога — эта закономерность про- 74 слеживается достаточно четко, — ио и костная часть рогов, которая скрыта роговым чехлом. Ну, а костная часть, вернее костный мозг, поставляет в кровь гемоглобин. Чем больше рога, тем большую помощь они могут оказать организму. Ибо чем больше гемоглобина в крови, тем активнее баран поглощает кислород из разреженного воздуха высокогорья, как бы компенсируя недостаток «газа жизни». Так ли это в действительности, покажет будущее. Во всяком случае самки тоже ощущают недостаток кислорода, а рога у иих маленькие. Но вряд ли рога растут лишь для того, чтобы архар мог связывать чуть- чуть больше кислорода. Ведь иногда рога вырастают столь огромными, что мешают кормиться — животное может * щипать траву, растущую только на крутом склоне или иа кочке. Досыта тут уже не наешься, а от добавочной порции кислорода сыт ие будешь. Может быть, с архарами происходит эволюционная ретирада? Ведь по всему видно, что большие рога серьезно осложняют им жизнь: и от опасности не скроешься во время, и не поешь как следует... Но рога все растут и растут. А род бараний вымирать не собирается. Не скрыто ли в бараньих рогах еще какое- то необходимое биохимическое свойство? С. ВЕДЕНИН
ВМЕСТО КАЛЬМАРОВ... У большинства людей с кальмарами ассоциируется представление о деликатесах французской или японской кухни. Однако здесь вовсе не будет говориться ни о салате, ни о заливном. В последние годы биологи и биохимики установили особую роль нервных мембран — полупроницаемых перегородок, избирательно пропускающих через себя ионы калия и натрия; этот процесс оказался едва ли не самым важным в нервной передаче. Подобные очень тонкие эксперименты можно ставить на крупных нервных клетках — и тут-то кальмар поначалу был просто незаменим, его огромные аксоны (нервные волокна) очень удобны для работы. Однако с самими кальмарами дело обстоит далеко не так просто. Во-первых, размер животных, а также их количество сильно колеблется в разное время года. Кроме того, пойманного кальмара можно хранить живым только три дня, после чего он уже не годится ни для каких экспериментов. Это усложняло перевозку его, а без нее не обойтись, так как ловятся кальмары далеко не везде. Советские биологи, например, специально отправлялись на Дальний Восток, чтобы проводить Опыты на этих животных. БАКТЕРИЯ И ХРОМАТС Каждый микроб должен, естественно, образовывато какие-то «свои», совершенно специфические продукты обмена. Напрашивается простой вывод: каждое инфекционное заболевание можно было бы распознать чисто химическим путем, опознав эти вещества. Правда, следующая мысль может быть такой: когда эти вещества накопятся в подходящем для анализов количестве, весьма возможно, что делать анализы будет уже поздно... Однако современными физико-химическими методами можно исследовать подчас совершенно ничтожные количества вещества. По сообщению журнала «Chemie in unserer Zeit» A970, № 3), в Йэльском университете ведется работа, задача которой — определять химические продукты клеточного обмена бактерий методом газовой хроматографии. Авторы работы утверждают, что во всех без исключения штаммах бактерий и в вирусных препаратах, которые они подвергали исследованию, им удалось отметить не менее двух химических веществ, безусловно отличающих эту бактерию или этот вирус от любых других. Но вот совсем недавно в журнале «Bioscience» A970, N9 4) появилось сообщение о том, что английские биологи нашли еще один объект для исследования процессов нервной передачи — морского червя Myxicola infundibuluni polichaeta с гигантскими аксонами. Длина животного 5—6 см, толщина 0,5 см. Размеры и количество Myxicola не меняются в разное время года, но что самое главное — это очень неприхотливое создание может месяцами жить при температуре 7—8° С и, к тому же, без всякого корма. В общем, биологи считают его почти идеальным объектом для исследований. На аксоне животного, например, изучали, как электрический потенциал изменяет пропускную способность мембраны аксона, позволяя ионам натрия и калия в определенные моменты проходить через нее. Установлено также, как изменяется состав гормонов, которые вырабатывает живое существо, в зависимости от потенциала мембраны. Данные, которые получали экспериментаторы, воспроизводились от опыта к опыту, величины нервных потенциалов мембран аксона Myxicola устойчивы во времени. Э. НАУМОВА Конечно, болезнетворных бактерий и вирусов великое множество, а хроматограммы сделаны пока только у восьми видов бактерий — возбудителей сепсиса и некоторых других болезней лабораторных мышей, да еще у вирусов гепатита, герпеса и бешенства собак. Конечно, путь от этих исследований на специальном оборудовании до обыкновенной лаборатории в поликлинике довольно далекий... Зная, сколь тонка уже сама чувствительность хрома- тографического метода, исследователи считают, что в принципе по химическим продуктам можно будет точно различать микробов. Вероятно, в тех случаях, когда это важно врачам, такая методика позволит точно устанавливать, какой именно из похожих на другие виды возбудитель вторгся в организм. Это позволит уточнить и диагноз болезни, и характер лечения, а может быть, еще и обнаружить болезнь в инкубационном ее периоде, до появления первых симптомов,— в тех случаях, когда предполагается заражение. И принимать меры. М. КИРИЛЛОВ 75
ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ АИР БОЛОТНЫЙ „чи*"* л В народе анр болотный называют еще «татарским зельем». И не случайно: оказывается, эго растение, родина которого — Юго-Восточная Азия, и в самом деле было завезено к нам в эпоху монголо-татарского нашествия. А случилось это вот почему. В старину думали, что аир обладает чудесным свойством очищать воду: там, где он растет, воду можно безбоязненно пить. В этом поверье была доля истины: теперь мы знаем, что аир действительно обладает бактерицидными свойствами. Правда, трудно поверить, чтобы он мог дезинфицировать целые водоемы. Но это только одна сторона дела. Сравнительно недавно было установлено, что водяные растения улучшают стоячую воду, впитывая некоторые вредные вещества, увеличивая содержание в воде кислорода и повышая фильтрационную способность почвы. Самые лучшие очищающие свойства были обнаружены у камыша. Но, видимо, и аир немногим ему уступает... Водяные растения пытались применить даже для очистки промышленных сточных вод. Выяснилось, что при этом запах стоков ослабляется, возрастает их прозрачность, меняется состав: исчезают сульфиты и увеличивается содержание кислорода. В те времена, когда войска монголо- татар завоевывали Восточную Европу, проблема очистки сточных вод, естественно, не возникала. Но зато хороший водопой был тогда важнейшим «стратегическим объектом». Переплывая реки, татарские всадники бросали в них хорошо приживающиеся корневища аира, чтобы таким способом обеспечить своих коией надежными тыловыми водопоями. Так аир оказался в наших водоемах. В конце XIII веке его уже хорошо знали на Украине и в Литве. В Западную Европу он проник позднее. Правда, в старииу туда из Стамбула в числе восточных сладостей завозили засахаренные корневища аира; однако как выглядит живое растение, никто не зиал: оно было строго «засекречено». Только в 1565 г. австрийский посол в Стамбуле, наслушавшись рассказов о чудесных свойствах аира, с большим трудом достал свежие корневища. Они попали в Веиу, где известный ботаник 77
Клаузиус начал аир разводить и изучать. Растение хороша прижилось в венском ботаническом саду н считалось одной нз его достопримечательностей, пока не выяснилось, что это обычнейшее растение литовских болот... А потом аир одичал и распространился по остальной территории Европы. Аир растет по берегам рек, озер, у болот, где иногда образует сплошные заросли. Среди прочих болотных растений его легко узнать по оригинальным соцветиям-початкам. Зеленовато-желтые невзрачные цветки аира раскрываются среди лета, но семена не вызревают: сказывается южное происхождение растения. Размножается у нас аир корневищами. Листья у аира ярко-зеленые, узкие, словно меч, длиной до 120 см. Принесите их в комнату — и оня наполнится приятным ароматом. Еще сильнее пахнет корневише аира: в нем содержится эфирное масло, в состав которого, в частности, входят камфара, евгенол, борнеол. Корневиша аира используются в парфюмерной промышленности. Кроме эфирного масла, в корневищах аира обнаружены горькие гликозиды, аскорбиновая кислота, фитонциды, дубильные вещества. Действие аира иа организм многообразно: он повышает аппетит, улучшает пищеварение, повышает тонус организма. Порошок из корневища аира входит в состав противоязвенного препарата викалина. При отсутствии аппетита и для улучшения пищеварения обычно принимают настой аира (столовую ложку сухих нарезанных корневищ заваривают в 750 мл кипятка, настаивают 2—3 часа и принимают по четверти стакана за полчаса до еды). Мелкий порошок из корневищ аира (по щепотке три раза в день) хорошо помогает от изжоги. .«««""Ч. В народной медицине аир применяется и как бактерицидное средство. Спиртовой настойкой корневища, разбавленной на две трети водой, промывают гноящиеся раны и язвы (иногда для этого используют и присыпку из порошка аира). Раньше аир жевали во время эпидемий холеры, тифа, гриппа для предупреждения заболевания. Отваром из корневищ аира, корней лопуха и листьев двудомной крапивы моют голову: считается, что от этого меньше выпадают волосы. А пахучие листья акра раньше расстилали в хатах для борьбы с мухами, блохами и другими паразитами. Душистые аириые корневища находят применение даже в кулинарии: они в небольших дозах заменяют лавровый лист, придают приятный аромат компотам, печенью. Найти аир не так уж сложно: в нашей стране он широко распространен, особенно на Украине, в Белоруссии и Литве. Восточнее Волги аир исчезает, ио за Уралом появляется снова. Встречается аир и в Сибири, на Дальнем Востоке, изредка — на Кавказе и в Средней Азии. Заготовляют аир для фармацевтической и парфюмерной промышленности осенью, когда уровень воды в реках понижается. Вооружившись вилами или лопатами, сборщики легко вытаскивают из ила целебные корневища, отмывают их в холодной воде, очищают от тонких корешков и подвяливают на ветерке. Сушат корневища при температуре не выше 25—35°, иначе их эфирное богатство может испариться. А. БЫКОВ Фото В. ОХОТИНА Рисунки М. БИШОФСА ^*«И** НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ТАЮЩИЕ ПАКЕТЫ Обычно стирка начинается с того, что хозяйка вскрывает пакет со стиральным порошком. Между тем, эта процедура необязательна, если пакет сделан из водорастворимой полимерной пленки и содержит ровно столько порошка, сколько требуется для одной стирки. Такой способ упаковки моющих средств, отбеливателей, красителей, бактерицидных препаратов запатентован недавно в США (патент № 3374195). Пакеты предполагается делать, например, из поливинилового спирта. из метилцеллюлозы. Не вскрывая, их вместе с содержимым бросают в бак стиральной машины или в корыто, где они быстро растворяются. Любопытно, что сам полимер, растворившись, тоже способствует стирке: он препятствует оседанию грязи на уже выстиранную вещь. 78
БИБЛИОТЕКА НЕВЕРОЯТНЫЕ ДЕРЕВЬЯ Темно-зеленая листва Synsepalum dulcificum Плоды Synsepalum dulcificum Кора аргентинского омбу как бы стекает на землю. На самом же деле это вовсе не кора, а корни, развившиеся на поверхности почвы. Они то и образуют «скамейки» Знакомы ли вы с деревом, растущим «вверх ногами» или издающим звуюР С деревом, знающим арифметику, или с деревьями, которые и года не проживут без животных? Если не знакомы, ищите книгу Э. Меннинджера «Причудливые деревья» («Мир», 1970). Он обрушивает на читателя такой поток ярких фактов, что голова идет кругом. Вот, например, Synsepalum dulcificum — небольшое деревце тропической Афрнкн. Плоды его похожи на оливки, но по вкусу, а главное по свойствам не имеют с ними ничего обшего. Если пожевать африканский плод, то в течение часа все, что ни возьмешь в рот, кажется сладким. Даже пиво, даже лимонный сок. Мякоть этого плода каким-то неведомым способом перестраивает вкусовую чувствительность. По мнению биохимиков, сладость, порождаемая магическим плодом, «более желательна, чем любые другие из известных естественных илн синтетических средств подслащивания». И не мудрено — африканцы испокон веков подслащивают им кислю- щее пальмовое вино, да и вообше широко пользуются своими «оливками», и на здоровье это ни в коей мере пагубно не отражается. Не менее удивительно другое экзотическое дерево — кеппел, или Stelechocar- pus burakol. Молодые листья кеппела очаровательно розового или винно-крас- ного цвета. Но сила дерева не в них. Необычные свойства этого индонезийского дерева тоже заключены в плодах, свисающих гроздьями на стволе, как у какао. Плоды сочные, сладкие. Но самое странное то, что человеку, отведавшему их, духов не надо — он долго пахнет... фиалками; даже пот приобретает этот запах! Зачем понадобилось дереву приобретать столь странное ароматическое свойство? Недоумевают специалисты н по поводу омбу. Вот как об этом пишет Э. Меннннджер: «В Южной Америке растет дерево, словно специально созданное для городских парков. Его посадки не пришлось бы обновлять, так как оно, по-виднмому, никогда не умирает... Насекомые терпеть не могут это дерево, и поэтому тем, кто отдыхает в его тени, не докучают ни муравьи, нн мухн, нн комары, ни москнты. К тому же его огромные корни во многих местах поднимаются над землей, образуя естественные массивные скамьи. Пожалуй, это единственное дерево, которое обеспечивает сиденьем тех, кто хочет отдохнуть под ним. И в довершение всего по ночам это дерево, на радость парковым сторожам н полиции, испускает крайне неприятный запах, который гоннт вон все влюбленные парочки и всех бродяг. Чего еще можно пожелать от паркового дерева?» Омбу (Phytolacca dioica) —дерево, удивительнее во многих отношениях. Его ствол и ветвн на 80% состоят вз воды, и поэтому оно не горнт. Оно легко переносит жару и засуху. Более того, никто не видел омбу, погибшего естественной смертью — пораженного болезнью, сгнившего нли высохшего от старости. Невольно на ум приходят недоуменные вопросы: кто или что рассадило омбу по всей Аргентине? Да, и почему омбу растут одиночно, далеко друг от друга? Как оии опыляются, как вступают в брак? Ведь пчелы старательно избегают их, а ветер на тех расстояниях, на каких друг от друга держатся «деревянные отшельники», помощник плохой. Но во всяком случае фитонцидные свойства омбу великолепны. Кто знает, может быть, омбу выделяют такие летучие яды, что их не вынести не только влюбленным парочкам, но и самому «деревянному супругу»? Подобных, прямо-такн невероятных, сведений в книге множество. 79 с. красносельский
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ОБОИ ПРОТИВ КОРРОЗИИ Один из наиболее коварных видов коррозии — коррозия бетона. Влага, просачивающаяся в мельчайщие поры материала, на морозе застывает и разрывает бетон. Особенно страдают от этого железобетонные градирни, которые постоянно находятся во влажной атмосфере. В Московском инженерно-строительном институте имени В. В. Куйбышева разработан оригинальный метод защиты от коррозии железобетонных конструкций. Их предлагают оклеивать липкой полиэтиленовой пленкой, своего рода антикоррозионными обоями. Пленку толщиной 100—250 микрон смазывают специальным клеем (полиизобутилен- 20 — 42,75%, полиизо- бутилен-118 — 2,25%, бензин «калоша» — 55%) и в два-три слоя наматывают на бетон под углом 10—15°. Уже больше года такая антикоррозионная защита испытываете я на градирнях одной из ТЭЦ Мосэнерго. «Промышленное строительство», 1970, № 3 КОНТОРСКИЙ ЛАЗЕР С лавиной писем, чертежей, справок и других деловых бумаг, которые захлестывают современные учреждения, управиться без машин невозможно. И на помощь арифмометрам и пищущим машинкам в конторы приходят все более и более сложные современные устройства. Недавно, например, английские специа- листы-оргтехники разработали способ, позволяющий снимать копии с деловых бумаг и чертежей лучом лазера. ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! Миллиметр за миллиметром луч лазера «ощупывает» (сканирует) копируемый документ. Отраженный бумагой свет сканирующего луча с помощью специального автоматического устройства управляет интенсивностью и амплитудой колебаний другого луча — записывающего. Этот луч сфокусирован в пятно диаметром меньше десяти микронов на термопластической пленке. Расплавляя пленку, луч лазера оставляет на ее поверхности след, точно воспроизводящий текст и рисунки оригинала. Снятая с помощью лазера копия обычной странички занимает на термопластической пленке площадь не более трех квадратных миллиметров. Просмотреть ее с помощью обычного аппарата для демонстрационных микрофильмов нельзя. Специальным устройством, которое было разработано раньше для чтения документов, записанных электростатическим методом, пластмассовую копию можно спроектировать на экран. «Science Journal» (Англия), 1969, № 5 ТИТАН ПРИГОДЕН И ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ К такому выводу пришли сотрудники Национального бюро стандартов (США) после того, как было проведено исследование устойчивости титана против коррозии в земле. Образцы — трубы (диаметр 4,8, длина 30,5, толщина стенок 0,1 см) были изготовлены из прочных, специально обработанных титановых листов. Трубы закопали в землю на шести участках (химические и физические ха- ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! рактер исти ки поч вы участков, например концентрация водородных ионов, электрическое удельное сопротивление, были разными). Через 8 лет образцы выкопали и тщательно исследовали — на них не оказалось никаких следов коррозии, весили трубы столько же, сколько и в начале эксперимента. «Engineering», 1969, № 5408 КОМПАКТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ Она разработана фирмой «Diamond Power Speciality». Суть ее — в использовании хорошо известных труб Венту- ри, которые работают под низким давлением. Промышленные газы, содержащие двуокись серы, разгоняются в первой трубе, и в то же время через сопло над входом в трубу подается жидкий абсорбент. Он дробится газовым потоком, быстро насыщается двуокисью серы и собирается в нижней части установки. Для дальнейшей очистки газы поступают в следующие трубы Вентури — числом до восьми. В новой установке скорость массопередачи очень высока; это и позволило сделать ее компактной. Она пригодна для очистки не только от двуокиси серы, но также от углекислого газа, окислов азота и некоторых других примесей. «Sulfur» (Англия), 1969, № 85 НОВЫЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ В Японии разработан способ получения этилена и пропилена непосредственно из сырой нефти. Смешанная с во- ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! дяным паром нефть подается в реактор, загруженный окисным катализатором. Крекинг идет в «кипящем» слое окислов в присутствии кислорода. Часть нефти сгорает, а выделяющееся тепло поддерживает нужную температуру процесса (800—900° С). При температуре 880е С из тонны сырой нефти можно получить 340 килограммов этилена и 80 килограммов пропилена. «Technical Japan» (Япония), 1970, № 2 ВОСПЛАМЕНЯЮТСЯ, НО НЕ ГОРЯТ Созданы новые огнестойкие жидкости для гидросистем, которыми обычно оборудованы, скажем, плавильные или литейные цеха. Это так называемые стабилизированные эмульсии воды (около 40%) в минеральном масле. Вода в них диспергирование в виде капелек диаметром около 2 микрон. Эмульсии еще называют обратными, так как их вязкость уменьшается по мере удаления воды и возрастает при ее добавлении. Новые жидкости почти в четыре раза дешевле применявшихся ранее смесей (например, растворов глико- лей), устойчивы при хранении (эмульсии долго не расслаиваются). Применяют их при температуре от 0 до 70° С. Хотя эмульсии могут воспламениться, пожар, однако, не возникает, так как содержащаяся в них вода мгновенно испаряется: слой пара вытесняет кислород воздуха и в течение нескольких секунд полностью гасит пламя. «The Engineers 1969, № 5923 80
КЛУ^> 10 Ш юный химик ЧТО ЭТО ТАКОЕ? (Ответ — на стр. 87) 81
ВИКТОРИНА ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ВИКТОРИНЫ ПРОШЛОГО НОМЕРА И НОВЫЕ ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ НУЖНО ОТВЕТИТЬ В прошлом номере мы предложили вам ответить на четыре вопроса новой викторины. Новой не только потому, что в сентябре начался новый учебный год, но и потому, что теперь викторина будет проводиться по-новому: теперь призы будут ежемесячно разыгрываться между ребятами, приславшими наиболее верные и полные ответы. Напомним, что ответы нужно посылать не позже 3-го числа каждого следующего месяца: например, редакция не будет рассматривать ответы на вопросы викторины прошлого номера, посланные позднее 3-го октября, то есть после выхода в свет номера, который вы сейчас держите в руках. Надо сказать, что заданные вам вопросы не так просты, как это может' показаться на первый взгляд, и на них очень часто дают неверные ответы. Но неверный ответ уже сам в себе таит вопрос; эти вопросы (вы увидите, они выделены рамкой) и будут вопросами следующего тура викторины, на которые нужно послать ответы не позднее 3-го ноября. Вот первый вопрос, на который вы должны были ответить: какой объем аа- ннмает аргон в комнате размером 5X4X3 метра? НЕВЕРНЫЙ ОТВЕТ Объем воздуха в комнате равен 5 X X 4 X 3 = 60 м3, а в воздухе по объему содержится 0,93% аргона. Следовательно, аргои занимает 60 • 0,0093 = 0,56 м3. ВЕРНЫЙ ОТВЕТ Каждый из компонентов газовой смесн распределяется равномерно во всем занимаемом объеме. Поэтому аргон, как и другие составные части воздуха, занимает объем 60 м3. А что же тогда такое 0,56 м3! Во втором вопросе спрашивалось: можно ли приготовить водный раствор, имеющий рН = О? НЕВЕРНЫЙ ОТВЕТ рН = 0 показывает, что в растворе полностью отсутствуют водородные ионы. Но так как даже чистая вода диссоциирует, то раствор приготовить нельзя. ВЕРНЫЙ ОТВЕТ Числовое значение рН представляет собой десятичный логарифм концентрации водородных ионов в растворе, взятый с противоположным знаком. Если рН = 7, то это значит, что концентрация водородных ионов равна \0 г-ион/л. Соответственно, если рН = 0, то концентрация водородных ионов равна 10° г-ион/л, то есть I г-ион/л, а вовсе не нулю! Иначе говоря, речь идет о приблизительно однонормальном растворе сильной кислоты. Приблизительно — поскольку нужно еще учесть степень диссоциации. Так, для однонормальной соляной кислоты рН = 0,1; крепкой кислоты еще чуть добавить — вот и станет ... ноль! А раствор с нулевой концентрацией водородных ионов можно приготовить! Третий вопрос заключался в следующем. На чашках весов уравновешены химические стаканы, в каждом из которых находится по 100 миллилитров двунор- мальных растворов соляной и серной кислот. Затем в стаканы опустили по кусочку мрамора, каждый весом в два грамма. Каково будет положение чашек весов после того, как прекратится выделение газа? НЕВЕРНЫЙ ОТВЕТ В обоих стаканах содержится одинаковое число грамм-эквивалентов каждой из кислот и одинаковые навески мрамора. Поэтому независимо от того, какое вещество — кислота или соль — находится в избытке, должно выделяться одинаковое количество углекислого газа. Равновесие сохранится. ВЕРНЫЙ ОТВЕТ При взаимодействии кусочка мрамора с сериой кислотой его поверхность быст- 82
ро покроется труд нерастворимым сульфатом кальция. Реакция прекратится, и, следовательно, перевесит чашка весов, на которой стоит стакан с раствором сериой кислоты. А как бы вы предложили изменить условия задачи, чтобы неверный ответ оказался верным! Наконец, вот четвертый вопрос. Сначала дали прореагировать смеси одного лнтра водорода и одного литра паров йода, а затем при тех же условиях дали прореагировать смеси трех литров водорода и одного литра паров йода. В каком случае реакция шла быстрее? НЕВЕРНЫЙ ОТВЕТ В школьном учебнике (для 7—8 классов) ясно сказано, что если реакция происходит в результате попарных столкновений молекул, то ее скорость пропорциональна произведению концентраций данных веществ. В нашем случае концентрация паров иода осталась неизменной, а концентрация водорода возросла втрое. Во столько же раз увеличится и скорость реакции. ВЕРНЫЙ ОТВЕТ Концентрация вешества и его общее ко личество — понятия совершенно различные, смешивать нх недопустимо. Начнем с вычисления концентрации реагирующих веществ. В первом случае общий объем смесн равен 2 л, н концентрация каждого из компонентов [Н2] = = И = 0,5 объемных долей в литре. Во втором случае общий объем смесн равен 4 л, концентрация водорода [Н2] = 0,7Е и концентрация паров йода [J2] =* 0,25 объемных долей в литре. А теперь сравним скорости в соответствии с уравнением V = К-[Н2]-Ш V, = К-0,5-0,5 = 0,25 К; V2 - К-0,75- •0,25 -=0,19 К- Отношение скоростей V2 : V, = 0,19 К : 0,25 К = 0,76. Как видим, с увеличением количества одного из компонентов скорость реакции ие только не возросла, но даже уменьшилась! А можете ли вы точно указать условия, при которых во втором случае скорость реакции действительно возрастет ровно в три раза! ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ? ЗАДАЧИ, СОСТАВ- ЛЕННЫЕ ПО ИДЕЯМ ЧИТАТЕЛЕЙ В сентябре прошлого года мы объявили среди читателей конкурс на лучшую задачу. Но когда письма с задачами перестали поступать и заведомо неудачные предложения были отложены в сторону, выяснилось, что среди оставшихся задач нет достойных первой премии. Поэтому жюри публикует задачи, составленные по идеям читателей. ЗАДАЧА 1 Недавно на севере Сибири было открыто месторождение метана, в котором метан находится в виде гидрата — твердого вещества, состав которого может быть выражен формулой СН4 • 6 Н20. Попробуйте оценить, во сколько раз отличается запас газа в таком месторождении от запаса газа в месторождении обычного типа такой же емкости, если плотность гидрата равна D г/см3, а газообразный метан находится под давлением Р кГ/см2. ЗАДАЧА 2 Говорят, что Дмитрий Иванович Менделеев раскрыл секрет французского бездымного пороха, сравнив количество грузов, поступающих по железной дороге на пороховой завод. Прикиньте, какие грузы и в каком количестве должны поступать на завод, производящий 100 тонн пироксилина в сутки. ЗАДАЧА 3 В свое время весь мнр облетело сообщение о трагическом случае, произошедшем в Югославии: шестеро физиков- ядерщиков, ремонтировавших атомный реактор, в результате неисправности системы блокировки получили высокую дозу радиации. Но хотя дозиметрические приборы не действовали, пострадавшие, правда с опозданием, но все-таки поняли, что находятся под облучением. Как они это установили? ЗАДАЧА 4 Если в стакан с газированной водой бросить щепотку соли, то растворенный газ сразу начнет выделяться. Почему? (Решения — на стр. 86) 83
ЗНАКОМ ЛИ ВАМ ЭТОТ МИНЕРАЛ? (ЗАДАЧА-ЗАГАДКА) В чистой воде растворили 2,22 моля некоторого минерала- Общая масса раствора составила 200 граммов; отношение числа молей растворителя и растворенного вещества равно 4:1. Какой минерал был растворен? Как можно экспериментально подтвердить правильность ответа? Сначала определим массу одного моля минерала- Обозначим число молей растворителя как х. Тогда из пропорции 4 : I = х : 2,22 узнаем, что х = 8,88 молей. Так как растворитель — вода, то ее 8,88 молей будут весить 18-8,88 = 160 г. Следовательно, в растворе содержится 200—160 = 40 г минерала, н масса одного его моля равна 40 : 2,22 = 18 г. Зная эту величину, следует поискать возможный состав минерала. Ясно, что составляющие его элементы не выходят из пределов отрезка Менделеевской таблицы от водорода до кислорода. И перебор возможных вариантов дает единственный ответ: минерал имеет формулу ... Н20! Но почему вода названа минералом? Оказывается, нельзя считать, что минералами называются лишь вещества, твердые при обычных условиях: понятие «минерал» включает также н жидкости *. Подтвердить экспериментом правильность найденного ответа задачи нетрудно. Нужно только определить плотность и точку кипения полученного «раствора» и убедиться, что найденные константы соответствуют чистой воде. Можно ограничиться выпарива'ннем небольшой порции жидкости, которое покажет отсутствие твердого остатка. Однако здесь останется место для сомнения: а вдруг растворенное вещество улетучилось? Г. Б. ВОЛЬЕРОВ * См., например, второй том «Краткой химической энциклопедии». ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ ОГОНЬ В ВОДЕ ИЛИ ВОДА В ОГНЕ? Даже многие физики удивляются, узнав, что при прохождении электрического тока жидкость может непрерывно светиться ...Целую неделю в горах, почти не переставая, шлн дожди. В один из таких дней, когда дождь иа время прекратился, я оказался возле источника нарзана, бьющего из металлической трубы невысоким фантанчиком. За соседними склонами несколько раз полыхнула молния. И вдруг струя нарзана засветилась синеватым с фиолетовым оттенком светом; свечение исчезало в сплошной струе и вновь рождалось в струйках н брызгах. Вокруг источника, по лужицам, по земле прыгали огненные клубки. Некоторые из них, лопаясь со слабым взрывом, превращались в снопы светящихся брызг, исчезающих затем неизвестно куда; иные продолжали прыгать, треща как сало иа раскаленной сковороде и излучая переливчатый синевато-фиолетовый свет. Это феерическое явление продолжалось одну-две минуты и было прервано разрядом молнии, угодившей прямо в фонтан. Разряд, как ни странно, был не очень сильным; молния лишь оплавила край трубы... Даже многие физики удивляются, узнав, что прн прохождении электрического тока жидкость может непрерывно светиться. Но оказалось, что ничего особо таинственного в этом свечении нет: свечение возникает тогда, когда в жидкости на пути прохождения тока возникают разрывы, заполненные паром или воздухом. В этих разрывах возникают постоянные электрические поля сверхвысокой напряженности, что приводит к разряду и свечению. Вот несколько эффектных опытов, которые описаны в конце прошлого — начале нынешнего веков итальянским физиком Аугусто Риги A850—1920), французским физиком Гастоном Плантэ A834—1889) и русским физиком Николаем Александровичем Гезехусом A845— 1918). ОПЫТ А. РИГИ Возьмем два стеклянных сосуда, помещенных одни в другой и наполненных одной и той же жидкостью (например, 84
*- Опыт А. Риги. Электрический ток, проходя через узкое отверстие в стенке стеклянного сосуда, вызывает непрерывное свечение жидкости 2 Опыт Г. Плантэ. В месте соприкосновения анода с поверхностью раствора поваренной соли возникает светящийся клубок, похожий на маленькую шаровую молнию Опыт Я. А. Гезехуса К металлической трубке и металлическому сосуду подведен пульсирующий постоянный ток высокого напряжения. Вода разбивается на светящиеся струи и брызги раствором поваренной соли). В каждый из сосудов поместим по металлическому электроду в виде широкой пластинки. В стенке внутреннего сосуда должно быть сделано маленькое отверстие, диаметром приблизительно в десятую долю миллиметра. Приложив к электродам постоянное напряжение 150 — 200 вольт, у отверстия, проделанного во внутреннем сосуде, можно наблюдать постоянное свечение (рис. 1). Это свечение возникает потому, что в тонком отверстии жидкость перегревается и превращается в пар; через этот паровой промежуток и происходит электрический разряд. ОПЫТ Г. ПЛАНТЭ Уберем из предыдущей установки внутренний стеклянный сосуд. Отрицательный электрод оставим погруженным в достаточно концентрированный раствор той же поваренной соли, а положительный электрод заменим тонким металлическим стержнем, который будем подносить к поверхности раствора. Если постоянное напряжение между электродами будет не менее 200 вольт, то в месте соприкосновения анода с поверхностью раствора моментально образуется светящийся шарик (рис. 2). Плантэ считал, что этот шарик представляет собой маленькую шаровую молнию. Однако если внимательно приглядеться, то не трудно заметить, что шарообразный светящийся клубок у анода представляет собой жидкость, которая может вращаться, издавая потрескивание и шипение (как сало иа сковород- ке1): свет возникает от электрических мнкроразрядов между поверхностью раствора в сосуде и жидким шариком. ОПЫТ Н. А. ГЕЗЕХУСА Этот опыт дает эффект наиболее близкий к явлению, которое я наблюдал у источника. Из металлической трубки в металлический сосуд струей^ выливается слабый раствор поваренной соли. Если трубку н сосуд соединить с источником постоянного тока высокого напряжения, а в цепи создать прерывистый ток, то в тех местах струи, где она разбивается на капли или отдельные струи, возникает яркое свечение, имеющее внд огненных четок. Кандидат технических наук В. Д. САПРЫКИН 85
ЗАДАЧА 1 Так как плотность гидрата метана равна D г/см3, то в произвольном объеме V см3 будет содержаться D-Угэтого BCD'V щества, нлн—— грамм-молекул A24 — молекулярный вес гидрата метаиа); эта величина равна также числу грамм- молекул метана, содержащегося в произвольном объеме V см3. А сколько грамм-молекул газообразного метана, находящегося под давлением Р кГ/см2, будет содержаться в объеме V см3? Если давление равно 1 кГ/см2, то в объеме V см3 будет содер- V жаться • 1,033 грамм-молекул газа, а если давление в Р раз больше, Р-У Р У т0 22400-1,033 ~23ТбО грамм-молекул (множитель 1,033 служит для перевода технических атмосфер в нормальные). Следовательно, отношение запаса метана в месторождении нового типа к запасу метана в обычном месторождении равно Примем ориентировочно, что D « I, а Р« 190. И получим удивительный ответ: оказывается, что запасы метана в обоих месторождениях равны! ЗАДАЧА 2 Пироксилин — это нитроклетчатка, ннт- роэфир целлюлозы, получаемый по следующему уравнению: хт ут СвН702(СН), + ЗНШ02 > 162 3-63=189 100 т ^C0H7O2(ONO2), + 3hLO. 297 Отсюда узнаем: 162-100 297 D.231C0 124-Р ' *190-р-. — 55 тонн целлюлозы (хлопковой ваты), 189-100 у = 297 в = 64 тонны 100%-ной HN03. Но все лн продукты мы учли? Нет, не все. Дело в том, что нитрование производят ие чистой азотной кислотой, а смесью концентрированной азотной и серной кислот, взятых в отношении «моль на моль» (серная кислота связывает выделяющуюся воду). Так как мо- 86
Рнсуики С. ДОНСКОЙ лекулярный вес азотной кислоты равен 63, а серной — 98, то на приготовление 100 тонн нитроклетчатки потребуется израсходовать F4 • 98): 63 = 99 тонн 100%-ной H2S04- Разумеется, все эти расчеты примерные: выполнены в предположении, что используются абсолютно чистые продукты и что выход реакции нитрования равен 100%у. ЗАДАЧА 3 Человек не располагает органами, позволяющими непосредственно чувствовать радиацию (к слову сказать, некоторые живые существа такой способностью обладают, например улитка при облучении втягивает «рожки»). Но ионизирующее излучение вызывает многие химические процессы; в частности, под его действием кислород воздуха превращается в озон — газ со специфическим запахом. К сожалению, заметные концентрации озона образуются лишь при большой интенсивности излучения, намного превышающей опасный предел. ЗАДАЧА 4 В первый момент на этот вопрос можно дать одни из двух ответов. Во-первых, можно вспомнить, что в чистой воде газ растворяется лучше, чем в растворе соли. Но ведь соли-то можно взять совсем немного, а эффект будет наблюдаться все равно, а если это же количество соли добавить в виде раствора, то ничего не случится... Во-вторых, можно вспомнить, что раствор вначале пересыщен, а для того, чтобы газ стал из него выделяться, нужны «зародыши», например микропу- зырькн воздуха, увлекаемые вместе с крупицами соли. Но почему газ не выделяется, если в стакан с газированной водой бросить щепотку речного песка? Правильный ответ заключается в том, что тут действуют сразу оба механизма. Как только крупинки соли попадают в стакан, они начинают растворяться, н вокруг иих образуется пленка концентрированного раствора. В результате растворимость газа вокруг крупинок уменьшается, н появляются маленькие пузырьки — «зародыши»; но как только «зародыши» вырастают, они отрываются от крупинок, и в соприкосновение с ними вступают новые порции раствора. Этот периодический процесс продолжается до тех пор, пока нлн вся соль не растворится, или же не выделится весь избыточный углекислый газ. ЧТО ЭТО ТАКОЕ? (См. стр. 81) Это увеличенные с помощью растрового электронного микроскопа волокна фильтра, способного очищать воздух от взвешенных в иём мельчайших частичек твердых и жидких веществ, так называемых аэрозолей. На фотографии видно, что налипшие на волокнах частички много меньше пор фильтра. То есть такой фильтр действует не столько как сито, сколько как липкая бумага для ловли мух. Частицы на волокнах удерживают те же силы, которые скрепляют молекулы жидкостей и твердых тел: эти силы так и называются межмолекулярными. Если частица достигла волокна и его коснулась, молекулярные силы прочно удержат частицу. Однако этн силы действуют на очень коротком расстоянии, и они не могут заставить частицу притянуться к волокну. Но, несмотря на это, все же очень малые частицы аэрозолей достигают поверхности волокна благодаря тому, что совершают броуновское движение, а более крупные сталкиваются с волокнами, двигаясь прямолинейно по ииерцни. Кроме того, волокна (они изготовлены из синтетических полимеров) могут нести электрический заряд; тогда в действие вступают более мощные силы электростатического взаимодействия, н воздух очищается еще лучше. 87
ХИМИЯ-70 МОСКВА, СОКОЛЬНИКИ, 10-24 СЕНТЯБРЯ Две недели работала здесь международная выставка «Химия-70», самая крупная из всех международных промышленных выставок, проводившихся в нашей стране Пять лет назад в Сокольниках с большим успехом прошла первая выставка, посвященная химнн. В ней приняла участие 21 страна. Экспозиции отразили стремительное и разностороннее развитие химической индустрии во всех частях света. Выставка и сама стала катализатором этого развития — она расширила и укрепила научное и техническое сотрудничество разных стран, в первую очередь — социалистических, раздвинула рамки торговых связей. Новая выставка — «Химия-70» — была еще более представительной: 25 стран Европы. Азии и Америки прислали в Сокольники свои экспонаты. Разнообразную химическую продукцию демонстрировали 770 советских предприятий и объединений н 1200 зарубежных фирм. Нынешняя выставка отличалась от первой не только масштабами. Здесь можно было увидеть, как далеко вперед продвинулась химия за прошедшие пять лет, как она изменяет облнк промышленности и сельского хозяйства, какой отпечаток накладывает на повседневную жизнь человека. Советский Союз, устроитель выставки, был представлен десятью тысячами экспонатов, подавляющее большинство которых было результатом оригинальных исследований и разработок, отмеченных авторскими свидетельствами. Много новых продуктов и изделий показали и другие социалистические страны, а также фирмы Англии, Италии, Японии, США, Франции и других стран. Остались позади деловые встречи специалистов, лекции ученых и инженеров, торговые переговоры. Схлынул поток посетителей. Демонтируются экспонаты. Начинается важная пора размышлений над увиденным, составления планов на будущее. Чтобы помочь принять участие в этом важном этапе н тем, кто не смог побывать в Сокольниках, приглашаем вас, читатели, на заочную экскурсию по выставке — на страницах декабрьского номера «Химии и жизни*. НОВОЕ О ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЯХ В конце 1969 г. в Филадельфии проходил IV Международный симпозиум по сравнительному изучению лейкозов. Ученые из разных стран обсудили новейшие экспериментальные данные, полученные при изучении сар- комо-лейкозных заболеваний у птиц, лабораторных и домашних животных и людей. С особым интересом было встречено сообщение члена-корреспондента АМН СССР Б. А. Лапина о результатах работ, ведущихся в последние годы в руководимом им Институте экспериментальной патологии и терапии (Сухуми). В этих экспериментах удалось вызвать у обезьян лейкозоподобное заболевание, вводя им материал от людей, больных лейкозом. Опыты в Сухуми еще не завершены: сейчас еще нельзя однозначно ответить на вопрос о том, действительно ли заболевание у обезьян вызвано тем же самым фактором, что и лейкозы человека. Если ответ окажется положительным, то это будет огромный шаг вперед в изучении лейкозов, который откроет широкие перспективы их лечения и профилактики. Но даже если окажется, что заболевание у обезьян вызвано не «человеческим», а их собственным вирусом, активизировавшимся в результате введения материала от больных людей,— это будет означать, что экспериментаторы впервые получили модель лейкоза у животного, близкого человеку. На этом же симпозиуме группа американских ученых (Д. Мортон, Ф. Эйлбер, Р. Мальмгрен и К. Кук) сделала сообщение о результатах изучения одного из видов сарком человека. Экстракты из культуры ткани саркомы оказались способными вызывать злокачественное перерождение культуры нормальной человеческой ткани. Кроме того, в клетках саркомы человека были обнаружены вирусные частицы, внешне сходные с вирусами саркомо-лейкозного комплекса птиц и мышей. Эти данные представляют большой интерес: выделение вируса из опухоли человека значительно приблизит ученых к пониманию механизма возникновения опухолей. И. Б. ОБУХ 88
КАК ДЕЛАЮТ ВЕЩИ И ВЕЩЕСТВА «™J£"SE Д°лог путь Д° фенола... р. э. гурович <G>-flH Такова несложная формула фенола, давно известного и прекрасно изученного вещества, которое производят в мире миллионами тонн. Давно миновало то время, когда фенол выделяли из каменноугольной смолы; сейчас в нашей стране из многочисленных методов производства синтетического фенола предпочтение отдается методу кумольному. Он разработан советскими учеными П. Г. Сергеевым, Р. Ю. Удрисом и Б. Д. Кружаловым и впервые в мире осуществлен в промышленном масштабе в нашей стране. Кумольный метод служит прекрасной иллюстрацией тому, сколь сложно воплотить в металле строгие и ясные символы химических реакций. А именно этому автор и собирается посвятить статью. Коль скоро метод называется кумольным, на первой стадии следует получить кумол 1 (или, говоря строже, изопропилбензол). Вот по такой реакции: БЕНЗОЛ ПРОПИЛЕН т Й яМ1ЛлЯ Эта реакция знакома всем студентам-химикам, она называется реакцией Фриделя — Крафтса. С нее и начинается получение фенола. Согласно учебникам, катализатором может быть хлористый алюминий и фосфорная кислота, давление нужно небольшое (достаточно 5 атмосфер), а температура — около 100° С. Записанная одной строчкой реакция алки- лировэния бензола пропиленом превращается на практике, как и следовало ожидать, в комплекс операций. Прежде всего, надо подготовить сырье. Бензол — осушить, потому что хлористый алюминий, катализатор реакции, смертельно боится влаги. Он взаимодействует с водой, получается соляная кислота, а это любому металлическому аппарату не на пользу. Что касается пропилена, то его нужно 89
освободить не только от влаги, но и от сернистых соединений, которые ему обычно сопутствуют. (У пропилена есть другой спутник — пропан, иногда он даже наполовину разбавляет пропилен; но пропан в реакцию не вступает, вреда не приносит, и нет смысла от него избавляться.) Итак, в алкилатор, где будет идти реакция, поступил свежий бензол (а также бензол, который ранее в реакцию не вступил, и теперь грех его не использовать), газ — пропилен и катализатор — хлористый алюминий. Еще одна тонкость: из катализатора готовят суспензию в полиалкилбензолах — побочных продуктах реакции алкилирования, и таким образом эти побочные продукты возвращаются в процесс. О давлении и температуре речь уже шла; часа-полутора достаточно, чтобы реакция закончилась. На выходе из аппарата нас ждет готовый продукт в смеси с непрореагировав- шим бензолом, катализаторным комплексом и растворенным в реакционной смеси пропаном. И когда изопропилбензол, можно сказать, уже в руках, мы вынуждены проделывать новые операции, чтобы он был в руках сам по себе, а не в смеси. Проще всего с катализаторным комплексом: он осаждается при отстаивании. Затем смесь отмывают водой, щелочью, снова водой—так удаляется пропан. А теперь, пользуясь тем, что у оставшихся в смеси веществ различная летучесть, их можно разделить довольно сложной ректификацией. Итак, мы получили чистый и концентрированный изопропилбензол, что и требовалось нам на этой стадии. Эти операции показаны на рисунке 1, разумеется, в самом общем виде; в цехе же эта схема обрастает сборниками, насосами, вентилями, трубопроводами, контрольными и измерительными приборами и множеством других абсолютно необходимых вещей. Настала очередь второй стадии процесса. Она называется так: окисление изопропилбен- зола в его гидроперекись. ИЗОПРОПИЛВШМ О-ОН гидроперекись Реакция тоже не из особо сложных: в молекулу вводится два атома кислорода. Причем собственно кислорода не нужно, можно подавать в аппарат воздух. А сам аппарат (см. рис. 2) разбит по высоте на несколько секций. Проходя через толщу изопропилбензол а, кислород к нему присоединяется, и на выходе из аппарата в воздухе остается практически один азот. Гидроперекиси от секции к секции становится все больше, пока концентрация ее не достигнет 20—28%. А выше не имеет смысла: одновременно с образованием гидроперекиси идет ее распад, и чем выше концентрация, тем сильнее. (Вообще гидроперекись склонна к распаду, особенно в кислой среде; чтобы реакция шла наверное, изопропилбензол окисляют в среде щелочной.) Для технолога весьма удобно, что реакция окисления изопропилбензола идет без катализатора. То есть, катализатор-то есть, но им служит сама гидроперекись. В начале процесса ее добавляют в аппарат, а дальше она сама себя воспроизводит. 90
Рассказ об окислении мы начали сразу с основного процесса, а надо бы сказать и о подготовке реагентов, о промывке изопропил- бензола, о сжатии воздуха компрессором и очистке его от масла. И еще о том, что остается сделать, когда реакция уже прошла: отработанный воздух промыть водой, чтобы поймать захваченные им вещества, отогнать из реакционной смеси непрореагировавший изопропилбензол и вернуть его снова в окислительную колонну, а готовый продукт — гидроперекись— направить на следующую и окончательную операцию — разложение гидроперекиси на фенол и ацетон. сн3 0-ОН ШРОПЕЯКИСЬ топтишюом 9 КЛЦЛИЗЯФ снч 'з фенол щ лцстон Наконец-то в реакции появился искомый фенол! А рядом с ним — ацетон, тоже весьма ценный продукт. Но вот инженерное оформление этой стадии процесса еще сложнее, чем предыдущих. Собственно реакция разложения выглядит довольно просто, зато сколько нужно оборудованных по всем правилам ректификационных колонн, чтобы выделить фенол и ацетон! Все дело в том, что современным потребителям нужны не просто фенол и ацетон, а чистый фенол и чистый ацетон; к потребителю же надо относиться с уважением. Обратимся же к рисунку 3 и взглянем на реактор, куда поступила гидроперекись изо- пропилбензола. Этот аппарат оборудован добротным устройством для отвода тепла, так как реакция разложения экзотермична и протекает довольно быстро. Поэтому надо успеть хорошо перемешать гидроперекись с катализатором— серной кислотой и особо тщательно следить за температурой, чтобы она не очень превышала положенные 70° С. Потом реакционную смесь охлаждают и нейтрализуют, чтоб не оставалось кислоты, и приступают после столь долгих трудов к заключительной операции — выделяют готовые продукты. Первым отделяют сырой ацетон, который идет на ректификацию; при этом его концентрация повышается до 99,5%. А фенол, загрязненный смолами и побочными продуктами реакции, тоже пропускают через ректификационные колонны. Чтобы получить очень чистый фенол (который нужен, например, для производства полимеров), его подвергают дополнительной очистке, скажем, с помощью ионного обмена. Что же касается смол, то, к сожалению, до сих пор нет хорошего способа их использования. Как правило, их просто сжигают. Поэтому технологи стараются так вести процесс, чтобы смол было как можно меньше. Вот и прошли перед нами три химические реакции, которые превратились на глазах в три технологические схемы, вкратце здесь описанные. Но схемы — это ведь еще не производство. А осталось сделать вот что: спроектировать завод, изготовить для него оборудование, построить здания, провести линию электропередачи, предусмотреть подачу пара и воды, доставить сырье. И тогда черным по белому написанные формулы превратятся в тысячи тонн фенола. Фенол НАОЧИСТКУ СМОЛЫ 91
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ МЕД ИЛИ НЕ МЕД? Очень интересно и важно знать: «сахарный мед» равноценен натуральному, сделанному пчелами из нектара, или нет! Как отличить их! Л. САПРОНОВ, гор. Армавир В первом номере «Химии и жизни» за 1970 год рассказывалось (в заметке «Настоящий мед или подделка!»] о том, как выявляют различные фальсификации меда; «сахарный мед» — еще один вид подделки этого ценного продукта. На вопрос читателя отвечает научный сотрудник Института пчеловодства В. ЧУДАКОВ. Натуральный мед — это продукт, который медоносные пчелы вырабатывают из нектара или пади * (из нектара — цветочный, а из пади — падевый). Чтобы ответить на вопрос читателя, следует подробнее остановиться на происхождении того, из чего получается мед, и на характере участия пчел в превращениях «сырья». Нектар — это выделения особых органов растения (нектарников), обычно расположенных в цветках. Состав нектара зависит от вида растения- медоноса и от того, в каких условиях оно росло: на какой почве, в каком климате. В нашей стране известно около 1000 видов медоносов и, по крайней мере, 200 из них имеют хозяйственное значение. Нектары этих растений содержат различные сахара, главным образом глюкозу, фруктозу и сахарозу, и много других веществ. Именно их состав определяет в основном состав и свойства меда. Поэтому правильнее говорить не просто о меде, а о нескольких десятках видов этого продукта: например, мед из нектара белой акации, липы, донника, гречихи, кипрея. Каждый из них отличается неповторимым своеобразием аромата и вкуса. Но пчелы не только собирают нектар и приносят его в улей. Пчелиная семья кропотливо перерабатывает добычу. Насекомые прибавляют к нектару секрет своих слюнных желез. Количество и состав секрета зависят от возраста, физиологического состояния и так называемых породных особенностей пчел; не менее важны сила пчелиной семьи, обе- * Падь — продукты жизнедеятельности (экскременты) равнокрылых хоботовых насекомых, которые питаются соком растений. спеченность кормами и погода. В слюне пчел есть ферменты, расщепляющие сахарозу, из нее образуются глюкоза и фруктоза. Готовый продукт пчелы запечатывают в сотах восковыми крышечками — насекомые запасают корм впрок. Это так называемый зрелый мед. Он может храниться очень долго, не портясь. В зрелом меде всего 15—20% воды. Из сухих веществ 88—95% приходятся на долю глюкозы и фруктозы. Кроме того, там есть еще около полутораста компонентов: углеводы, ферменты, витамины, органические кислоты, растительные пигменты. Но природа не всегда благоприятствует работе пчел. Случится не вовремя засуха или наступят холода, зачастят дожди или установятся ветреные дни, все это мешает насекомым: либо растения перестают выделять нектар, либо пчелы не могут вылетать на сбор, а иногда мед оказывается непригодным как корм: закристаллизуется или забродит. В таких случаях пчел подкармливают раствором свекловичного сахара (сахарозы). Раствор сахара, как и нектар, проходит в улье переработку: часть сахарозы под действием ферментов слюны пчел расщепляется на глюкозу и фруктозу. В результате получается так называемый «сахарный мед». Пчеловоды обычно используют его для подкормки насекомых. В «сахарном меде» меньше глюкозы и фруктозы, чем в натуральном, беднее он и по количеству минеральных веществ, органических кислот, ферментов амилазы и каталазы. А главное — в «сахарном меде» очень мало витаминов и бактерицидных веществ. Если «сахарный мед» попадает на рынки и его выдают за натуральный и продают по цене настоящего меда, то здесь, конечно, речь идет о подлоге. Такие случаи известны. Еще в начале нашего века за рубежом и в дореволюционной России были даже созданы целые пасеки, на которых, с позволения сказать, пчеловоды перерабатывали сахар в «мед», наживая таким образом огромные барыши. И по сей день нвхо- 92
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ дятся такого рода «любители пчеловодства». Вот почему так важно пресекать продажу фальсифицированного продукта. Но выявить подделку нелегко. В Институте пчеловодства были подобраны показатели, по которым можно с достаточной надежностью судить о подлинности меда, но для такого определения необходимо специальное исследование— устанавливают количество сахарозы и декстриноподобных веществ, угол вращения плоскости пол'яризации (самый надежный показатель), содержание воды. Выявление этой самой искусной из всех известных фальсификаций требует умения и времени. Но кое- что дает и простая дегустация: приторный, пресный вкус меда, отсутствие аромата или очень слабый аромат,— все это должно настораживать. Подозрительный продукт следует передать в лабораторию; юлько лаборант может сделать окончательное заключение — настоящий ли это мед или подделка. Как вывести чернильное пятно с линолеума, которым покрыты лабораторные столики! И. Ю. ФАНТА, сепо Сокирница Закарпатской обл. ПЯТНО НА ЛИНОЛЕУМЕ Чернильное пятчо с поливинилхлорид- ногс линолеума удаляют ватным тампоном, смоченным в ацетоне (или этил- ацетате, дихлорэтане, хлороформе). Не следует набирать много растворителя, так как он может растворить поверхностную пленку линолеума. Хорошо в процессе работы сменить несколько тампонов. Если подобных растворителей нет под рукой, то пятно можно удалить другим способом. Загрязненный чернилами участок линолеума увлажняют и трут головками спичек, тоже смоченных в воде. Тут происходит вот что. Во-первых, абразивные вещества (входящие в состав, которым покрыты головки спичек) стирают тонкий слой линолеума и вместе с ним частично и пятно. А ро-вторых, в зажигательную смесь входит хлорат калия (КСЮг), это сильный окислитель; он разрушает краситель чернил. После удаления пятна линолеум становится шероховатым. Чтобы сделать его снова гладким, это место проглаживают утюгом (нагретым до 150—180° С) или кладут сверху металлический лист, на который ставят какой-нибудь горячий предмет. В. И. БУРДИН В разговоре один из нас употребил слово «ректификованный» (спирт). Возникли возражения. Действительно, слово звучит как-то необычно. Еспи взять ряд аналогичных слов: электрификация — электрифицированный (не электрифико- ванный), квалификация — квалифицированный, а от ректификации почему-то произошло ректификованный. Правильно пи образовано слово? Г. Д. ПОКУРОВ, Красноярск СЛОВО ОБРАЗОВАНО ПРАВИЛЬНО Читатель, анапизируя слово, исходил из не совсем верных предпосылок. Слова «электрифицированный», «квалифицированный» — это причастия страдательного залога прошедшего времени, то есть отглагольные формы. Поэтому при оценке их «правильности» следует обращаться не к существительным, как сделал читатель, а к глаголам, от которых слова произошли. От глагола «электрифицировать» произошло слово «электрифицированный», а от «ректификовать» — «ректификованный». Но, кроме того, существует глагол «ректифицировать», от которого образуется «ректифицированный». Специалисты сейчас чаще говорят «ректифицировать» и «ректифицированный», хотя в толковых словарях русского языка можно найти оба термина. Г. АНДРЕЕВА 93
ЖЕВАТЬ ИЛИ НЕ ЖЕВАТЬ? В шестом номере «Химии и жизни» (статья «Зубы») рассказывается о причинах, которые вызывают один из неприятнейших недугов — кариес. Там же совершенно справедливо говорится, что в какой-то степени предотвратить процесс разрушения зубов помогают зубные пасты, порошки, эликсиры (а также зубные щетки и зубочистки). Однако есть еще одно гигиеническое средство, очень распространенное во многих странах,— это жевательная резинка. Резинка особенно удобна потому, что с ее помощью зубы очищаются во время привычного для всех процесса — жевания. Конечно, предполагается, что всем следует пользоваться в меру — чтобы очистить зубы, совсем не обязательно двигать челюстями большую часть суток, как это делают некоторые любители. Привычка жевать резинку—не привилегия американцев, как думают многие. Задолго до новой эры древние греки жевали смоляную мастику, во втором веке нашей эры индейцы майя в (Дентальной Америке и ацтеки в Мексике жевали чикли — смолообразный сок (латекс) дерева саподиллы. Индейцы Северной Америки жевали смолу ели. Первым колонистам Новой Англии эта привычка пришлась по вкусу, а их потомки через сто лет даже стали торговать кусками еловой смолы. Позднее в продаже появился парафин для жевания. В Сибири испокон веков жевали облатки, приготовленные из расплавленной и профильтрованной еловой смолы, а на Украине и Северном Кавказе — вишневый клей. В последнее время гигиенисты пришли к выводу, что жевательную резинку (ее готовят из того самого чикпи, который жевали индейцы, добавляя сахар, ве- щества-умягчители, ароматизаторы) можно применять не только как гигиеническое, но и как очень эффективное профилактическое и лечебное средство против некоторых болезней зубов. Для этого в резинку вводят специальные добавки: микроэлементы (например, фтор), фосфаты. ...В течение 30-и месяцев три группы детей (об эксперименте сообщалось в British Dental Journal — № 4 за 1961) получали разную жевательную резинку. Детям первой группы давали обычную, без всяких добавок; второй группе—жевательную резинку, в состав которой входил фосфат кальция (СагНРОД а третьи жевали резинку с сахаром. К концу эксперимента зубы у детей первой группы, в отличие от остальных, были совершенно здоровыми. В Центральном научно-исследовательском институте стоматологии (Москва) есть отдел гигиены полости рта и зубов. Здесь мы изучаем уже существующие методы и средства гигиены, а также разрабатываем новые. Здесь же мы проверили пригодность жевательной резинки, и действительно, оказалось, что с ее помощью можно предупреждать поражение зубов, и в первую очередь — кариес. Мы располагаем также данными об эффективности этого средства в необычных условиях: жевательную резинку давали водолазам, космонавтам, летчикам. В батискафе или космическом корабле зубной пастой и щеткой пользоваться неудобно, а резинка прекрасно очищала зубы. Опытом применения резинки с лечебными добавками располагают также наши коллеги из социалистических стран: Польши, Чехословакии. А. В. ГРАНИН, В. С. ВОРОБЬЕВ, Научно-исследовательский институт стоматологии Э. КИЛЛЕР ЧИКЛИ ИЗ ДЖУНГЛЕЙ КИНТАНА-РОО Современная жевательная резинка появилась в 1869 году. Вот какова, говорят, ее история. Мексиканский генерал Антонио Лопес де Сайта Анна решил проверить, можно ли заменить каучук смолой дерева саподиллы (Achros sa- pota), которую привозили из джуиглей Кинтана-Роо (полуостров Юкатан) и называли «чикли». Генерал обратился за помощью °к американскому изобретателю Томасу Адамсу. Опыты Адамса показали, что смола совершенно непригодна для производства резины. Разговаривая с генералом, Адаме заметил, что тот жует чикли (оказалось, что застывший сок саподиллы индейцы жевали издавна). Изобретатель приготовил на основе чикли приятную на вкус смесь, которую, когда она застывала, можно было очень долго жевать, не прожевывая, и уговорил местного аптекаря продать новинку. Так возникло американское производство жевательной резинки, которое к началу века стало неотъемлемой частью экономики США... Адаме вложил в предприятие всего 55 долларов, а в 1963 году в США выпустили около. 120 000 тонн жевательной резинки на сумму в 183 миллиона долларов. До сих пор чикли вывозят из Кнн- тана-Роо. 94
Когда саподилла достигает 20— 25-летнего возраста, на ее стволе (на высоте около 10 метров) делают косые надрезы, сходящиеся к основанию дерева в одни общий канал. Латекс стекает по надрезам и собирается в нижней части канала. За шесть часов можно собрать немногим более килограмма смолы. Такую процедуру повторяют не чаще, чем один раз в несколько лет, но даже в этом случае около 15% деревьев гибнет. Сбор латекса продолжается 6 месяцев в году, а за это время сборщик-чнк- леро успевает обработать 200—300 деревьев. Собранный в течение дня млечный сок саподиллы сливают в специальный сосуд и кипятят до удаления из него около 67% воды. Полученную таким образом серую полутвердую массу отливают в блоки по 10 килограммов. Один человек может заготовить до тонны сырого чикл и за сезон. В состав жевательной резинки входит сок не только саподиллы, но и других растений, например дерева джелу- тунг из семейства Аросупасеае, растущего в Малайе. Латексы растений семейств Могасеае и Euphorbiaceae, которые представляют собой настоящие кау- чуки (их ввозят из Британского Гондураса, Колумбии, Венесуэлы), добавляют в эластичную жевательную резинку; ее особенно любят дети — из таких резинок, тщательно разжевав их, можно выдуть пузыри, похожие на воздушные шары. В производстве жевательной резинки разрешено применять и синтетическое сырье: бутадиенстирольный каучук, парафин (синтезированный по методу Фишера — Тропша из окиси углерода и водорода), нефтяной воск, полиэтилен. Эти м атериалы обычно используют для приготовления липкой жевательной резинки. Для придания резинке нужных свойств в нее вводят пластификаторы и умягчнтели. Врачн разрешают применять для этого натуральную н синтетическую канифоль, воск из рисовых отрубей, стеараты натрия и калия. Среди разрешенных к употреблению антиокси- дантов — бутнлгидрокснаннзол, пропил- галлат. В процессе образования полимера в реакционную смесь вводят сульфит натрия. Лучший аромат резинке придает мята, а вкус — патока и сахарный песок. Окрашивают резинку порошком какао, куркумовым корнем н другими пищевыми красителями. На фабрике блоки сырого чикли расплавляют в котлах, обогреваемых паром. Расплав (жидкий, как кленовый снроп) сначала фильтруют через сито, затем очищают в центрифуге, после чего пропускают через вакуум-фильтр. Фильтрованный продукт сливают в чаны, где его тщательно перемешивают мешалками. Сюда же добавляют сахарный песок, патоку, умягчители и вещества, придающие аромат. Перемешанный как следует продукт охлаждают холодным воздухом и еще раз перемешивают в тестомешалке. Полученное тесто пропускают через вальцы, из которых выходят листы жевательной резники; толщина их зависит от изготовляемого сорта. Самые тонкие — для липкой жевательной резинки, более толстые — для карамельной, а из самых толстых листов получается резинка, из которой дети выдувают пузыри. Сокращенный перевод с английского из журнала «Chemistry» A969, № 8) Д-р Д. РЕКОЛДИН, Англия НАУЧНЫЙ ФОЛЬКЛОР СЕТИ ШПИОНАЖА Первое серьезное испытание выпало на мою долю, помнится, в начале пятидесятых годов, я работал тогда в Ведомстве Безопасности Клетки. Известно, что добрая слава лежит, а худая по дорожке бежит. Но что-то уж слишком быстро пошла молва об утечке наших производственных секретов... — Вас вызывает шеф, — сказал мне дребезжащий голос из телефонной трубки. Я выскочил из конторы, сел на первую попавшуюся растворенную молекулу и добрался до ядра Клетки. Когда я вошел, шеф мрачно спросил: — Что вы думаете делагь с этой утечкой? 95
— Сам не знаю. Может быть, у вас есть какие-нибудь предложения? — Клеточная безопасность — ваша работа. Дело плохо: Противник вплотную занялся сравнительной биохимией. Если Он раскроет наши секреты, Он узнает и про дрожжи, и про хлореллу, и даже про штучки покрупнее, вплоть до шпината. Это грозит всем. Выйдя от шефа, я отправился на производство. По дороге я в который раз перебирал в уме то немногое, что нам было известно. Мы знали, что Противник получает важнейшую информацию о нашей технологии изготовления Сахаров — я имею в виду метод фотосинтеза. Может быть, Они похищают промежуточные продукты и складывают их в нужной последовательности? Если бы так просто! Полтора месяца я проверял все накладные и пересчитывал изготовленные глюкозные остатки. А недостачи нигде не обнаружил. Были, правда, периодические изъятия. Время от времени целую группу наших набивали, как сельдей, в небольшой контейнер, освещали его слепящим светом, а потом погружали в кипящий спирт. Даже среди Их методов этот был самым жестоким. Так Они пытались изучить нас. Кажется, они применяли нашумевшую тогда новинку — хроматографию, но никакого толку добиться не могли: у Них не было ни малейшего представления о том, в каком порядке расставлять промежуточные продукты. Догадывались мы и о попытках извлечь информацию из наших ферментов. Но ведь всякий знает, что ферментам с самого их рождения запрещено сообщать что-либо ценное, оказавшись вне клетки. Имя, звание, номер — и точка. Как же Они умудряются получать информацию?.. Я уныло стоял в упаковочном отделении, рядом со стариной Джорджем. Поднатужившись, он поднял дюжину ящиков с гранулами крахмала и потащил их к отделу доставки. — Старею, должно быть, — сказал Джордж.— Раньше таскал их по четырнадцать штук зараз. А теперь больше двенадцати не могу. — Может быть, ящики потяжелели? — сказал я наобум. — С чего бы это? — Джордж, а есть у нас старые запасы с прошлого года? — Есть наверху. — Дай-ка мне один твой ящик,— попросил я. Наверху я поставил его на весы. Потом взвесил ящик из старых запасов. Он был легче! Правда, я не понял сначала, при чем здесь безопасность клетки. А потом в голове у меня как будто что-то щелкнуло, — словом, меня осенило. Два раза я неправильно набирал телефон лечебницы, пока не дозвонился. Я спросил в лоб: — В каком отделе за этот год больше всего больных? — Мы все ждали, когда нас об этом спросят. В отделе поглощения углекислоты. Не поймем, в чем дело. — Что с ними? — Понимаете, это звучит странно, но у них что-то вроде лучевой болезни. Конечно, это чушь, но все симптомы... Я подпрыгнул от радости и швырнул трубку. Потом я аккуратно взял ее и набрал номер Управления. — Шеф? Это Ведомство Безопасности. Что вы скажете о радиоуглеродных метках? — Каких метках? — Радиоуглеродных! Эти хитрецы кормят нас углекислотой с радиоактивным углеродом, а потом измеряют радиоактивность всех промежуточных продуктов. Остается только расположить их по степени разбавления — и дело в шляпе, вся цепочка готова. — Ничего не понимаю. — Разрешите предложить контрмеры? — Изложите в рапорте. Мой рапорт был настоящим шедевром, поверьте на слово. А своими контрмерами я до сих пор горжусь. Говоря коротко, мы приготовили целую серию липовых ферментов, которые делали с молекулами сахара бог весть что. Трехуглеродные сахара они превращали в пятиуглеродные, четырехуглеродные — в се- миуглеродные, а потом обратно... В общем, получилась настоящая чертовщина. Труднее всего было составить из всего этого запутанный донельзя цикл (Они обожают циклы), который на одном из этапов потреблял бы углекислоту, а на другом, в числе прочего, выделял бы сахар. Успех был блестящий. Полгода спустя Они уверовали, что познали углеродный обмен во всех деталях. Они похлопывали друг друга по спине и раздавали Нобелевские премии. И с тех пор нас уже больше не беспокоят. Они думают, что раскрыли тайну клетки, и очень этим довольны. Мы же вернулись к доброму старому способу фиксации углерода, и, поверьте, довольны не меньше. Перевод с английского А ИОРДАНСКОГО (из журнала «New Scientist»)
•^ ш^^Ш %. т. о.
Издательство «Наука» Цена 30 коп. Индекс 71050 Тридцать пять лет назад немецкий химик но фамилии Мекбах решил узнать, как действуют на моль разные красители. В закрытую коробку (а моли в ней было предостаточно) он положил сто разноцветных кусков шерсти. А когда он коробку раскрыл, то обнаружил, что все куски продырявлены. Все, кроме одного. Этот единственный был окрашен марциусом желтым, или иначе — манчестерским желтым (такие имена были присвоены химическому соединению динитроальфанафтолу). Мекбах был человеком педантичным, он продолжал ставить опыты с молью целых десять лет. Из нескольких тысяч красителей, им испытанных, ни один не действовал на моль столь же отталкивающе, как марциус желтый. Это открытие не прошло незамеченным. Ведь красить шерсть так нли иначе надо, и чем плохо, если она при этом приобретет несвойственное ей качество — отпугивать моль? Правда, на желтую ткань спрос невелик. Но ведь комбинацией желтого с синим получают зеленый цвет, самый удобный для военной одежды! Так одежда защитного цвета получила защиту от моли... Что же касается мирных потребителей, то им от марциуса желтого было мало проку — этим красителем нельзя окрасить шерсть в яркие и светлые тона (так же, как впоследствии найденным его аналогом динитроортокрезо- лом). Цвет, вкус, запах, токсичность вещества связаны с теми или иными группами в его молекуле. Цвет, в ча- КРАСКА ПРОТИВ МОЛИ ^&С <*^$^* yv щ стности, с группами хромофорными, токсичность — с токсофорными. Но если так, можно применять для защиты от моли соединения только с токсофорными группами! Правда, они должны, подобно обычным красителям, хорошо связываться с шерстью. Иными словами, нужны ядовитые для молн бесцветные красители. Они появились в конце двадцатых годов; большинство из них относится к трифенилметановому ряду. Такие красители вводят в моющие средства в качестве оптических отбеливателей — онн поглощают невидимые ультрафиолетовые лучи и отражают видимые синие, тем самым маскируя желтизну. Моль боится этих отбеливателей пуше нафталина. (Любопытно, что в коре дуба, ивы, акации и многих других растений есть соединения, по химической природе близкие красителям трифенилметанового ряда. Это дубильные вещества, которые с незапамятных времен используют кожевники. Такие вещества придают коже стойкость и к микроорганизмам, и к организмам более крупным.) Сейчас противомольную обработку применяют очень широко. Но не повсеместно. Поэтому лакомый для моли костюм может соседствовать в шкафу с костюмом, на который ей сесть противно. Вот и приходится нам время от времени прибегать к помощи нафталина и других, более современных средств против моли. Кандидат технических наук А. Л. КОЗЛОВСКИЙ