Text
                    шм ия и жизнь
чно-популярный журнал Академии наук СССР 1972


«гЖажда». Линогравюра извеа ного мексиканского графика и монументалиста Л. Мсндеса из серии его гравюр к фильму «Рио Эскондидо» A948). Проблема жажды — серьезная область научных исследований. О последних работах советских ученых в этой области го варится в статье С. Мартынова «Чем утолить жажду?» в этом номере журнала. На первой странице обложки — рисунок к статье «Что такое Побитые камни'?». В ней рассказывается о физико-химических процессах, в результате которых окаменевают стволы мертвых деревьев, попавшие под землю или в воду, превращаясь в каменные колонны и целые каменные леса
50 лет СССР Последние известия Интервью Проблемы и методы современной науки Элемент №... Из писем в редакцию Из новых журналов Диалог Новые заводы Экономика, производство Клуб Юный химик А почему бы и нет! Портреты Болезни и лекарства Живые лаборатории Что мы пьем Земля и ее обитатели Пишут, что... Новости отовсюду Сказка Искусство Информация Консультации Переписка ХИМИЯ И ЖИЗНЬ № 6 ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО- ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР 10 14 15 19 20 22 27 28 33 34 37 38 39 40 44 46 49 55 56 58 60 64 67 70 72 75 76 80 82 84 89 93 94 95 96 Июнь 1972 Год издания 8-й В. ЖВИРБЛИС. Сокровища Дальневосточного края Из самой научной газеты А. С. САДЫКОВ. Направление главного удара АСУ: аппарат — цех — комбинат — отрасль A. ДМИТРИЕВ. Ген —другим способом... B. В. КОРШАК. Новое о карбнне Ферменты на привязи Л. В. КОЗЛОВ. Комментарий к статье «Ферменты иа привязи» R Н. ПОПОВА. Висмут И. СЕЛИВАНОВ. Как было в действительности М Г. СОФЕР. Металлы плывут по рекам В. БАТРАКОВ. За что присуждена Нобелевская премия 1971 года по химии B. РИЧ, М. АБРАМОВ. Первое письмо М. ЧЕРНЕНКО. О химикоцентризме, деньгах на рекламу и обеде через 30 секунд А. И. НЕДЕШЕВ. Апатиты: руда и концентрат Л. МЕЛЬНИКОВА. Золото нз серебристой пены Д. Ю. АНДРИЯШИК- Иммунитет: свое и чужое А. Е. БРАУНШТЕЙН. Арне Тизелиус C. СТАСОВ: «По одной таблетке перед едой...» А. ФРИДМАН. Финиковая пальма С. МАРТЫНОВ. Чем утолить жажду С. КРАСНОСЕЛЬСКИЙ. Сказание о крысе Г. Д. МАЛИНИЧЕВ. Приговор белым крысам Б. СОКОЛОВ. Монархи, сойки в мимикрия Л. БАНЬКОВСКИЙ, В. БАНЬКОВ- СКАЯ. Что такое «Побитые камни»? И. АЛЕКСЕЕВ. Снова деревянные автомобили М. КРИВИЧ, Л. ОЛЬГИН. Пора — не пора... Н. ГРИГОРОВИЧ. Благородная патина времени С СТАРИКОВИЧ. Как комары находят еду? Редакционная коллегия: И. В, Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, Л. А. Костандов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), П. А. Ребиндер, М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н- Н. Семенов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. М. В. А. О. О. д. в. с. Т. в. г. . А. Е. д. И м. н. в. ф. А. Володин, Гуревнч, Жвирблис, Иорданский, . Коломийдева, , Либкин, , Осокина, Станцо, Старикович, Сулаева, К- Черникова Художественный редактор С. С. Верховский Номер оформили художники И. П. Захарова, Е. С. Скрынников Технический редактор Э. И. Михлин Корректоры: Н. А. Велерштейн, А. Н. Федосеева При перепечатке ссылка иа журнал «Химия и жизнь» обязательна Адрес редакции: 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61 Телефоны: 135-52-29, 135-90-20 135-63-91 Подписано к печати 15/V 1972 г Т-08827 Печ. л. 8,0 + вкл. Усл. печ. л. 10,08. Уч.-изд. л. 10,6. Тираж 160 000 экз. Заказ 108. Цена 30 коп. Московская типография NV 13 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Москва, Денисовский пер., д. S0.
in СОЮЗ COBEtUuv СОКРОВИЩА ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО КРАЯ «„.Советская власть установлена 18 ноября 1917. В апреле 1918 во Владивостоке высадились военные десанты японских, американских и английских войск. В городе неоднократно менялась власть различных буржуазных правительств. 31 января 1920 в результате восстания трудящихся Владивостока власть перешла к областной земской управе; окончательно Советская власть была установлена 25 октября 1922, когда народно-революционная армия Дальневосточной республики во главе с И. П. Уборевичем совместно с партизанами освободила Владивосток». «Большая Советская Энциклопедия» Из Москвы во Владивосток, центр Приморского края РСФСР, можно попасть, проведя семь часов в огромном двухэтажном, почти что двухсотместном ТУ-114, совершающем прямой рейс до Хабаровска, а потом еще час — в видавшем виды ТУ-104. Не считая, конечно, времени, потраченного на поездки в автобусах и вынужденные отсидки в аэропортах. Даже в случае самого неблагоприятного стечения метеорологических и аэро- флотовских обстоятельств, вынуждающих пассажиров порой проклинать самый скорый и комфортабельный вид транспорта и жаждать крови безвинных дежурных по аэровокзалам, воздушный путь из Москвы во Владивосток несравненно удобнее железнодорожного, длящегося целую неделю; вместе с тем, даже в случае самого благоприятного стечения тех же самых обстоятельств, нельзя не удивиться, подумав, что от столицы нашей страны до одной из ее отнюдь не самых далеких окраин приходится лететь восемь часов со скоростью, лишь в полтора раза меньшей скорости звука. Москвичу преодоленное расстояние постоянно дает о себе знать. Даже привыкнув к новому течению времени, невольно теряешься, просыпаясь в семь утра под полуночный бой кремлевских курантов и ложась спать под дневную московскую программу для школьников... Первое, что поражает при знакомстве с Владивостоком — это то, что в нем нот почти ни одной прямой улицы: они лигю хитро извиваются по горизонталям топографической карты, либо сбегают с сопки на сопку, да так круто, что остается только удивляться — как это не переворачиваются машины, ползущие по ним вниз и вверх. Крыши тоже повторяют очертания сопок, так что окна верхнего этажа одного дома смотрят порой в окна первого этажа соседнего, а зайдя во двор, можно вдруг очутиться на уровне третьего этажа фасада. Центр Владивостока сформировался лишь в начале нашего века, хотя официальной датой основания города считается 20 июля 1860 года; впрочем, как центр, так и окраины, начинающиеся буквально за первой же сопкой, энергично расчищаются от ветхих хибарок, сохранившихся от былых времен, и застраиваются современными многоэтажными домами. И все же жилья нехватает: за последние пять- шесть лет население города выросло почти в полтора раза. Не сомневаюсь,, что статистика меня опровергнет, ноу меня сложилось непреодолимое убеждение, что во Владивостоке нет ни одного по-настоящему коренного жителя. Здесь мне встречались уроженцы Москвы и Ленинграда, Украины и Поволжья, Восточной Сибири и Магадана — но только не самого Владивостока. Быть может, этот гостиничный дух и не мешает успешно ловить рыбу и тор-
говать, но ведь в науке, помимо всего прочего, важны и традиции... До 1960 года наука на Дальнем Востоке носила почти исключительно узко прикладной характер. Поскольку экономика края основана, главным образом, на добыче и переработке рыбы, этим и определялась тематика работ, скажем, Тихоокеанского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии. Но, начиная с 1960 года, здесь стали открываться академические институты, а в 1970 году было принято постановление о создании Дальневосточного научного центра, задачи которого можно сформулировать так: комплексное изучение богатств Дальнего Востока, разработка проблем, способствующих ускоренному развитию края и координация всех научно-исследовательских работ. О темпах начавшегося развития науки этого края говорят такие цифры: в 1970 году здесь было 8 институтов, в которых работало 3300 человек; в 1975 году институтов будет 17, а научных сотрудников — 6700. Поскольку нечего и думать о том, чтобы местными силами подготовить за пять лет без малого три с половиной тысячи специалистов самого различного профиля, главную ставку тут приходится делать на «утечку мозгов» из сложившихся научных центров нашей страны. Когда мы слышим слово «центр», то представляем себе нечто территориально целостное. Скажем, в Москве таким центром можно считать Ленинский проспект, вдоль которого расположено множество академических институтов; в Риге и Новосибирске сложились самостоятельные «академгородки». Дальневосточный же центр — понятие скорее административное, нежели территориальное. В самом Владивостоке лишь пять институтов рядом, причем четыре из них занимают разные этажи одного и того же здания: это Биолого-почвенный институт, Дальневосточный геологический институт, Институт биологии моря, Институт Советское Приморье: берег Тихого океана
биологически активных веществ. Совсем рядом находится и новое здание Института химии. Эту группу институтов, расположенных в тринадцати километрах от центра Владивостока, почти на самом берегу залива Петра Великого, порой именуют «академгородком». Кроме того, во Владивостоке созданы Институт автоматики и процессов управления, Институт истории, археологии и этнографии, а \также Институт географии. Создается и Институт океанологии. В Хабаровске, помимо уже существующего Комплексного института, будут действовать Институт тектоники и геофизики, Институт экономических исследований и Вычислительный центр. В Южно-Сахалинске формируется Комплексный институт; в Магадане, где существует Северо-Восточный комплексный институт, создается Институт биологии Севера, а в Петропавловске- Камчатском находится Институт вулканологии. Если присмотреться к этому перечню, то нельзя не обратить внимания на то обстоятельство, что особое внимание тут отдается наукам о Земле и наукам биологического профиля (это относится и к «комплексным» институтам, если расшифровать их тематику). Химические науки представлены всего двумя институтами; физические науки вообще, по существу, не представлены. Такое распределение тематики можно, конечно, объяснить тем, что Председатель Президиума центра, член-корреспондент АН СССР Андрей Петрович Капица— географ. Но его ближайший помощник, Главный ученый секретарь центра, Виктор Евгеньевич Васьковский — химик, и все же он тоже считает, что распределение сил должно быть именно таким, поскольку при формировании тематики нужно было ни на минуту не забывать об основной задаче центра — изучении и освоении природных богатств Дальневосточного края, Б центре Владивостока
Необычность природы Приморья дает знать о себе еще в самом Владивостоке. В сезон, когда нет дождей и туманов, когда тепло и солнечно,— а так обычно бывает в сентябре,— залив Петра Великого похож на картинку, рекламирующую круиз по Черному морю: ослепительно синяя вода, вдали виднеются горы — то ли зеленые отроги Кавказа, то ли розоватые скалы Карадага. Разница только в том, что Черное море бывает таким ярким и красочным по преимуществу на рекламных картинках, а тут все настоящее. Забегая вперед, скажу, что мое непосредственное знакомство с природой Дальнего Востока было ограничено поездкой на Морскую экспериментальную станцию Института биологически активных веществ, расположенную примерно в двухстах километрах от Владивостока, неподалеку от мыса Гамова — одной из самых южных оконечностей Приморского края. Однако поездка позволила мне убедиться в том, что в этих краях морской гребешок размером с чайное блюдце— столь же обычное явление, как воробей в городе; что морские звезды, ежи и крабы с клешней в человеческую руку,— существуют в действительности, а не делаются из папье-маше- Дальний Восток замечателен не только богатством и необычностью животного мира. Здесь самый большой материк смыкается с самым большим океаном; здесь непрерывно идут геологические процессы — действуют вулканы, происходят землетрясения. Естественные науки почитаются испытанием природы; однако занимаются ими, чаще всего, от природы вдали, в крупных административно-хозяйственных центрах. Даже геологи, вулканологи, географы, биологи и подобные им специалисты, объекты изучения которых лежат за тысячи верст от больших городов, считают совершенно нормальным делом летние экспедиции, снаряжаемые для получения А так выглядит типичный район новостроек
«материала», котррый затем обрабатывается дома долгие зимние месяцы. Такие эпизодические набеги на природу не могут, конечно, заменить непрерывного живого общения. В этом смысле Дальний Восток — это, прежде всего, уникальный научно-исследовательский полигон, а Дальневосточный научный центр — гигантская постоянно действующая экспедиция. И поэтому в первый момент кажется вполне естественным, что предпочтение тут отдано именно «экспедиционным» наукам. Но какова роль химии в освоении природных богатств Приморского края? Коридоры только что созданного Института химии заставлены ящиками с приборами, посудой, реактивами. Повсюду видны следы только что закончившихся строительных работ, а вид лабораторных столов свидетельствует о том, что их хозяева еще только собираются заниматься делом. И действительно, сотрудники института пока что обживают новое место, обзаводятся всем необходимым, собирают литературу, планируют предстоящую работу. Об одной из проблем, которыми здесь будут заниматься, мне рассказали кандидаты химических наук Ольга Евгеньевна Преснякова и Галина Николаевна Са- енко. Все, видимо, знают, что в морской (или, как принято говорить среди специалистов, «океанической») воде содержатся практически все встречающиеся в природе элементы. Если помножить концентрации этих элементов на общую массу раствора, в котором они содержатся, то получатся поражающие воображение цифры: из морской (то есть, простите, океанической) воды можно добыть несколько десятков миллионов тонн золота. Увы, мечты о добыче золота из воды пока еще экономически нереальны: стоимость такого золота будет в 20—30 раз превышать стоимость золота, добываемого в обычных месторождениях... И все же возможность использовать морскую воду как полезное ископаемое—необычайно соблазнительна. Не надо никакой геологической разведки, не нужно строить шахты или производить вскрышные работы: бери воду и добывай из нее любой нужный элемент! В третьем выпуске «Будущее науки» за 1970 год член-корреспондент В. Г. Бого- ров писал, что в США из морской воды уже добывают уран, хотя в каждой ее тонне содержится всего 2—3 миллиграмма этого элемента. В Институте химии ставят себе целью разработку методов добычи более мирных элементов, значащихся в Периодической системе: от титана до цинка. Для этой цели предполагается использовать экстракцию, со- осаждение, адсорбцию, ионный обмен, комплексообразующую хроматографию... Но главная ставка делается на изучение процессов, происходящих в морских организмах, способных концентрировать элементы: ведь, например, асцидии собирают в своем теле в 200000 раз больше ванадия, чем его содержится в равной массе окружающей их воды. Раскрыть механизм такого концентрирования и затем создать его модель, пригодную для технологического воплощения — вот цель работ, которые будут здесь вестись. Но коль скоро мы повели речь о морских обитателях, нельзя ничего не сказать про работы, уже выполненные в соседнем Институте биологически активных веществ. Директор института, член-корреспондент АН СССР Георгий Борисович Еля- ков,— настоящий патриот Приморья. Но в этой влюбленности в природу Дальнего Востока проглядывает и чисто профессиональная заинтересованность химика, посвятившего себя изучению природных соединений: здесь на каждого сотрудника приходятся десятки объектов исследования, здесь каждому найдется тема для самостоятельной работы. Жаль только, что пресловутые «штатные единицы» растут на Дальнем Востоке с такими же трудностями, как и близ бесплодных Каракумов, а жилищную проблему решить тут не проще, чем в Москве. Первые работы института были посвящены исследованию действующих начал корня легендарного (без этого эпитета не обойтись!) женьшеня. Из него удалось выделить своеобразные вещества, определяющие стимулирующее действие этого растения, — так называемые тритерпе- новые гликозиды. Тритерпены — это вещества, по структуре родственные стероидным гормонам; их гликозиды — это продукты присоединения остатков Сахаров, в том числе и глюкозы. Тритерпено-
вые гликозиды женьшеня (их назвали панаксозидами, от латинского названия растения — Panax) были химически идентифицированы, было определено их физиологическое действие. И все это за считанные годы и, как теперь принято говорить, на уровне мировых стандартов. Но океан, вид на который открывается прямо из окон института, сулил гораздо больше химических неожиданностей. Скажем, почему китайская народная медицина называет трепанга «морским женьшенем» — морским «корнем жизни»? И вот из трепанга (по-латыни — Sticho- pus) сотрудникам института удалось выделить вещества,— их назвали стихопози- дами,— поразительно похожие по химической структуре на тритерпеновые гликозиды женьшеня! Океан то и дело заставляет ученых удивляться. Почему, скажем, у обитателей голубого континента никогда не наблюдалось болезней, подобных раку? Почему некоторые рыбы — например, самки камбалы — растут всю жизнь? Ответы на эти вопросы чистая биология не может дать: тут нужны исследования на молекулярном уровне. А химия, как известно,— это наука о веществах и их превращениях... Сегодня институт, так сказать, морально уже готов к тому, чтобы приступить к осуществлению одной из основных задач, поставленных Партией и Правительством перед Дальневосточным научным центром. Он готов конкретно способствовать рациональному использованию природных ресурсов края — главным образом, ресурсов живого мира Тихого океана. Речь, конечно, идет не о разработке метода лова какого-нибудь нового вида подводных обитателей. Речь идет о получении из отходов рыбодобывающей и рыбообрабатывающей промышленности веществ, используемых в науке, медицине и пищевой промышленности. Это ферменты, нуклеотиды, моносахариды, липиды, гормональные препараты, цена которых на мировом рынке доходит порой до миллионов долларов за килограмм. Производство таких веществ относится к разряду малотоннажных (правильнее было бы сказать — малокилограммовых); но при мини-затратах оно способно дать макси-выгоду. За чем же дело? Сырье-то буквально бросовое* скажем, отвар трепангов, из которого можно выделять стихопозиды, просто выливают, молоки лососевых — источник нуклеиновых кислот и прот- аминсульфата, пролонгатора действия антибиотиков— гниют на берегах рек, бесцельно пропадают богатые источники ад- ренокортикотропного гормона и инсулина — гипофиз и поджелудочная железа кита... Но где взять средства для строительства опытного предприятия? Как обеспечить сбыт будущей продукции? Как организовать сбор сырья? Казалось бы, тут и думать нечего: препараты, которые можно здесь производить, покупаются заграницей на валюту. Ан нет, завод продолжает оставаться голубой мечтой руководства института. По-видимому, тут сказывается недооценка роли химии в освоении природных богатств. Ну, что там граммы или килограммы какого-то фермента в сравнении с тысячами центнеров рыбного филе? Когда я как следует познакомился с Институтом биологически активных веществ и его сотрудниками, у меня возникло чувство какой-то неудовлетворенности. Казалось бы, оборудование — прекрасное, сотрудники — высококвалифицированные, работы — отличные, а что-то не так. И в чем заключается это «не так», мне удалось понять, лишь побывав на Морской экспериментальной станции. Хотя институт и расположен почти что на берегу океана, подводный мир здесь сравнительно беден. Заготавливать же сырье в экспедиции и затем перерабатывать его в институте — невозможно, потому что химический состав добытых животных изменяется буквально за считанные часы. Экспериментальная станция начала создаваться вскоре после организации института. Участники строительства рассказывали мне, сколь дорогой ценой она им далась: начинать пришлось буквально на голом месте, если не считать пустой двухэтажной коробки бывшей погранзаставы. Понадобилось оборудовать лаборатории и водолазный домик, провести воду и свет, построить кухню, столовую и общежитие. Первые часы, проведенные на станции, я никак не мог отделаться от ощущения нереальности происходящего. В самом деле, представьте себе, что вы находи-
8 тесь в современной лаборатории, из окна которой открывается чудесный вид на лесистые сопки, что на ужин вам дают вареную картошку с жареными спизулами (это такие моллюски), что по дороге к бухте вы вдруг посреди поля наталкиваетесь на огромную красную мясорубку, в которой перемалывают каких-то морских гадов... Но это, конечно, только первое впечатление. В действительности здесь идет нормальная будничная работа. Здесь занимаются «скринингом» — в переводе с английского это буквально «просеивание». Ведь в прибрежной зоне встречается около 200 видов одних только безпоз- воночных, 100 из которых можно добывать для исследований в любых нужных количествах, и задача заключается в том, чтобы найти среди них объекты, представляющие химический интерес. А когда объект найден и наработано достаточное количество продукта, исследование продолжается во Владивостоке. Мне повезло: в дни, когда я был на станции, сюда приехала выездная сессия секции химико-технологических и биологических наук Академии, и я смог наблюдать реакцию виднейших советских ученых. Она была однозначной: все были поражены увиденным и услышанным. А один из них заметил, что мы порой совершаем непростительную ошибку, порываясь исследовать природу дальних экзотических стран, когда сами располагаем таким богатством как Дальний Восток. Некоторые сотрудники экспериментальной станции убеждены, что здесь есть все необходимые условия для того, чтобы не только заниматься скринингом, но и вести серьезные самостоятельные исследования. Мои робкие возражения были разбиты в пух и прах: на станции действительно есть—а если нет, так скоро будет— практически любое современное оборудование, а о биологическом материале и говорить не приходится. Но все равно я остался со смутным убеждением, что и тут что-то «не так». И уже потом, в последние дни командировала, близ которой расположена Морска Я экспериментальная станция Института биологически активных веществ
ки, в самом Владивостоке, я вдруг понял, что именно «не так» и в смелых замыслах наиболее радикальных сотрудников экспериментальной станции, и в состоянии институтских дел. Мысль о том, что современная наука (исключая, конечно, глубоко теоретические работы) не делается одиночками, стала уже тривиальной. Но тут возникает вопрос, аналогичный знаменитому вопросу о том, со скольких камней начинается куча: а со скольких человек начинается научный коллектив, способный решать крупные проблемы? С двух, с трех, с десяти? По-видимому, существует какой-то минимальный размер и у одной группы, занимающейся частным вопросом, и у одной лаборатории, решающей отдельную проблему, и у одного института, призванного осваивать комплекс проблем. В этом смысле ни группа постоянных сотрудников экспериментальной станции, ни какая-либо из лабораторий института, ни даже сам институт в целом не достигли этого минимального уровня. Химики Дальнего Востока, несмотря на бесспорную талантливость, несмотря на энергию и оптимизм, несмотря на высокий научный уровень постановки и решения проблем, продолжают еще оставаться одиночками. Один из сотрудников института как-то недоуменно заметил, что почему-то химики способны в принципе понять и оценить любую идею, в какой бы области знания она не находилась, но язык химии почти ничего не говорит, скажем, биологам. И верно, во время заседания выездной сессии, на котором присутствовали сотрудники институтов, расположенных в здании владивостокского «академгородка», один из выступавших невзначай произнес химическое название простенького вещества — что-то вроде «два-три-димет- окси-бета-фенилэтиламин»—-и зал удивленно и уважительно загудел: дескать, ишь ты, как это он умудрился такое выговорить! Но помилуйте, как может современный биолог не знать химии? Ведь это же прошлый век! Сейчас-то ведь биология, главным образом, молекулярная... Или как можно говорить об освоении земных недр, делая ставку на описательную геологию, не отдавая предпочтения геохимии? Честное слово, во мне тут говорит не просто химический патриотизм, а совершенно четко сложившееся убеждение, что современные науки о Земле и живой природе должны быть основаны на глубоких химических исследованиях — подобно тому как современная химия находит все более и более прочную опору в физико- математических методах. И мне кажется, что недооценка роли химии, допущенная при распределении средств, выделенных на организацию Дальневосточного центра,— весьма серьезная ошибка, которую следует как можно быстрее исправить. Ведь здешние химики занимаются не кабинетными исследованиями, а исследованиями, как раз и направленными на освоение природных богатств Приморья. Но, несмотря на все трудности, дальневосточные химики не унывают и верят в то, что начатое ими большое дело будет успешно развиваться. Оптимизм и гостеприимство позволяют им жить и успешно работать, несмотря на недостаток жилья, а искреннее стремление стать родоначальниками самостоятельной химической школы заставляет уделять много времени и сил подготовке местных кадров — смены, которая сможет считать себя коренными жителями Дальнего Востока. В, ЖВИРБЛИС, специальный корреспондент «Химии и жизни»
ф~г+- # Пропетории »сеж ^трон, сое ^ ЗД НАУКУ В СИБИРИ ИЗ САМОЙ НАУЧНОЙ ГАЗЕТЫ ю Новосибирский Академгородок, должно быть, один из самых научных городов мира. И вполне естественно, что там выходит одна из самых научных газет: слово «наука» есть даже в ее названии — «За науку в Сибири». Как и всякая городская газета, «За науку в Сибири» печатает разнообразную информацию. II все же центральное место на ее страницах занимают научные материалы, выступления академиков и профессоров, сообщения о результатах исследований, о съездах и конференциях, о научных открытиях. «Химия и жизнь» предлагает читателям подборку материалов из самой научной газеты. СО АН -~ ЗНАЧИТ БУДУЩЕЕ Слово «будущее» получает, понятно, особое звучание в Академгородке —в научно-исследовательских лабораториях Сибирского отделения Академии наук СССР. Задачи, стоящие перед многими институтами, как раз и концентрируются вокруг ключевых вопросов завтрашнего дня Сибири. Геология и биология, технические науки, экономика и социология играют здесь особо важную роль. Сибирские запасы каменного угля в полтора раза превышают запасы всех капиталистических стран. Месторождения железных руд в два раза превышают запасы Соединенных Штатов. Великобритании и ФРГ, вместе взятых. Открытые 10 лет назад в Тюмени источники нефти можно без преувеличения назвать «Техасом Сибири». Этот край неизмеримых лесов и могучих рек является не только неисчерпаемым энергетико-сырьевым источником, но и местом, где во всевозрастающем темпе нарождаются и разрастаются большие центры современной перерабатывающей промышленности. В лабораториях советских ученых возникает великий план преобразования: Сибирь — 2000-й год. (Из репортажа польского писателя Кшнштофа БОРУНЯ- Репортаж был опубликован полностью в № 1 польской газеты «Демократический еженедельник» за 1971 г.) «За науку в Сибнрн», 28 июля 1971 г. СОЗИДАНИЕ В ПРОЦЕССЕ РАЗРУШЕНИЯ Среди осадочных горных пород, накопившихся в водных бассейнах Земли за время ее существования, безраздельно господствуют глинистые породы. Известно много путей превращения магматических Институт теоретической и прикладной механики СО АН СССР. Аэродинамическая трубе для исследования ударных волн
(кристаллических) горных пород в глину, но есть основания полагать, что основная масса глинистых пород образовалась в результате тонкого измельчения минерального вещества в зоне прибоя морских волн. Здесь «со дня сотворения мира» день и ночь неумолчно гремит грандиозная «природная мельница», в которой перемалывается огромная масса горных пород, сносимых с континента. Удары набегающих волн приводят в движение материал, слагающий береговой склон и пляж. Движущиеся частицы ударяются, раскалываются, трутся и раздавливаются. По наблюдениям океанологов, «природная мельница» работает в хорошо отрегулированном режиме: крупные частицы движутся вверх по склону на пляж, где набегающая волна производит свою разрушительную работу, а частицы мути выносятся из «мельницы» и отлагаются за пределами берегового склона. О производительности «природной мельницы» можно судить по наблюдениям, проведенным на Черноморском побережье Кавказа. Там с каждого километра береговой линии ежегодно уносится в виде мути от 900 до 1400 м3 пляжного материала. Иловатые частицы выносятся за пределы берегового склона и отлагаются в узкой зоне, окаймляющей все побережье. Здесь происходит интенсивное накопление материала, активированного посредством тонкого измельчения. Повышенная химическая активность измельченного материала предопределяет пути превращения минеральных веществ на следующих стадиях литогенеза. С осадочными породами, образованию которых предшествовало повышение химической активности вещества при тонком измельчении, генетически связаны многие полезные ископаемые, в том числе нефть и бокситы. Как известно, нефть образуется в специфической восстановительной обстановке. Поэтому окислительно-восстановительные реакции, протекающие в тонкодисперсных минеральных смесях, стали объектом наших исследований. Толчком к постановке этих исследований послужил факт выделения водорода при взаимодействии тонкодисперсного железа с водой. Первым шагом на пути к моделированию природного нефтеобразования явилось изучение генерации водорода при окислении в воде тонкодисперсных минеральных веществ, богатых соединениями закисного железа. Затем исследовалось окисление в воде измельченных сульфидов. Если результаты опытов перенести на природу, то можно полагать, что свободный водород, обнаруживаемый в осадочных породах и подземных водах, образуется там при окислении элементов переменной валентности. Механохимиче- ская активация минеральных веществ в «природной мельнице» стимулирует окисление соединений закисного железа до окисного и сульфидной серы до сульфатной с выделением эквивалентного количества свободного водорода. 11 Вторым шагом стало изучение восстановления выделяющимся водородом раз- Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР широко использует в своих исследованиях голографические методы. И а снимке — голографическая интерферограмма турбинной лопатки
личных элементов, входящих в состав минерального вещества. Этими исследованиями показано, что такие металлы, как медь, ртуть и другие, стоящие в ряду напряжений выше водорода, восстанавливаются им в процессе измельчения руд в воде или водных растворах. Результаты этих исследований использованы для 12 объяснения известных фактов появления самородных металлов в зонах тектонического смятия горных пород или в речных отложениях. Третий шаг — восстановление и гидрирование органических веществ водородом в момент его выделения. Так, шаг за шагом, мы приблизились вплотную К' моделированию геологических процессов, с которыми связано природное нефтеобразование, обусловленное реакциями тонкодисперсных минеральных веществ. Модель природного процесса должна показать, как работа измельчения горных пород трансформировалась в энергию нефти... В. МОЛЧАНОВ, старший научный сотрудник, кандидат технических наук 12 января 1972 г. ДЫХАНИЕ РОБОТА Существует такая профессия — испытатель защитных дыхательных приборов. Чтобы получить полную дыхательную характеристику нового прибора, нужно испытать его при всех нагрузках, которые будет выполнять в нем человек. Завершая цикл, испытатель дает свое заключение. К сожалению, оно не всегда правильно. Характер дыхания у разных людей различен даже при одних и тех же физических нагрузках. Объективную оценку прибора получить поэтому трудно. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте горноспасательного дела создан стенд, имитирующий дыхание человека. Это своеобразный робот, на котором можно моделировать физико-химические процессы, происходящие в легких человека: поглощение кислорода и выделение углекислого газа, температур- но-влажностный режим, вентиляционную функцию легких. Прибор помещают в небольшую термостатированную камеру. Робот начинает дышать... Вступает в действие поршневой прибор. Он обеспечивает заданный объем вдоха и выдоха. А рядом в вертикальной стеклянной колбе ярко светится пламя. Здесь с помощью дозированного горючего вещества имитируется происходящий в легких газообмен. Температуру и влажность вдыхаемого и выдыхаемого воздуха выявляют датчики, установленные внутри камеры. А на пульте управления фиксируются результаты проверки — точные, объективные. Создатели стенда разработали методику проведения испытаний. Она предусматривает свыше пятисот режимов работы приборов. Практически эта методика охватывает всю «номенклатуру» дыхательных режимов человека при любой физической нагрузке. 12 января 1972 г. АТТЕСТАЦИЯ ИНЖЕНЕРОВ: ОПЫТ И РЕЗУЛЬТАТЫ Два года назад сотрудники социологической лаборатории Красноярского университета провели аттестацию инженерно- технических работников основных цехов алюминиевого завода. Первая часть аттестационного листа содержит сведения анкетного характера и заполняется лично самим работником. Вторая часть листа—оценочная сетка— содержит восемь разделов, по которым предлагается аттестовать работника: его общественно-политическую активность, организаторские способности, знание дела, чувство производственной перспективы. Кроме того, имеется раздел об особых чертах аттестуемого: «наиболее положительная черта характера» и «наиболее отрицательная черта характера». Это помогает выделить талантливых, но имеющих некоторые недостатки организаторов производства и в то же время дать более правильную оценку специалистам с хорошими характеристиками по всем факторам, но не обладающим особо выдающимися качествами. Аттестация инженерно-технических работников, проведенная в основных цехах
Красноярского алюминиевого завода, позволила установить, что 57 процентов специалистов соответствуют занимаемой должности, еще 17 процентов соответствуют ей при условии повышения квалификации. Интересно отметить, что инженерно- технические работники, соответствующие своей должности, больше получили замечаний по наиболее положительной и отрицательной чертам характера. Вероятно, производственная и общественная активность выявляет резче черты характера аттестуемого, что является поводом для поощрения или критики. Аттестация достигла той цели, что практически каждый инженер уходил с твердым убеждением, что его оценка была объективной и правильной. В результате основная масса инженерно-технических работников пересмотрела свои индивидуальные планы повышения квалификации с учетом сделанных им рекомендаций. В ходе аттестации 30 инженеров и техников были оценены особенно высоко: у этой группы лиц хорошие организаторские способности и знания. Ж. ТИЩЕНКО, доцент, кандидат философских наук, Ю. ДУЛЫ1ШКОВ, старший преподаватель политэкономии (Печатается с сокращениями) 26 января 1972 г. ИСЧЕЗАЮЩИЙ ПЛАСТИК Около пятой части всего выпускаемого поливинилового спирта идет на производство упаковочной пленки. Она химически стойка, прочна, а самое главное, хорошо растворяется в воде. В пленке перевозят и хранят токсичные и пылящие вещества — ядохимикаты, моющие средства, фармацевтические препараты. Такая упаковка избавляет потребителя от хлопот, связанных с пустой тарой. Например, загрязненное белье можно загружать в стиральную машину прямо в мешках. В Советском Союзе испытаны новые образцы водорастворимой пленки для упаковки сельскохозяйственных ядохимикатов. Ее применение позволит сэкономить несколько миллионов рублей в год, обеспечит полную безопасность обслуживающего персонала. Сама пленка прозрачна, бесцветна, полностью растворяется в воде, причем этот процесс занимает не более одной-двух минут. Повышение температуры воды делает растворение практически мгновенным, пленка исчезает за десять — двадцать секунд. Несмотря на свою «эфемерность», полимер достаточно прочен. Пленки из поливинилового спирта могут растягиваться в два — два с половиной раза, не обрываясь. Словом, материал хорош во многих отношениях. Следует добавить, что 13 пластические пленки химически инертны к большинству органических растворителей: бензину, нефти, маслам, жирам, смазкам. Они не ядовиты и способны выдерживать температуру до ста семидесяти градусов. 18 августа 1971 г. » Труды сибирских ученых в большой степени пополняют список литературы, издаваемой «Наукой». В этом году новосибирское отделение издательства получило, наконец, собственную полиграфическую базу — типографию, здание которой недавно выросло в Ленинском районе Новосибирска. Это четвертая типография издательства «Наука». Проектная мощность ее по набору 20 000 печатных листов в год, а годовая мощность по печати 183000 000 листо-оттисков. Освоение этих мощностей полиграфистами — дело времени. 5 января 1972 г. * В научных учреждениях Сибирского отделения АН СССР за пятилетие A966— 1970 гг.) защищено 214 докторских и 1469 кандидатских диссертаций. Наибольшее количество диссертаций защищено в институтах: геологии и геофизики, математики, ядерной физики, экономики и организации производства, гидродинамики и неорганической химии. Средний возраст (к моменту защиты кандидатских диссертаций) лиц, оканчивающих аспирантуру, составляет 33 года, соискателей — 35 лет. 2 февраля 1972 г.
5Q НАПРАВЛЕНИЕ ШЦ ГЛАВНОГО \ИПУБА$ удАрА 14 О науке Узбекской Советской Социалистической Республики рассказывает президент АН Узбекистана член-корреспондент АН СССР Абид Садыкович САДЫКОВ. Рассказать коротко о развитии науки в Советском Узбекистане крайне затруднительно. Главным образом потому, что работы наших ученых охватывают практически все отрасли современных знаний. И коль скоро обо всем не расскажешь, приведу лишь несколько цифр, которые характеризуют науку в республике. В Узбекистане около двухсот исследовательских институтов и других научных учреждений, в том числе 31 академическое. Только в институтах Академии наук работают 3300 ученых. Среди них 135 докторов и 1270 кандидатов наук. Наша академия имеет свой филиал в Каракалпакии, который изучает производительные силы автономной республики, культуру, историю каракалпакского народа. Круг научных интересов узбекских ученых, круг теоретических и прикладных исследований, которыми они заняты, исключительно широк. Я остановлюсь на одном из главных направлений наших исследований. Узбекистан — республика хлопка. И потому усилия биологов, агрохимиков, химиков, физиков, генетиков сосредоточены на теоретических и практических проблемах хлопководства. Здесь наши успехи особенно велики. Недавно ученые Института экспериментальной биологии растений под руководством кандидата биологических наук С. Р. Мирахметова вывели вилтоустой- чивые сорта хлопка: «Ташкент-I», «Таш- кент-Н», «Ташкент-Ill». Это успех в борьбе со страшной болезнью хлопчатника — вилтом. Ничуть не преувеличивая, можно сказать: это — достижение генетики и селекции достаточно крупного масштаба. В прошлом году в Узбекистане и Таджикистане хлопок вилтоустойчивых сортов занимал площадь 200 тысяч гектаров, в 1972 г.— займет миллион гектаров. Большой вклад в высокие урожаи хлопка внесли узбекские химики. Разработанные ими удобрения и гербициды широко используются на хлопковых полях среднеазиатских республик. Другая отрасль химии, получившая в нашей республике большое развитие, — это химия природных соединений. Успехи узбекских химиков в этой области признаны в нашей стране и за рубежом. Экономические проблемы, проблемы размещения производительных сил для всех среднеазиатских республик во многом схожи. Поэтому академии наук Киргизии, Таджикистана, Туркмении и Узбекистана решают их в тесном сотрудничестве. Крупнейшие ученые среднеазиатских республик в последние годы часто собираются вместе, чтобы обсудить задачи, связанные с освоением пустынных и горных районов, разработкой полезных ископаемых, подготовкой кадров. Совместными усилиями четырех академий предстоит провести большую исследовательскую работу по научной оценке природных и трудовых ресурсов среднеазиатских республик, возможностей и путей их комплексного использования на 1990 год с прогнозом на 2000 год. На годичном собрании АН СССР в докладе вице-президента Академии наук академика М. Д. Миллионщикова нашей совместной работе дана высокая оценка. Мы и впредь намерены тесно сотрудничать, совместными усилиями развивать науку в наших республиках.
Обеспечить в новом пятилетии: дальнейшую разработку проблем теоретической и прикладной математики и кибернетики для более широкого применения в народном хозяйстве математических методов и электронно-вычислительной техники, автоматизации процессов производства и совершенствования управления... Директивы XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 годы АСУ: АППАРАТ- ЦЕХ- КОМБИНАТ- ОТРАСЛЬ В Институте кибернетики АН Узбекской ССР идут широкие исследования современных методов управления народным хозяйством. О научных и технических проблемах, которые возникают при создании автоматизированных систем управления химическими предприятиями, о проектах и первых попученных результатах рассказали корреспонденту «Химии и жизни» М. ГУРЕВИЧУ ведущие ученые института. Директор Института кибернетики академик АН Узбекской ССР В. К. КАБУЛОВ: «Мы должны зиать химию не хуже химиков». Сейчас трудно найти руководителя предприятия, который хотя бы на словах не признавал важности скорейшего пуска автоматизированных систем управления. Для одних АСУ — весьма перспективный путь укрепления своего предприятия, для других — просто мода. А от моды отставать грех... Когда же дело доходит до непосредственного проектирования и строительства АСУ на конкретных фабриках, заводах, комбинатах, руководители предприятий проявляют известную осторожность. Автоматизированная система — это не новый компрессор или колонна синтеза. Сегодня вложишь в АСУ круглую сумму, а завтра далеко не всегда получишь верную прибыль. В таких условиях я не рискну упрекать в излишней осторожности ни руководителей министерств, от которых зависит финансирование, ни директоров предприятий. Мы уверены, что преодолеть несколько прохладное отношение к автоматизированным системам можно лишь одним путем— стандартизуя, унифицируя эти системы. Грубо говоря, дело надо повести
так, чтобы предприятие не заказывало некоему институту кибернетики проект АСУ, а выбирало подходящую систему, подходящую электронно-вычислительную машину, подходящий пульт для начальника цеха, подходящее здание — по каталогу, как сейчас выбирают компрессоры и двигатели. Тогда директор комбината, главный инженер, главный экономист смогут хотя бы приблизительно оценить сегодняшние расходы и завтрашние выгоды. Понятно, системы станут много дешевле. Известно ведь, что серийные автомобили куда доступнее рядовому потребителю, чем машины, изготовленные по индивидуальному заказу. Все это очень важно. Однако в пользу стандартизации есть и другие доводы. В нашей стране сотни крупных предприятий. Если продолжать проектирование АСУ для них теперешними методами, чуть ли не каждому заводу придется придать свой кибернетический институт для изучения специфических проблем предприятия. Ладно, допустим, мы и с этим справимся, начнут работать сотни АСУ. Но когда мы вплотную подойдем к созданию единой Общегосударственной автоматизированной системы управления, окажутся ли частные, уже работающие системы совместимыми — с точки Директср ташкентского Института кибернетики академик АН Узбекской ССР В. /(- Кабулов зрения технологии, экономики, управления? Не придется ли в срочном порядке выбрасывать старые системы, проектировать и строить новые? Вот почему мы считаем, что выработать единую концепцию построения АСУ —- это и есть главная научная задача в этой облнсти. Надо сказать, решается она вовсе не просто. Покажу это на примере отрасли, которая в нашей республике последние годы развивается особенно быстро. Я имею в виду химию. На химических предприятиях, если можно так выразиться, превалирует технология, технология сложная и запутанная. По сравнению с техноло- логическими задачами производственные— учет и планирование — решаются все-таки проще. Недаром руководители Щекинского комбината, который во многом похож на узбекские химические предприятия, начиная свой знаменитый эксперимент, прежде всего занялись учетом, планированием, организацией труда, а к технологии подбираются лишь сейчас *. Но, создавая АСУ, нельзя отрывать технологию от производства. АСУ — сложная иерархическая система: управление агрегатом — цехом — комбинатом- группой предприятий в республике — отраслью. Понятно, что уже на первой ступеньке управления возникают большие трудности в типизации технологических процессов. Я уж не говорю о том, что цех гидролизного завода совсем не похож на цех минеральных удобрений. Вроде бы близкие по всем статьям предприятия основной химии имеют собственные специфические черты: технологические, сырьевые, трудовые. Типизировать производство нужно по каждому из этих признаков. Отбрасывая второстепенное, несущественное, следует сводить все существующие химические агрегаты — а их великое множество — к нескольким абстрагированным устройствам с собирательными свойствами. Скажем, и в гидролизном производстве, и в производстве минеральных удобрений немало аппаратов, где необходимо поддерживать определенную температу- * О щекннском эксперименте «Химия и жизнь» рассказывала дважды: в № 1 за 1969 г. и № 7 за 1971 г.— Ред.
ру. Это — главная черта устройств подобного типа. Остальное пока отбросим. В другую группу соберем аппараты, в которых главное — стабилизировать давление, не думая, по крайней мере на первых порах, какой химический продукт в этом аппарате получают. Вам такой подход может показаться слишком грубым, слишком формальным. Но ведь глубже вникнуть в химическую технологию мы не всегда можем. Кто сейчас возьмется полностью описать дифференциальными уравнениями, скажем, конверсию метана в работающем аппарате? Да сами химики до конца не ясно еще представляют себе кинетику этого процесса. А чтобы точно разложить все химические технологии по полочкам, мы, кибернетики, должны знать химию не хуже химиков. Однако и этот, пусть еще грубоватый, подход к типизации дает нам существенный выигрыш. Наш институт принимает участие в работе над проектами АСУ для крупнейших химических предприятий Узбекистана: Чирчикского электрохимического, Алмалыкского горно-металлургического, Навоийского химического комбинатов, Янгиюльского биохимического завода. Для однотипных агрегатов и цехов этих разных предприятий мы закладываем в проекты однотипные решения. В результате отдельные части автоматизированных систем и целые системы получаются как бы взаимозаменяемыми. Вот, например, система «Гулистан» для Чирчикского комбината (вам о ней еще расскажут подробней). После незначительных переделок проекта ее можно будет привязать на Ферганском заводе азотных удобрений. Да что там Фергана,— на любом химическом предприятии Средней Азии, на нефтехимических, хлоп- коперерабатывающих, цементных заводах... Экономия на проектировании? Конечно. Но суть не только в этом. Когда дело дойдет до создания единой республиканской, а потом и общегосударственной системы, все локальные АСУ будут говорить на одном технологическом, информационном, математическом языке. 2 химия и Жизнь, J>ft 6 Заведующий лабораторией Института кибернетики кандидат технических наук А. А. ГАФУРОВ: «Если рядом автомат-советчик, аппаратчику вовсе ие нужно знать химию». Логический автомат-советчик (ЛАС) мы создали для Алмалыкского сернокислотного завода. В цехе абсорбции и осушки серной кислоты ЛАС на основе формализованного алгоритма решает задачу оптимального управления технологическим процессом. Раньше в этом цехе, как и на других подобных предприятиях, процесс вел аппаратчик-химик. В его обязанности входило следить за температурой, концентрацией кислоты, уровнями жидкостей в аппаратах, расходами — всего за 24 параметрами — и управлять процессом с помощью 16 вентилей. И нужен был очень опытный аппаратчик, хорошо знающий оборудование и технологию. Ничего не стоило, регулируя один параметр, разрегулировать другой. Порою лишь интуиция опытного химика В Институте кибернетики АН Узбекской ССР создаются автоматические системы и устройства для научных исследований и управления промышленными предприятиями
позволяла предотвратить отклонения от технологии, поломку оборудования, аварию, выброс в атмосферу сернокислотного тумана. Теперь все это позади — в цехе стоит автомат-советчик. Датчики непрерывно собирают информацию обо всех 24 параметрах и передают ее в автомат. ЛАС по специальной программе выбирает оптимальную для той или иной ситуации стратегию и с помощью светового табло дает совет аппаратчику: какой из 16 вентилей подкрутить, в какую сторону и насколько. В общем, теперь за какие-то два часа можно подготовить работника, которому смело доверят сложный участок цеха. Если рядом автомат-советчик, аппаратчику вовсе не нужно знать химию... • Заведующий лабораторией Института кибернетики кандидат технических наук Т. Н. РАХИМОВ: «Гулистаи» — автоматическая система нового типа». Автоматизированная система «Гулистан» для управления аммиачным производством Чирчикского электрохимического комбината — очень сложное инженерное хозяйство. Здесь сотни датчиков, километровые линии связи, операторские пульты, щиты с мнемосхемами, здание, где будет стоять управляющая машина. Впрочем, тех, кто знаком со сложными кибернетическими устройствами, всем этим не удивишь. А принципиальное отличие «Гул иста на» от всех действующих у нас автоматизированных систем вот в чем. «Гулистан» — автоматизированная система нового типа, гибрид информационной и управляющей систем. Поясню. До сих пор в нашей стране строили АСУ двух типов. Одни информировали руководителей предприятий о работе агрегатов и положении дел в цехах. Другие управляли технологией, стабилизировали температуры, давления, расходы. «Гулистан» будет делать и то и другое, решать целый комплекс задач, возникающих на всех уровнях производства. Мы предполагаем пустить систему в 1974 году. Сначала введем мнемосхему, на которой будут собираться все сведения из цехов — от температуры в каком- нибудь трубопроводе до состояния дел с производственной программой. Вы бывали на утренних летучках-диспетчерских? Так вот, на этом этапе наша система будет играть роль не прекращающего работу ни днем, ни ночью диспетчерского совещания. А потом, на втором этапе, «Гулистан» станет решать и управленческие задачи— общим числом около двухсот. (Скажем, такую. С ростом производительности аммиачных агрегатов увеличивается объем балластных газов. Их сбрасывают. А это плохо сказывается на себестоимости аммиака. Так до какой степени выгодно наращивать производительность?) На втором этапе появится обратная связь: управляющая машина переварит полученную информацию и пошлет советы и команды в инженерные и экономические службы комбината, в цехи, к аппаратам, к логическим автоматам вроде того, о котором рассказывал А. А. Гафу- ров. «Гулистан» будет оперативно, гибко, объективно управлять предприятием, решать и текущие оперативные дела и перспективные задачи. Что же касается опасений хозяйственников, которые сомневаются в прибыльности АСУ, их беспокойство напрасно. Ведь оптимальное решение любой производственной или технологической задачи, скажем, той же задачи о производительности и себестоимости— это прямая прибыль.
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ • ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ГЕН —ДРУГИМ СПОСОБОМ... Совсем недавно было экспериментально доказано существование в живой природе процесса обратной транскрипции— синтеза клеткой ДНК на матрице РНК [об этом открытии «Химия и жизнь» сообщала в № 1 и 7 за 1971 г. и в № 2 нынешнего года). Еретическая гипотеза превратилась в сенсационный факт. Но хотя это открытие произвело настоящий переворот в молекулярной биологии, возможность его практического применения оставалась довольно проблематичной. И вот только что в научной печати появились сообщения о том, что обратную транскрипцию удалось использовать дпя получения не менее сенсационного практического результата: разработан метод синтеза определенных генов с использованием в качестве матрицы соответствующих информационных РНК, выделенных из клетки. Последние достижения генетики позволяют уже всерьез говорить о «генетической инженерии» — об изменении по воле человека генотипа живого организма, об исправлении генетических недостатков, лечении врожденных уродств и наследственных заболеваний путем введения в клетки организма недостающих генов или замены дефектных генов нормальными. Но откуда взять нужные гены для пересадки в клетку? В тех случаях, когда известен химический состав гена — последовательность нуклеоти- дов в соответствующем участке ДНК,— можно синтезировать его химическими методами; такую возможность блестяще доказал лауреат Нобелевской премии X. Г. Корана. Но как быть, если строение нужного гена еще только предстоит расшифровать? Из явления обратной транскрипции следует, что если взять информационную РНК, соответствующую определенному гену, то фермент, осуществляющий обратную транскрипцию — его гак и называют обратной транскриптазой,— в принципе может, использовав эту РНК в качестве матрицы, воссоздать тот самый ген, который послужил образцом для синтеза этой РНК при обычной, прямой транскрипции. При этом нам вовсе не обязательно знать последовательно.:!ь нуклеотидов ни в РНК, ни в ДНК: за нас эту последовательность прочитает фермент. To^t-o так же мы поступаем, когда слушаем пластинку: вместо того, чтобы разглядывать под микроскопом все изгибы ее звуковой дорожки, достаточно просто приложить к ней иглу звукоснимателя. Как сообщил журнал «New Scientist» A972, т. 53, № 779), именно такую методику и применили для получения гена сразу три группы исследователей : Ф. Ледер с сотрудниками в Национальном институте здравоохранения (США), С. Спигелмен и П. Маркс с сотрудниками — в Колумбийском университете и Д. Балтимор — в Мас- сачузеттском технологическом институте. Все они воспользовались тем обстоятельством, что из эритроцитов кролика и человека на одной из стадий их развития можно выделить определенную фракцию информационной РНК, в которой закодирован синтез белковых цепей гемоглобина. На одном конце каждой молекулы этой РНК имеются повторяющиеся адениновые нуклеоти- ды, которые, как оказалось, необходимы, чтобы обратная транскриптаза начала чтение информации, содержащейся в остальной части молекулы РНК. В результате получается гибридная молекула в виде двойной спирали: одну ее цепочку образует исходная РНК, а другую—синтезированная на ней ДНК. Разделив цепочки, исследователи получили одноцепочечную молекулу ДНК — это, в сущности, и есть половинка гена, на котором была первоначально синтезирована информационная РНК. Теперь остается соединить попарно получаемые одноцепочечные участки ДНК в двойную спираль (это, вероятно, не представит особой трудности) и проверить, сможет ли такой самодельный ген выполнять функции «настоящего», то есть давать клеткам команду о синтезе белковых цепей гемоглобина. А. ДМИТРИЕВ а*
ИНТЕРВЬЮ НОВОЕ О КАРБИНЕ т - С-С£С-С5С-С5С-Сэ --с = с ^ с - с - с ^ Модели кристаллов и структурные формулы а-карбина и fi-карбина (полипумулена) Об этом веществе — третьей аллотропной форме углерода, линейном полимере углерода, впервые полученном советскими химиками в начале шестидесятых годов, — наш журнал уже рассказывал. В последний раз — в февральском номере прошлого года, когда было опубликовано сообщение «Найден природный карбин!», — о новом минерале, обнаруженном в метеоритном кратере Рис на территории Баварии. Комментируя это сообщение, один из первооткрывателей карбина член-корреспондент АН СССР В. В. Коршак писал, что будут предприняты новые опыты, «и тогда станет ясно, что же это за вещество такое — углерод из кратера Рис.». И вот новое интервью с В. В. КОРШАКОМ о карбине. Так что же это за вещество такое — углерод из кратера Рис? Карбин. Почти чистый карбин, относительно крупные кристаллы. Это доказал Владимир Иванович Касаточ- кин, сравнивший дифракцию рентгеновских лучей в углероде из кратера Рис и смеси альфа-карбина с бета-кар- бином (плюс небольшая добавка графита). Совпадение практически полное! А определяемые этим методом межплоскостные расстояния в кристалле — это почти такая же индивидуальная характеристика, как, скажем, отпечатки пальцев... Как же объяснить разницу в окраске? Карбин — черный, а образцы углерода из кратера Рис были от белого до металлически-серого цвета. Карбин, полученный в лабораторных условиях, состоит из более мелких кристаллов. Углерод из кратера Рис образовался в иных условиях, его кристаллы крупнее. Отсюда разница в цвете. Платина тоже белая, но как катализатор часто используют мелкодисперсную платину, платиновую чернь... Значит, можно получить белый карбин? Конечно. Собственно, он уже получен, и довольно необычным способом. В ФИАНе «плюнули» лазером (как говорят физики) на графит и получили микрокристаллы
Кристалл карбина под микроскопом. Увеличено примерно в 250 раз ККЛЛ —I Г—Т s 1">Т*К О 5о too до 2оо до «зоо Зависимость удельной теплоемкости С аллотропных модификаций углерода от температуры. Линейный характер этой зависимости — одно из подтверждений линейного строения молекул карбина белого карбина. Это, кстати, третий способ получения карбина—в -мягких условиях. Превращение графита в карбин подтвердило наши давние теоретические расчеты, из которых следовало, что карбин — самая термодинамически устойчивая форма элементарного углерода. Еще больше укрепили это убеждение недавние опыты в Институте физики высоких давлений. Мы передали туда образцы карбина, чтобы проверить, как он поведет себя в^тех условиях (температура, давление, катализаторы), при которых графит превращается в алмаз примерно за 30 минут. Но и пятнадцатичасовая выдержка карбина в этих условиях ничего не дала: не зарегистрировано ни малейших следов превращения карбина в алмаз. Можно ли считать подтверждение высокой термодинамической устойчивости главным итогом последних работ по карбину? И да и нет. Сам факт существования карбина в природе, почти идеальное совпадение межплоскостных расстояний, о котором мы говорили раньше, не менее важны... Еще более интересный прогноз предстоит подтвердить или опровергнуть в ближайшем будущем. Доктор технических наук Кирилл Евгеньевич Перепелкин из Ленинграда рассчитал, что карбин, очевидно, будет самым прочным и высокомодульным (имеется в виду модуль упругости) материалом при получении его в форме игольчатых кристаллов. Если так, то... Вероятно, этот расчет оказался неожиданным даже для вас? Что этот материал должен быть прочным, мы понимали... Знали? Не знали, а рассчитывали, поскольку карбин существует пока только в виде мелких-мелких кристаллов. Больших кристаллов, а тем более бездефектных нитевидных кристаллов— «усов» из карбина пока нет. Сейчас думаем, как получить такие кристаллы... И последний вопрос: почему карбин назвали карбином? Это очень просто. Корень «карб» указывает на состав, carboneum — углерод. Окончание «ин» принято в органической химии для веществ, содержащих тройные связи. Так и получилось «карбин».
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ ФЕРМЕНТЫ НА ПРИВЯЗИ . В каждой живой клетке содержатся тысячи разнообразнейших веществ, претерпевающих непрерывные химические превращения. Долгое время считалось, что необычайно высокая скорость и специфичность внутриклеточных реакций связана исключительно с особенностями химической структуры участвующих в этих реакциях соединений. Но теперь стало ясно, что клетка не могла бы функционировать, если бы представляла собой просто мешочек, наполненный раствором: оказывается, в явлении жизни огромную роль играет пространственное расположение молекул, фиксируемых на внутриклеточных мембранах и органел- лах. В первую очередь это касается ферментов — биологических катализаторов, ускоряющих специфические превращения веществ в миллионы раз. В РАСТВОРЕ И НА НОСИТЕЛЕ С признанием факта, что ферменты в живой клетке обычно прикреплены к поверхностям мембран и органелл, был введен термин «аллотопия» (от греческих— «другой» и «место») для описания различий между свойствами связанных ферментов и свойствами тех же ферментов в растворе. Но до недавних пор лабораторные исследования ферментов велись в условиях, весьма далеких от существующих внутри живой клетки,— в разбавленных водных растворах, очищенных от посторонних примесей. Гораздо интереснее было бы исследовать внутриклеточные ферменты в их естественном (или близком к естественному) окружении, воссоздавая весь комплекс из выделенных ферментов и внутриклеточных структур in vitro; однако работы в этом направлении сопряжены с немалыми трудностями. Более практичен иной подход: прикрепление выделенных ферментов к механически прочным искусственным заменителям внутриклеточных структур — молекулам гидрофильных полимеров. Такие системы могут служить не только доступными моделями для изучения поведения ферментов в их естественном окружении, но и эффективными биологическими катализаторами в промышленных, лабораторных и медицинских установках. Первые работы, посвященные ферментам, связанным с высокомолекулярными носителями (матрицами), появились в середине 50-х годов; за прошедшее с тех пор время были созданы разнообразные искусственные матрицы и разработаны методы связывания ферментов. В качестве матриц с успехом используются поперечносшитые декстрановые гели, поперечносшитые акриловые полимеры, различные виды целлюлозы и даже обычная фильтровальная бумага и стекло. Для связывания ферментов используют три основных метода. Это создание обычной (ковал ентной) химической связи; адсорбция (которая заключается в притяжении противоположных электрических зарядов) и включение фермента внутрь решетки геля, поры которого достаточно велики, чтобы пропускать молекулы субстрата (то есть вещества, вступающего в ферментативную реакцию) и продукта реакции, но достаточно малы, чтобы удерживать фермент (рис. 1). Наконец, иногда сами молекулы превращаются в нерастворимую матрицу с помощью соединений, «сшивающих» молекулы фермента в большие агрегаты.
СЕКРЕТЫ МИКРООКРУЖЕНИЯ Ферменты, связанные с матрицей, успешно используются для создания моделей ферментативных реакций, протекающих в живой клетке. Например, было обнаружено, что кислотность среды, при которой активность связанного с мембраной фермента аце- тилхолинэстеразы достигает максимума, отличается от оптимальной кислотности, необходимой для работы свободного фермента в растворе. Это неожиданное явление удалось объяснить локальными изменениями кислотности внутри клеточной мембраны. Другая область, в которой модельные исследования могут быть полезными, заключается в изучении реакций обмена веществ в живой клетке. В живой клетке большинство ферментативных реакций протекает последовательно, часто образуя замкнутые цепи, в которых продукт одной реакции служит субстратом для следующей. Ферменты, участвующие в таких цепочках превращений, должны быть расположены внутри клетки в определенном порядке. Возникают два тесно связанных вопроса: как плияет микроо^ружение на такие системы и как влияет на эффективность системы расстояние между индивидуальными ферментами? В одном из опытов два фермента — гексокиназа и глюкозо-6-фосфатдегидро- геназа — были привязаны к одной матрице, представляющей собой полимерные гранулы (рис. 2). Продукт первой ферментативной реакции, протекающей под действием гексокиназы,— глюкозо-6-фос- фат — служил субстратом для второго фермента. И когда сравнили эффективность этой системы с эффективностью тех же двух ферментов, присутствующих в гомогенном растворе, то оказалось, что система на матрице значительно эффективнее. Это можно объяснить тем, что в матричной системе из-за близкого расположения двух ферментов продукт первой реакции, глюкозо-6-фосфат, поступает ко второму ферменту в более высокой концентрации. Но близкое расположение двух ферментов — это не единственный фактор, способствующий переносу субстрата. Матрицы окружены оболочкой из молекул воды, которая может препят- а> jg0*i&S Ём;;" 1 . i. 9> i Чл\ f ^щ> :-!М% . _ 9> <{Г ^mmft /2? ^ ср € Ш\ J^£^r | Т -Г г. А* Обычно используются три метода связывания фермента (Ф) с матрицей (Щ: он может быть связан с матрицей с помощью химических ковалентных связей (а), может удерживаться на матрице в результате притяжения противоположных зарядов — адсорбции (б), может быть включен внутрь решетки геля (в), поры которого достаточно велики, чтобы позволить субстрату и продукту, в который превращается субстрат, свободно входить внутрь и выходить наружу. Кроме того, фермент может быть просто «сшит» в крупные блоки (г). Та часть фермента, где происходит каталитическое превращение (активный центр), заштрихована &с+о*с<>2<ъ. £%t*ojco%0 - €r ф?осф>а*п &UCfC0M0U<a*cJ*l<'ft-6-a?0Cy>eJti Два фермента, связанные с одной матрицей, обнаруживают значительно большую эффективность, чем система, состоящая из тех же двух ферментов в несвязанном виде. Первый фермент, гексокиназа (ГК), превращает глюкозу в глюкозо-6-фосфат, используя энергию и фосфат аденозинтрифосфата (АТФ). Второй фермент, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (Г-6-ФДГ), превращает продукт первой реакции в глюконолактон-6-фосфат с помощью кофермента никотинамидадениндинукле- отидфосфата (НАДФ+)
ствовать диффузии продукта первой реакции в окружающую среду. Таким образом, концентрация субстрата для второй реакции в микроокружении матрицы оказывается более высокой, чем можно было бы ожидать на основании измерения концентрации субстрата даже на небольшом расстоянии от матрицы. Разумно предположить, что скорость ферментативных реакций внутри живой клетки тоже определяется не только концентрацией субстрата во всем ее объеме, но и в непосредственной близости от действующего фермента, а также другими условиями микроокружения. ВОЛШЕБНЫЕ КОЛОНКИ В промышленности применяется все большее число процессов, катализируемых природными ферментами, что позволяет проводить процессы в мягких условиях, причем весьма специфично. Однако широкое промышленное использование биокатализаторов ограничено их высокой стоимостью, а также трудностью разделения фермента и конечного продукта реакции. Но если связывать фермент с нерастворимой матрицей, то эти трудности легко преодолеваются. Колонка, наполненная ферментами, укрепленными на матрице, может быть использована многократно, а образующийся продукт реакции оказывается ничем не загрязненным. Еще одно преимущество такой системы заключается в том, что во многих случаях устойчивость ферментов, связанных с матрицей, повышается. Один из ярких примеров эффективности технологии, использующей ферменты на носителе, служит синтез кортизола и преднизолона — широко известных лечебных препаратов. Кортизол принадлежит к группе стероидных гормонов, производимых корой надпочечников. В процессе его синтетического производства к определенному углеродному атому молекулы исходного вещества — так называемого соединения S — необходимо присоединить атом кислорода или гидроксильную группу. А если отщепить два водородных атома от двух атомов углерода молекулы кортизола, то образуется преднизолон. Однако введение функциональных групп в специфические положения сложных молекул — в частности, таких как стероиды,—^химическими средствами часто тре- 1 бует нескольких стадий и может приводить к протеканию нежелательных побочных реакций. Поэтому долгое время кортизол и преднизолон оставались весьма дорогими. Но вот было открыто, что превращение соединения S в кортизол может осуществляться биологическим путем в одну стадию с помощью фермента гидрокси- лазы, найденного в некоторых грибах, а превращение кортизола в преднизолон — с помощью другого биокатализатора, дегидрогеназы бактерий. Нетронутые клетки грибов, способных превращать соединение S в кортизол, включили в гидрофильный гель (выделение из грибов чистого фермента весьма сложно), после чего стала возможной непрерывная реакция: в колонку, содержащую клетки грибов,поступает раствор соединения S, а из нее выходит раствор кортизола, причем скорость движения жидкости подбирается так, чтобы все соединение S превращалось в кортизол. Аналогично (за исключением того, что в гель были включены не клетки бактерий, а чистый фермент гидроксилаза) была решена и проблема непрерывного превращения кортизола в преднизолон. В результате получилась двустадийная непрерывно работающая ячейка, которая биокаталитически превращает соединение S в кортизол, а кортизол — в преднизолон (рис. 3). В принципе, используя этот метод, можно осуществить синтез почти любого вещества, включая, например, сложные антибиотики. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ-ПРЕЖДЕ ВСЕГО Биохимический анализ — еще одна область применения ферментов, связанных с матрицей. Например, в присутствии перекиси водорода и фермента пероксида- зы бесцветное вещество — восстановленная форма метиленовой сини — окисляется и мгновенно становится голубым. Для создания удобной системы индикации фермент привязывают к целлюлозе — к полоскам бумаги; перекись водорода обнаруживают, нанося на полоску такой бумаги небольшое количество раствора. В зависимости от количества содержащейся в нем перекиси водорода окис-
3 Пример превращения стероидов с помощью ферментов, связанных с матрицами. Исходный материал, известный под названием «соединения S», — простой стероид, получаемый из природного сырья. Сначала фермент 11-бета-гид роксилаза, связанный с гелевой матрицей, вводит гидроксильную группу в положение 11-бета стероидного кольца С (а). Затем кортизол с помощью фермента &}—2-дегидрогеназы, также включенного в гелевую матрицу, удаляет два водородных атома из молекулы кортизола, создавая двойную связь в кольце А (б). Продукт этих реакций, преднизилон, служит более сильным средством при лечении ревматоидных артритов, чем кортизол ляется больше или меньше бесцветного вещества, и поэтому интенсивность окрашивания позволяет быстро и полуколичественно оценивать содержание окислителя, начиная с минимальной концентрации, составляющей всего 0,03 микрограмма в миллилитре! А вот другой пример. Если электрод покрыть тонкой полимерной пленкой, в которую включен фермент, то этот электрод станет миниатюрным электрохимическим преобразователем, позволяющим анализировать растворы на содержание соответствующего субстрата. Например, электрод, содержащий фермент уреазу, был использован для измерения содержания мочевины в крови. Фермент включался в полиакриламид- ную пленку, покрывающую слоем толщиной около 0,1 миллиметра электрод, чувствительный к ионам аммония. В присутствии уреазы мочевина и вода реагируют с образованием ионов аммония и бикарбонат-ионов, а концентрация ионов аммония уже затем измеряется подобно тому, как с помощью обычного стеклянного электрода в растворе измеряется концентрация ионов водорода (рис. 4). Ферментные электроды этого типа могут работать непрерывно при комнатной температуре в течение трех недель без потери активности.
Концентрацию мочевины в крови можно измерять с помощью стеклянного электрода, конец которого покрыт тонкой пленкой, к которой прикреплен фермент уреаза. Фермент катализирует реакцию мочевины с водой с образованием ионов аммония (NH4+) и бикарбонат-ионов (НС03-). В результате накопления ионов аммония потенциал электрода изменяется, что позволяет непосредственно измерять количество мочевины, присутствующей в образце МИНИ-ПОЧКА Недавно на больных с почечной недостаточностью была испытана искусственная почка нового типа. В качестве средства удаления токсических веществ, растворенных в крови, использовались микрокапсулы, состоящие из крошечных таблеток активированного угля, покрытых тонкой пленкой коллодия. Микрокапсулы помещались в камеру, соединенную с кровяным руслом больного. Эта система гораздо удобнее громоздкого и дорогостоящего устройства, обычно используемого в качестве искусственной почки. Способность угля удалять токсические вещества, однако, весьма неспецифична. Поэтому возникла необходимость замены угольных таблеток инкапсулированными ферментами, выбранными по их способности специфически удалять токсические Мочевина может удаляться из крови с помощью новой искусственной почки, состоящей из сосуда, наполненного лшкрокапсулами, содержащими фермент уреазу. Фермент превращает мочевину и воду в ионы аммония и бикарбоната. Микрокапсулы содержат также либо поглотитель аммиака, либо еще один фермент для удаления ионов аммония вещества, оставляя нужные компоненты крови нетронутыми. Например, можно помещать в капсулы фермент уреазу, которая превращает мочевину в аммонийные ионы и ионы бикарбоната (рис. 5). Менее токсичные ионы аммония можно затем удалять поглотителем аммиака или другим ферментом (таким, как глу- таматдегидрогеназа), превращающим аммиак в безвредные органические азотсодержащие соединения. Итак, ферменты на носителях позволяют удивительно просто и эффективно решать сложнейшие научные и технологические проблемы. И нет сомнения, что этому методу суждено блестящее будущее. По материалам журнала «Scientific American*
Статью «Ферменты на привязи» комментирует кандидат химических наук Л. В. Козлов В статье, которую вы только что прочитали, рассказано о новом перспективном направлении в химии ферментов. Сейчас в нерастворимом виде получено уже около 40 ферментов; ряд промышленных фирм уже приступил к выпуску носителей и готовых ферментных препаратов, связанных с матрицами. Конечно, в сравнительно небольшой статье трудно привести много примеров применения новой ферментной технологии, однако основные направления ее развития проиллюстрированы удачно. Применение нерастворимых производных ферментов действительно дает огромный эффект как в научных исследованиях, так и в промышленности и медицине. Но это направление еще только начало развиваться, и поэтому в ходе работы приходится сталкиваться со многими трудностями. Например, если для лабораторного использования хороши самые разнообразные носители, НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ВЗОРВАНО БЕНЗОЛЬНОЕ КОЛЬЦО Бензол — одно из наиболее стабильных химических соединений, бензольное кольцо — одна из самых прочных органических молекул. И все же удалось не только разорвать углеродные связи в бензольном кольце, но и превратить бензол в полимер с довольно то в промышленности или клинике к ним предъявляют довольно жесткие требования. Поэтому поиски новых носителей продолжаются, и сейчас трудно еще сказать, какой из них окажется наиболее перспективным: может быть, это будет пористое стекло, а может — твердый полимер или гель. Продолжаются также поиски новых методов привязки ферментов к матрицам для получения производных с высокой удельной активностью. В СССР исследования ферментов, связанных с искусственными матрицами, ведутся в лаборатории химии ферментов Института химии природных соединений им. М. М. Шемякина АН СССР. В этой лаборатории занимаются поисками новых методов получения нерастворимых производных ферментов, носителей, пригодных для технологического применения, и в частности носителей, повышающих устойчивость ферментов. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ значительным молекулярным весом. При взрыве мощного заряда на сверхпрочной наковальне из карбида вольфрама было получено давление 85 тысяч атмосфер. Под таким давлением жидкий бензол превратился в коричневое твердое вещество, которое не плавилось, не растворялось в концентрированной серной кислоте и органи- Например, исследованиями денатурации хнмотрипсина, ко- валентно связанного с карб- оксиметилцеллюлозой, была установлена природа взаимодействий фермента с матрицей, которые приводят к повышению устойчивости биокатализатора ; в результате удалось сформулировать требования, которым должна отвечать матрица, повышающая устойчивость связанного с ней фермента. Нерастворимые производные ферментов часто обладают пониженной активностью по отношению к высокомолекулярным (например, белковым) субстратам. Нам удалось получить несколько нерастворимых препаратов химотрипсина, одинаково эффективно гидролизую- щих белковые и низкомолекулярные субстраты. Возможности новой ферментной технологии очень велики,и настало время искать пути ее конкретного практического применения. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ческих растворителях. Исследование этого вещества методами инфракрасной спектроскопии и электронного парамагнитного резонанса показало: бензольные кольца при взрыве раскрылись и соединились друг с другом, образовав полимерную молекулу. Эта работа выполнена в Институте химической физики АН СССР.
ЭЛЕМЕНТ №... Кандидат геолого- минералогических наук Н. Н. ПОПОВА ВИСМУТ ВИСМУТ —^ПОГРАНИЧНЫЙ» ЭЛЕМЕНТ Среди элементов периодической системы висмут — последний практически нерадиоактивный элемент. И он же открывает шеренгу тяжелых элементов — естественных альфа-излучателей. Действительно, тот висмут, который мы знаем по химическим соединениям, минералам и сплавам, принято (и не без оснований) считать стабильным, а между тем тонкими экспериментами установлено, что стабильность висмута — кажущаяся. В действительности же ядра его атомов иногда распадаются, правда, не очень часто: период полураспада основного природного изотопа висмута — 209Bi — более 2-Ю18 лет. Это примерно в полмиллиарда раз больше возраста нашей планеты... Кроме висмута-209 известны еще 17 изотопов элемента № 83. Все они радиоактивны и короткоживущи: периоды полураспада не превышают нескольких суток. Двенадцать изотопов висмута — с массовыми числами от 198 до 208 и самый тяжелый 215Bi — получены искусственным путем, остальные пять — 210Bi, 2UBi, 212Bi, 2i3gj и 2i4Bj — образуются в природе в результате радиоактивного распада ядер урана, тория, актиния и нептуния. Конечно, практическую важность приобрел именно стабильный (или, правильнее, псевдостабильный) висмут, но не следует забывать и о важной роли элемента № 83 во всех областях знания, так или иначе связанных с радиоактивностью. ВИСМУТ —ЭЛЕМЕНТ ИЗ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ Очень долго висмут не давался в руки. Впрочем, в руках-то его несомненно держали еще в древности, и неоднократно, только не понимали, что красивые белые самородки с чуть красноватым оттенком— это по сути дела элементарный висмут. Долгое время этот металл считали разновидностью сурьмы, свинца или олова. Самостоятельным металлом висмут окончательно признали лишь в XVI веке. Представление же о нем как о химическом элементе сложилось в XVIII веке. Первые сведения о металлическом висмуте, его добыче и переработке встречаются в трудах крупнейшего металлурга и минералога средневековья Георга Агриколы, датированных 1529 годом. Происхождение названия элемента № 83 трактуют по-разному. Одни исследователи склонны считать его производным от древнегерманского слова Wis- muth (белый металл), другие — от немецких слов Wiese (луг) и muten (разрабатывать рудники), поскольку в Саксонии висмут издревле добывали на лугах округа Шнееберг. Есть еще одна версия, согласно которой название элемента произошло от арабского «би исмид», что означает «обладатель свойств сурь-
мы». Висмут действительно на нее очень""" похож. Какая из этих точек зрения верна, сказать трудно... Нынешний символ элемента № 83 —Bi впервые введен в химическую номенклатуру в 1819 году знаменитым шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом. ВИСМУТ СРЕДИ МЕТАЛЛОВ В отличие от сурьмы, в висмуте металлические свойства явно преобладают над неметаллическими. Этот металл тяжел (плотность 9,8 г/см3), легкоплавок (температура плавления +271°С), хрупок и в то же время не очень тверд. Для висмута характерны сильный металлический блеск и белый, розоватого оттенка, цвет. Среди прочих металлов его выделяют малая теплопроводность (только ртуть проводит тепло хуже висмута) и, если можно так выразиться, предельная диа- магнитность. Если между полюсами обычного магнита поместить стержень из висмута, то он, отталкиваясь от обоих полюсов, расположится как раз посредине. У висмута есть еще одно редкое свойство: затвердевая, он значительно расширяется в объеме (на 3,32% при температуре 271°С). Этим свойством пользуются, когда нужно получить очень точные и сложные по форме литые изделия. Предполагают, что способность уплотняться при плавлении объясняется изменением типа связи между атомами. Для твердого висмута характерны связи кова- лентно-металлические, при плавлении же ковалентные связи разрушаются и теперь атомы связаны лишь металлическими связями. Гетерогенный (разнородный) Константин Автономович Иенадкевич A880—1963) — выдающийся русский химик и минералог, член-корреспондент АН СССР. Им была разработана технология производства висмута и выплавлен первый отечественный висмут. На столе перед К- А. Иенадкевичем— пластина из этого металла
^*<:::HSav "^;-5Scsj Самородный висмут (светлые полосы) в кристалле висмутина Bi^Sa характер связей в твердом висмуте препятствует шютнейшей упаковке атомов в кристаллической решетке. Для висмута характерно сложное двойниковое строение, которое можно увидеть только под микроскопом. И еще одно необычное свойство элемента № 83: давление влияет на него иначе, чем на другие металлы. У большинства металлов с ростом внешнего давления температура плавления растет, а у висмута — понижается. ВИСМУТ — ХИМИЧЕСКАЯ ИНДИВИДУАЛЬНОСТЬ Основные химические свойства любого элемента определяются, как известно, его положением в периодической системе и, следовательно, строением электронных оболочек, особенно внешних. Среди элементов V группы (главной подгруппы — N, P, Ast Sb, Bi) висмут — самый тяжелый. Как и положено элементу V группы, он обычно проявляет валентности 3+ и 5+ (а также 3—, 1+, 2+, 4+), но поскольку висмут ближе к «полюсу металлических свойств», нежели любой из его аналогов, три электрона отрываются от его атома намного чаще и легче, чем пять. Практически важны лишь соединения трехвалентного висмута C+), трехвалентны и все природные соединения этого элемента. Внутреннее строение атома роднит висмут не только с мышьяком и сурьмой, что естественно, но и со многими другими металлами. В его атоме есть предпоследний 18-электронный слой (слой типа «купро»), который характерен для свинца, а также для меди и ее аналогов (Аи, Ag). He случайно именно этим элементам висмут сопутствует в рудных месторождениях. К тому же ионный радиус трехвалентного висмута—1,20 А—мало отличается от ионных радиусов серебра A,13А) и золота A,37А). В неокисляющих кислотах висмут нерастворим, хорошо растворяют его лишь азотная и концентрированная серная кислоты. Атом висмута обладает довольно большим сродством к электрону (окислительно-восстановительный потенциал системы Bi3+/Bi равен всего +0,226 вольта), поэтому ион Bi3+ сравнительно легко восстанавливается до нейтрального атома. Вот почему в природе висмут нередко можно встретить в самородном состоянии, иногда даже в концентрациях, представляющих практический интерес. При обычной температуре на воздухе висмут устойчив и лишь слегка покрывается характерной красноватой побежалостью, но при температуре красного каления он легко, сгорает, превращаясь в В120з. Это соединение, нерастворимое в воде, легко растворяется в кислотах, но очень трудно — в щелочах, даже концентрированных. В природе Bi203 можно наблюдать в виде землистых скоплений желтого и бурого цвета. Это минерал бисмит. Вместе
-*л*^ Двойниковое строение кристаллов самородного висмута. Образец из редко метального месторождения Кара-Оба в Центральном Казахстане с другим природным соединением — карбонатом висмута, получившим название бисмутита, он считается главным кислородсодержащим минералом висмута. Но для геохимиков особенно важны соединения висмута с серой, селеном и теллуром, потому что среди минералов висмута (а их насчитывается больше 70) больше всего сульфидов и теллуридов. Такие минералы имеют большое практическое значение. В последние годы все увереннее начинают говорить о сульфидах висмута как о типично комплексных соединениях, а иногда и как о неорганических полимерах. В самом деле, один из самых распространенных минералов элемента №83, висмутин — Bi2S3, легко представить как сочетание ионов [BiS]+ и [BiS2]~. В природных условиях висмутин встречается в виде хорошо ограненных серебристых кристаллов. ВИСМУТ—РЕДКИЙ ЭЛЕМЕНТ Это утверждение может показаться странным, особенно после упоминания о 70 минералах элемента № 83. Тем не менее содержание висмута в земной коре всего лишь 9-10-7%; это значит, что на тонну вещества земной коры приходится меньше одной сотой грамма висмута. Его меньше, чем драгоценного серебра, меньше, чем многих элементов, прочно и давно зачисленных в разряд редких и рассеянных,— таллия, индия, кадмия. Обратите внимание на двойственность поведения висмута в природе. С одной стороны, он может концентрироваться в минералах, а с другой — рассеиваться в рудах (особенно сульфидных) так, что содержание его в них можно определить лишь одним словом— «следы». Ярко выраженная способность висмута к образованию собственных минералов не позволяет отнести его к рассеянным элементам в общепринятом значении этого слова. В чужие кристаллические решетки он, как правило, не входит. Исключение — свинцовый минерал галенит PbS, в решетке которого при определенных условиях висмут может удерживаться без образования собственных минералов. Тем не менее скопления богатых висмутовых руд встречаются очень редко. Они крайне ограничены в пространстве и отличаются неравномерностью распределения, что, конечно, доставляет огорчения геологам и горнякам, занимающимся разведкой и эксплуатацией висмутовых месторождений. Минералы висмута как бы прячутся в рудах других элементов: вольфрама, олова, меди, никеля, молибдена, урана, кобальта, мышьяка, золота и других разных и непохожих элементов. Трудно назвать рудное месторождение, в котором не было бы висмута, но еще сложнее назвать месторождение, в котором концентрация висмута достаточно высока, чтобы выгодно было разрабатывать его только на висмут. Сейчас висмут берут отовсюду, если только его извлечение экономически или технологически оправдано. Вот перечень сырьевых источников висмута, обеспечивающих около 3/4 мирового (без СССР) спроса на этот металл: медные, свинцовые и серебряные рудники Перу; свинцовые месторождения Мексики; медные и свинцово- цинковые руды Японии; медные, свинцовые и серебряно-кобальтовые месторождения Канады; вольфрамово-оловянные и оловянно-серебряные руды Боливии. Может быть, все эти источники очень богаты висмутом? Нет. За исключением боливийских, все перечисленные руды висмутом бедны. Основной производитель висмута — свинцовая промышленность. Здесь висмут извлекают из концентратов, в которых не больше сотых, реже десятых процента висмута, а в исходных рудах поли- 31
металлических месторождении его, естественно, еще меньше. Кроме того, висмут извлекают из анодных шламов, образующихся при электролитическом рафинировании меди. Источником висмута может быть и вторичное сырье. Например, в ФРГ висмут извлекают при переработке пиритных огарков и из металлического лома. Сколько же висмута получают ежегодно во всем мире? Известно, что в 1968 году мировое производство висмута (без СССР) составило 3800 тонн. Предполагают, что мировая потребность в висмуте в 2000 году составит 5—6 тысяч тонн. ВИСМУТ— ПОЛЕЗНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Традиционные потребители висмута — металлургия, фармацевтическая и химическая промышленность. В последние десятилетия к ним прибавились ядерная техника и электроника. Добавка 0,01% Bi в алюминий и сталь улучшает пластические свойства металла, упрощает обработку. Некоторые висмутовые сплавы обладают уникальными магнитными свойствами. Сильные постоянные магниты делают из сплава, состав которого определяется формулой MnBi. А сплав состава 88% Bi и 12% Sb в магнитном поле обнаруживает аномальный эффект магни- тосопротивления, что позволяет использовать такой сплав для создания бытродей- ствующих усилителей и выключателей. Многие сплавы висмута при низких температурах приобретают свойство сверхпроводимости. Чтобы спаять стекло с металлом, используют легкоплавкие сплавы на висмутовой основе. Подобные же сплавы (с кадмием, оловом, свинцом) применяют в автоматических огнетушителях. Как только температура окружающей среды достигает 70° С, плавится пробка из висмутового сплава D9,41% Bi, 27,67% Pb, 12,88% Sn и 10,02% Cd) и огнетушитель срабатывает автоматически. Легкоплавкость висмута стала одной из причин прихода его в ядерную энергетику. Но были и другие. Только бериллию (из всех металлов) уступает висмут по способности рассеивать тепловые нейтроны» почти не поглощая их при этом. Поэтому висмут используют в качестве теплоносителя и охлаждающего агента в ядерных реакторах. Самым первым способом извлечения плутония из облученного урана был метод осаждения плутония с фосфатом висмута. Совместно с трехфтористым литием LiF3 эта соль работала в первых промышленных установках по производству плутония. Облученный нейтронами уран растворяли в азотной кислоте, а затем в этот раствор добавляли H2S04. Она связывала основную массу урана в нерастворимый комплекс, а четырехвалентный плутоний оставался в растворе, из которого его осаждали с BiP04. Сейчас этот метод уже не применяют, но о нем стоило упомянуть хотя бы потому, что опыт, полученный благодаря этому методу, помог создать более совершенные и современные способы выделения плутония осаждением его из кислых растворов. С помощью висмута получают изотоп полоний-210, служащий источником энергии на космических кораблях. Из соединений висмута шире всего используют его трехокись В120з. В частности, ее применяют в фармацевтической промышленности для изготовления многих лекарств от желудочно-кишечных заболеваний, а также антисептических средств. В производстве полимеров трехокись висмута служит катализатором. Такие катализаторы применяют, в частности, при получении акриловых полимеров. Bi203 используют также в производстве эмалей, фарфора и стекла — в основном в качестве флюса, понижающего температуру плавления смеси неорганических соединений, из которой образуются эти вещества. Соли висмута находят применение в областях, весьма далеких друг от друга. Это, к примеру, производство перламутровой губной помады и производство красок для дорожных знаков, которые ярко светятся в лучах автомобильных фар... Далеко в прошлое ушло то время, когда висмут считался малоценным металлом с ограниченной сферой применения. Сейчас он нужен всем странам с высокоразвитой промышленностью. Поэтому и спрос на него продолжает расти. Не случайно за последние 40 лет цена висмута на мировом рынке выросла в шесть раз.
ПЕРВЫЙ ВИСМУТ РОССИИ «Захваченный трестом, главным образом германским, висмут является сейчас продуктом, для получения которого мы находимся всецело в зависимости от Германии. А между тем мы имеем указания на возможность нахождения его соединений, например, в Забайкалье». Так писал Владимир Иванович Вернадский в 1915 году в своей «Записке в Комиссию по исследованию естественных производительных снл Россию». Он был прав и очень дальновиден. Пройдет всего три года, и в Хочу обратить ваше внимание на две неточности в статьях о лантаноидах («Химия и жизнь», 1971, № 11 и 12). В статье «Гадолиний» цифровые значения точки Кюри — температура, при которой утрачиваются ферромагнитные свойства,— для железа, кобальта, никеля и гадолиния приведены в градусах абсолютной шкалы, а указано, что в градусах Цельсия. Удельная теплоемкость гадолиния действ ительно больше, чем у других лантаноидов, но не «почти в два раза», а примерно на 20%- И еще одно замечание. В статье «Самарий», говоря о происхождении названия минерала самарскита, автор цитирует книгу П. Р. Таубе и Е. И. Руденко «От водорода до...». Цитата весьма красочная: «В середине прошлого века на Алтае и Урале смотрителем горного округа был инженер В. Е. Самарский. Особыми талантами он не отличался. Однажды рабочие принесли ему найденный в Ильменских горах неизвестный минерал очень красивого бархатно-черного Что вы знаете и чего не знаете о висмуте и его соединениях 1918 году другой русский ученый — К. А. Ненадкевич выплавит первые десятки килограммов отечественного висмута. Выплавит именно из забайкальских руд — из сульфидных концентратов вольфрамового месторождения Букука. ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ цвета. Присутствовавший при этом угодливый чиновник предложил назвать минерал в честь смотрителя горного округа са- марскитом. «Находчивость» чиновника была одобрена, минерал «окрещен» и вошел в коллекцию... Так было увековечено имя инженера Самарского, ничем не заслужившего такой чести». Красивая история... Только плохо, что в ней мало общего с действительностью. «Крестным отцом» самарскита был не угодливый чиновник, а известный немецкий химик, профессор Берлинского университета Генрих Розе. Об этом свидетельствует его статья, напечатанная у нас, в России, в «Горном журнале» AВ47, часть II, книга 4, стр. 104). Впрочем, чтобы узнать это, не обязательно разыскивать столетней давности журнал; достаточно ознакомиться с выпущенным в 1956 году XII томом «Трудов Института истории естествознания и техники» (Изд. АН СССР, M.f стр. 43—44). Розе исследовал минерал, который был найден в Ильменских горах русским ученым КРАСАВИЦАМ ЭПОХИ ВОЗРОЖДЕНИЯ Азотнокислый висмут — BiN03-5H20 обычно получают выпариванием раствора висмута в азотной кислоте. В водном растворе эта соль легко гидролнзуется и при нагревании выделяет основной нитрат висмута (BiO)N03. Эта соль была известна еще в XVI веке н пользовалась большой популярностью у красавиц эпохи Возрождения. Ее применяли в качестве косметического средства, которое называли испанскими белилами. Р. И. Германом. Герман называл этот минерал иттроильме- нитом и считал, что в нем содержится окись нового элемента ильмения. Опровергнув опытами открытие ильмения, Розе счел, что название минералу дано неудачно, и предложил переименовать его в самарскит — в честь В. Е. Самарского. «Самарский — писал Розе,— оказал сибирскому горному делу существенные услуги, поэтому я действую, кажется, в духе первого открывателя минерала, называя этот последний по имени Самарского». Вот как было в действительности. В статье «Самарий», в фразе, предшествующей развернутой цитате из книги Таубе и Руденко, при желании можно уловить иронию, но, видимо, было бы лучше, если бы точки над i были расставлены сразу же. Надеюсь, что эти замечания будут учтены при подготовке заметок о лантаноидах в «Популярную библиотеку химических элементов». Ваш читатель И. СЕЛИВАНОВ КАК БЫЛО В ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ 3 Химия и Жизнь, JMb в
Хорошо известно, что металлы примерно га per quam fluunt» («Воды таковы, ка- так же плавучи, как и топор. И тем не кова земля, через которую они текут»). менее по рекам уплывают в океан мил- Чтобы подтвердить эту догадку, потребо- лионы тонн металлов. Уплывают, чтобы вались века наблюдений, десятилетия никогда не вернуться! И не по бесхозяй- измерений и годы сопоставлений. При- ственности или недосмотру: виновник шло время, когда взаимодействие твер- расточительства известен — это сама дых пород и текучей воды получило ко- природа. личественную характеристику, а язык Даже крошечный ручеек обладает до- латыни уступил место языку чисел, таб- статочной энергией, чтобы разрушать, лиц, графиков, карт. вымывать и растворять породы, по кото- Вести комплекс гидрохимических на- рым он течет. Результаты механической блюдений на всех без исключения ре- эрозии наглядны — это твердые частицы, ках, речках и ручьях просто невозможно, переносимые во взвешенном состоянии. Поэтому пришлось упростить задачу, до- Химическая эрозия менее заметна, но пустив, что концентрация редких и рас- не менее грандиозна. Более 35 миллиар- сеянных элементов в притоках и речках дов тонн веществ в виде ионов, коллои- какого-либо бассейна того же порядка, дов, суспензий, органических соедине- что и в воде главных рек бассейна, ний и взвесей ежегодно выносится река- Под руководством профессора О. А. ми земного шара. Алекина был собран обширный матери- В могучий поток химических элемен- ал, позволяющий судить не только о сотов, плывущих в океан, впадает скром- держании, но и о режиме микроэлемен- ный ручей из редких и рассеянных ме- тов в крупнейших реках СССР. Оказа- таллов, или, как их часто называют, лось, что в наших реках наиболее часто микроэлементов. Это наиболее ценная встречаются Mn, Zn, Cu, Ni, V,. Co, Мо, часть речного стока. Содержание этих Ag, Pb. Каждый из этих микроэлементов металлов в земной коре всего тысячные достоин рассказа. Но более всего—мар- доли процента. Сколько же их может ганец, на него приходится львиная доля попасть в речные воды, которые подби- среди металлов, плывущих по рекам, рают далеко не все, что плохо лежит на поверхности земли? МАРГАНЦЕВАЯ РЕКА Гидрохимики определяют концентрацию микроэлементов в миллионных до- Никто из жителей живописных берегов лях грамма на литр воды. В лаборатори- Риони не пьет «марганцовку», да и цвет ях такие концентрации достаточны для воды в реке не напоминает лилово-крас- признания вещества «нерастворимым». ного раствора. И все же гидрохимики В природных же условиях за миллионы говорят, что взвешенные частицы, выно- лет при самом слабом растворении пе- симые рекой в море, содержат до 6% реносятся горы вещества. марганца. Но добывать марганец из Около двух тысяч лет назад Плиний речных вод, как добывают рыбу, не при- утверждал: «Tales sunt aquae, qualis ter- дется: вверх по течению Риони — в Чиа- МЕТАЛЛЫ ПЛЫВУТ ПО РЕКАМ V
5-H5£ 35 турах — крупнейшие залежи марганцевых руд. Риоии —небольшая речка. По водоносности она в полтора раза уступает соседней Кубани. И все же Риони помимо прочих микроэлементов ежегодно выбрасывает в Черное море 106 тысяч тонн марганца! Кубань едва «поднимает» сотую долю этого веса. Да что там Кубань. Такие богатыри, как Амур, Волга, Дон, Сырдарья и Печора, только сложившись вместе, могут похвастать подобным результатом. Гидрохимики уже давно обратили внимание на довольно четкую закономерность: концентрация и вынос марганца в южных реках куда выше, чем в северных. Только Дунай, Кура и Риони за год выносят 450 тысяч тонн марганца. Зато в реках Баренцова, Белого и Балтийского морей марганца почти нет. Печора даже установила своеобразный рекорд— в ее воде всего 0,06% марганца. Это в сто раз меньше, чем в Риони. Мало марганца и в реках Восточной Сибири — Лене, Индигирке, Колыме, хотя в их бассейнах горные породы и почвы содержат довольно много микроэлементов. Но воспользоваться ими реки не успевают: слишком коротко сибирское лето. Суровый климат (зона вечной мерзлоты) затрудняет поступление воды в речные русла. Благодаря морозам в речном бассейне нарушается обмен веществ. Микроэлементы в основном ведут «лежачий» образ жизни, вяло передвигаются и не попадают в главные артерии ландшафта — реки. Вот почему гидрохимики считают Восточную Сибирь районом слабой миграции элементов. СКОЛЬКО ЦИНКА МЫ ТЕРЯЕМ? Когда речь заходит о цинке и воде, то рождается невольная ассоциация—оцинкованное корыто. Но даже если со всей нашей страны собрать все корыта и пустить их по рекам, то в океан уплывет меньше цинка, чем его выносит вода без нашего вмешательства. За год реки Советского Союза сбрасывают в моря 732 тысячи тонн цинка. После марганца это второй по мощности поток рассеянного элемента. Цинк поистине вездесущ. И хотя в земной коре его всего 0,0083%, он присутствует почти везде: в породах, почвах, воде. Своей подвижностью цинк обязан хорошей растворимости цинк- содержащих минеральных солей и органических соединений. Растворенного цинка много в реках Прибалтики и Севера, что, видимо, связано, с обилием болотных почв в этих районах. Зато в горных реках этот элемент в основном переносится в составе взвешенных частиц. КУПОРОСНЫЕ РУЧЬИ И ОЗЕРА Если бы среди микроэлементов проводился конкурс на лучшего путешественника, то пальма первенства досталась бы меди. С легкостью необыкновенной переходит она из породы в почву, а оттуда — в поверхностные воды. Все эти миграции совершает двухвалентная медь, а соединения одновалентной меди становятся на якорь — они нерастворимы. Перемещениям меди препятствует и сероводород, столкновение с которым заканчивается осаждением меди. Именно серо- 3*
водороду чаще всего мы обязаны медными месторождениями. Чтобы привести в движение осевшую медь, поверхностным водам надо содержать хоть немного кислоты, особенно серной. Окисление сульфидов меди даст легкорастворимую CuS04. Поэтому содержание меди в кислых источниках местами повышается до граммов в литре, а вокруг медных месторождений текут купоросные ручьи. Но есть районы (подзолистых и торфяных почв), где меди не хватает. Ее мало там, где часто льет дождь, где много болот. Вода здесь выщелачивает медь из подзолистых почв и уносит ее в реки. Отсюда понятно, почему полноводные северные реки монопольно владеют растворенной медью. Кстати, из микроэлементов только медь предпочитает путешествовать в растворенном виде. Лишь треть переносимой реками меди (а это почти 30 тысяч тонн) проплывает по ним в виде твердых частиц. Эти твердые частицы несут южные, горные реки. «МИГРИРУЕТ В ИНЕРТНОЙ ФОРМЕ» Поэт «единого слова ради» изводит «тысячи тонн словесной руды», а гидрохимик из тысячи тонн воды получит четыре грамма ванадия. Но в отличие от поэтов, химики пока не берутся получать редкий металл, перерабатывая ради четырех граммов миллиард граммов воды. Какова же работоспособность природы, если реки СССР за год выносят более 57 тысяч тонн ванадия! Здесь наиболее трудолюбивы реки Арало-Каспийского бессточного бассейна — на его долю приходится больше трети всех поступлений. Особенно усердна Амударья, которая несет больше ванадия, чем все реки Карского моря. А ведь в него впадают Обь и Енисей! Но есть реки (Волга, Урал, Северная Двина), где в растворимом состоянии ванадий не обнаружен. В большинстве северных рек он перемещается в составе твердых частиц. Видимо, сказывается повышенное содержание ванадия в тундровых почвах этих бассейнов, с частицами которых он и путешествует. Выражаясь языком гидрохимии, ванадий «мигрирует в инертной форме» и не принимает заметного участия в процессах, протекающих в речной воде. ДРУЗЬЯ, ПУТЕШЕСТВУЮЩИЕ ПОРОЗНЬ Химические свойства кобальта и никеля близки; часто они залегают совместно. А разделяет их разная подвижность на поверхности земли. Никель обнаружен во всех реках — в одних больше, в других меньше. В литре воды из Москвы- реки есть миллионная доля грамма никеля, а в литре донской воды — шесть миллионных! Жители других районов нашей страны находятся примерно в тех же условиях, что москвичи и ростовчане. Они спокойно могут пить свой миллион литров и получить 2—3 грамма блестящего металла. В одних реках преобладает растворенный никель (Волга и ее притоки), в других он плавает в составе взвешенных твердых частиц (Риони, Кубань, Нарва, Неман). Особенно высоки и устойчивы концентрации никеля в Северной Двине и Печоре @,012—0,015%). Стоящие перед процентами нули обманчивы. Помноженные на миллионы литров протекающей в реках воды, они дают 1,5—2 тысячи тонн никеля. Всего же за год наши реки выносят в океан столько никеля, что для его перевозки потребовалось бы больше тысячи 50-тонных вагонов. Кобальт тяжелее на подъем, чем никель. Медлительность кобальта вызвана переходом его в трехвалентную форму, в которой он, подобно железу, становится малоподвижным. В растворенном виде кобальт почти не встречается, а в реках Прибалтики его не нашли даже в составе взвешенных веществ. Присутствие его в других реках весьма скромно: годовой вынос кобальта всеми реками нашей страны — около 23 тысяч тонн. КАК ПЛАВАЮТ СВИНЕЦ И СЕРЕБРО Говорят, что «статистика знает все»... Но и ей вряд ли известно, сколько свинцовых грузил оставляют рыболовы на дне наших рек. Думается, что всем им — и самым удачливым и вечно невезучим— удается утопить не более нескольких тонн свинца. Поэтому гидрохимики могут быть уверены, что «рыболовный фактор» не очень сказывается на результатах анализов проб воды. Ежегодно с речной водсй с территории СССР уплывает в океан 50 тысяч тонн
свинца. Эти тонны складываются из десятков и сотен килограммов, выносимых северными реками, и тысяч тонн, сбрасываемых в моря реками Кавказа, Карпат и Урала. В реке Урал наивысшая концентрация свинца — 0,048%. Чуть отстали от нее Дунай, Кура, Риони, Терек. Еще труднее обнаружить в речной воде серебро. Много раз забрасывали свои сети гидрохимики, и часто они возвращались пустыми. Зато одна из проб воды в реке Урал содержала неожиданно высокий процент серебра — 0,018%? А в соседней Волге плавает всего 0,001% серебра. Но и при столь бедном серебряном питании реки СССР успевают за год израсходовать тысячу тонн ювелирного металла. «А где железо?» — могут спросить читатели, не найдя его среди микроэлементов. Неужели железа нет в речных водах? Наоборот, его там слишком много, и поэтому оно не числится микроэлементом. Концентрации железа, особенно во взвешенном состоянии, достигают величин, при которых гидрохимики называют железо макрокомпонентом. Судите сами: в Кубани железо иногда составляет 117о всех взвешенных веществ, а в Риони — 27,3%! Вот где можно поставить под сомнение поговорку «плавает, как топор»... Кандидат географических наук М. Г. СОФЕР ЗА ЧТО ПРИСУЖДЕНА НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ 1971 ГОДА ПО ХИМИИ Нобелевская премия 1971 года по химии присуждена физику Герхарду Герцбергу (Канада) «...за вклад в познанне электронной структуры и геометрии молекул и, в частности, свободных радикалов». . Фнзнку — высшая международная награда по химии? Не правда лн, довольно неожиданно? Но эта неожиданность вполне закономерна: современная химия все шире использует для своих целей физические методы исследования вещества. Работы Герцберга посвящены изучению спектров простейших молекул, например молекулы Еодорода, а также молекулярных ионов н свободных радикалов. Дело в том, что для таких частиц с помощью квантовой механики удается рассчитывать длины электромагнитных волн, которые они могут поглощать (для более сложных молекул такие расчеты пока еще не удается выполнить), но обнаружить такие спектры экспериментально долгое время не удавалось. Только в 1948 году Герцбергу удалось наблюдать спектр молекулы водорода, для чего ему пришлось использовать спектрограф, в котором луч света преодолевал через исследуемое вещество путь длиной в 5 километров! Помимо спектра молекулы водорода Герцберг изучил электромагнитные спектры других простейших молекул (BN, NP), ионов (СН+, С2+), свободных радикалов (:СН2> ■СН3). В первую очередь эти работы сыграли важную роль для совершенствования методов квантово-механических расчетов, которые сейчас все шире используются в хнмни для предсказания свойств молекул. Но этим не ограничивается значение работ Герцберга для современной химической науки. Очень многие химические процессы протекают с. промежуточным образованием радикалов СН2, *СН3 и нм подобных; эти радикалы существуют в свободном виде всего миллионные доли секунды, н их можно изучать только физическими методами, в частности методами, разработанными Герцбергом. Таким образом, совершенствование молекулярной спектроскопии способствовало развитию химической кинетики. Совершенствование методов молекулярной спектроскопии способствовало и расширению наших знаний о химическом составе космического пространства, комет, звезд и планет. Так, за последние годы в межзвездном газе удалось обнаружить около двух с половиной десятков разнообразных молекул, в том числе и достаточно сложных. Это, разумеется, имеет важнейшее значение для разгадки тайны возникновения жизни во Вселенной. В. БАТРАКОВ
Фотография таблички-письма Ее любезно предоставил €Химии и жизни» научно-популярный журнал АН СССР «Земля и Вселенная». В четвертом номере этого журнала (он выходит раз в два месяца) будет напечатана статья о программе полета межпланетной станции «Пионер-10» ПЕРВОЕ ПИСЬМО Перед нами письмо, адресованное обитателям других миров. Еще недавно шли дискуссии о том, каким должно быть такое послание, шли споры о том, надо ли вообще обнаруживать свое присутствие. Не лучше ли затаиться на своей окраине Галактики, избегая каких бы то ни было контактов, как это практиковали порою иные царства в богатой опытом истории человечества. Но теперь под этими дискуссиями, под этими спорами подведена черта. Посланный 3 марта 1972 г. в сторону Юпитера американский космический аппарат «Пионер-10», скорость которого под действием гравитационного поля гигантской планеты должна превысить третью космическую, через несколько лет унесет за пределы Солнечной системы, в межзвездные просторы первое письмо. Внешне оно напоминает пиктограммы каменного века, но по смыслу походит на них не больше, чем спутник — на бумеранг. На маленькой алюминиевой пластинке уместилось многое: представители биологического вида, отправившего письмо; обратный адрес — планеты Солнечной систе-
мы и Солнце в окружении ближайших пульсаров; атом водорода, длина волны которого B1 сантиметр) принята за единицу масштаба; контур космического аппарата и траектория его полета; наконец,— может быть, это самое главное — доброе чувство к неведомому адресату, выраженное в приветственном жесте человека. ...Итак первое письмо отправлено. Каким будет ответ, и вообще — будет ли он? В наш космический век, когда многое обретает новый смысл, по-новому, куда оптимистичней, чем прежде, звучит старая поговорка: поживем — увидим! В. РИЧ, М. АБРАМОВ ИЗ НОВЫХ ЖУРНАЛОВ • ИЗ НОВЫХ ЖУРНАЛОВ РИС УСТОЙЧИВ, ПРОСО ГИБНЕТ Фосфорорганические соединения сейчас широко используют в сельском хозяйстве, главным образом как инсектициды — средства для уничтожения насекомых. Однако диапазон применения этих веществ может быть значительно расширен. Вот один пример. В Советском Союзе синтезирован и испытан новый фосфорорганиче- ский гербицид — изофос. Его назначение — уничтожать про- совидные сорняки в посевах риса. Полное имя препарата таково: орто-2,4-дихлордифенил- N - изопропиламидохлорметил- тиофосфат... Действие изофоса после обработки растений сохраняется до двух месяцев. Рис к нему устойчив, а все сорняки рода Ehinochloa гибнут. Кроме того, гербицид уничтожает и такие распространенные сорняки, как лебеда, щирица, белая полевица. Его можно использовать для обработки не только посевов риса, но и некоторых других растений — хлопчатника, бобов, подсолнечника, потому что они достаточно устойчивы к изофосу. «Агрохимия», 1972, № I ЧИСТЫЙ ДОХОД — 70 РУБЛЕЙ НА ГЕКТАР То, что использовать микроэлементы для питания растений экономически выгодно, теперь общеизвестно. Дополнительный доход в 70 рублей получается в том случае, когда семена гречихи перед посевом обрабатывают препаратами бора, марганца и меди и те же элементы используют потом для внекорневой подкормки растений. Что же конкретно служит причиной дополнительного дохода? Во-первых, некоторое увеличение общего веса зерен. Но, пожалуй, основное — это повышенный выход ядра: он в полтора раза больше, чем у контрольных растений. Любопытно, что суммарный вес растений при внесении бора, марганца и меди даже уменьшается, зато намного увеличивается вес семян. «Вестник ВАСХНИЛ», 1972, № 1 И МАСЛО И БЕЛОК Селекцию подсолнечника надо проводить так, чтобы увеличивать урожайность, а не маслич- ность. К такому выводу пришли ученые Всесоюзного научно-исследовательского института масличных культур. Дело в том, что увеличивать содержание масла в семенах необходимо, но крайне сложно. И бытовало мнение, будто существует антагонизм между образованием белка и жира: чем больше в семенах одного, тем меньше другого. Но нельзя же уменьшать беспредельно содержание белка... Однако недавно было найдено, что выход масла уменьшается только при избыточных дозах азота. При нормальных же дозах чем выше урожай, тем больше абсолютное количество масла. Правда, биосинтез белка идет еще быстрее, чем масла. Но никакого антагонизма нет. Если вести селекцию так, чтобы получать максимальный урожай, то удастся получить и много масла, и много белка. А обилие белка в семенах тоже, в общем-то, на пользу — ведь нежировую фракцию семян скармливают скоту. «Вестник ВАСХНИЛ», 1972, Лгг 1 ЕЩЕ И ЛЕКАРСТВО... О хлорхолинхлориде (его торговое название в нашей стране — «тур») «Химия и жизнь» уже сообщала в № 3 за прошлый год. Это вещество-ретардант задерживает рост злаков, делает их стебель более прочным, устойчивым к полеганию. Обнаружено еще одно свойство хлорхолинхлорида: он повышает устойчивость пшеницы к распространенному заболеванию — мучнистой росе. Доза вещества невысока, всего 2 миллиграмма на растение. Пшеницу обрабатывали в период кущения. «Сельскохозяйственная биология», 1972, № I
ДИАЛОГ \ О ХИМИКОЦЕНТРИЗМЕ, ДЕНЬГАХ НА РЕКЛАМУ И ОБЕДЕ ЧЕРЕЗ 30 СЕКУНД Если следовать вашей логике, каждый инженер должен считать свою специальность чем-то второстепенным. Вы сказали, что надо зиать, во что это обойдется. Назовите, пожалуйста, сумму по какому- нибудь лекарству. Общее представление о предприятии, на котором происходит беседа. Завод фармацевтических и химических продуктов «Хи- ноин» в Будапеште. Основан 60 лет назад, сейчас здесь работают около шести тысяч человек. В двадцатых годах именно здесь Альберт Сент-Дьердьи впервые в мире начал синтез кристаллического витамина С. «Хиноин» был всегда химическим заводом, но за последние 10— 15 лет производство готовых лекарств стало одним из важных направлений его работы. В научном отделе завода работает около 800 человек. Несколько слов о нашем собеседнике. Д-р Золтан Месарош, директор по науке и руководитель научного отдела. Фотография, в какой-то мере передающая его характер, — на этой странице. Остальное — далее в тексте. НАЧАЛО БЕСЕДЫ: ВО ЧТО ОБХОДИТСЯ НОВОЕ ЛЕКАРСТВО Д-р Месарош (в ответ на вопрос о специальности): Я инженер-химик и решительный противник химикоцентриз- ма. Хотя бы потому, что инженер должен думать о деньгах — во что обойдется исследование и сколько будет стоить то, что из него получится. Ну, я имел в виду другую особенность моей профессии. То, что мы делаем, начинается за письменным столом или у реторты, но заканчивается только у постели больного. Так что это просто глупо, когда химик шумит: я сделал молекулу, я вам ее положил на стол! По-моему, научная работа кончена тогда, когда можно передать технологию цеху. Чтобы сделать новое лекарство, от первого синтеза до аптеки, нужно примерно 10 миллионов долларов; это устоявшаяся цифра последних лет у ведущих фирм мира. Из этих десяти миллионов, кстати, на химию приходится 800 тысяч, меньше десяти процентов. А вот на изучение токсикологии, механизма действия и на остальное — 7,2 миллиона. Отсюда прямое следствие: химикоцентри- ческие тенденции уже не годятся, они устарели.
У нас получилось пока что в сумме восемь... Еще два миллиона тратят на рекламу. Разница между фирмой на Западе и «Хиноином» состоит в том, что этих последних двух миллионов у меня пока нет... И все-таки: сколько тратит лХииоин» иа один новый препарат? Верно. Будем считать это одг ним из подтверждений того, что от средств, вложенных в науку, экономический эффект значительно выше, чем от других капитальных вложений. ПРОДОЛЖЕНИЕ БЕСЕДЫ: О КУРСЕ ДОЛЛАРА, ВЫЧИСЛЕННОМ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ УМСТВЕННОГО ТРУДА Д-р Месарош: Трудно ответить точно, потому что расходы записываются не по препаратам. Впрочем, давайте прикинем. В прошлом году «Хиноин» обратил в исследования 84 миллиона форинтов, из них больше половины— 46 миллионов — в своих лабораториях. Документация и научная литература — еще примерно полтора миллиона. Дальше: можем считать, пусть приблизительно, что «Хиноин» выпускает сейчас один совершенно новый оригинальный препарат в год. Вог по этой несложной арифметике и получается, что новое лекарство — от пробирки до аптеки — и обходится нам в эти самые сорок семь с половиной миллионов форинтов. Или, округленно, в 50 миллионов. А теперь вернитесь к той странице, где у вас записано, что капиталистической фирме это обходится в 10 миллионов долларов. Разделим 50 на 10. И у нас с вами получится, что, если считать по результатам умственного труда, доллар должен стоить всего пять форинтов, а не 12, как по официальному курсу, и не 27, как по туристскому. Разница ощутимая! Правда, без расходов на рекламу, но ведь при таком курсе можно и на это пойти, верно? Да, во всех промышленно развитых странах наука выгоднее обществу, чем труд вообще, усредненный. Но это вовсе не означает, будто через сколько-то лет, как подсчитали социологи, чуть не все будут профессорами и докторами! Но тогда хоть инженерами.. Тоже сомневаюсь. А сегодня это к тому же просто невыгодно — чтобы на предприятии было больше специалистов, чем надо для дела. Если работа инженера, если вообще работа человека с высшим образованием действительно нужна, то инженер должен получать заведомо больше рабочего. Это, если хотите, изначальное условие. Когда оно не выполняется — значит на этом месте человек с высшим образованием просто не нужен! Во многих странах это давно аксиома — и в промышленности, и в науке; и нам надо принять этот опыт. Где именно нужен инженер, а где достаточно мастера—это совсем другой вопрос. Я думаю, что заводу совсем не требуется, чтобы на каждом шагу был инженер... Не обратитьси ли нам от всеобщего к частному? Вы работаете над каким-нибудь препаратом? Да. Теперь это гомопиримидазол, MS144, предполагаемое название — пробой. Болеутоляющее средство с новым спектром действия. Раньше занимался синтезом лекарства, которое получило название «но-щпа».
ДАЛЬНЕЙШЕЕ ПРОДОЛЖЕНИЕ БЕСЕДЫ: О ВНЕСЛУЖЕБНОМ УВЛЕЧЕНИИ ДОКТОРА МЕСАРОША Вопросов иа эту тему я собеседнику не задавал. Он сам предложил: поговорим об организации науки» об организации работы вообще, это мое хобби... Так он — этот научный отдел — и обходится вам недешево: 84 миллиона... Д-р Месарош: Если отдача от умственного труда может быть вдвое и впятеро выше, то для меня это означает, что везде, где это соотношение еще неприменимо, Америка обгоняет нас только по организации производства. Можете считать это моей навязчивой идеей. А я все равно уверен, что и возможная основа любых успехов, и вечная причина всех и всяческих неудач, хоть она иной раз и далеко упрятана, — организация и еще раз организация дела. Для нашего завода это значит, например, что самая суть любого нужного нам исследования, его контрольный пакет, если хотите, должен быть у нас, на заводе. От самой заковыристой теории, придуманной в академическом институте, можно отправиться в сто разных сторон, а новое лекарство, которое мы хотим сделать, дай бог найти хотя бы в одной... Вот для этого и нужен заводу могучий научный отдел. Пусть! Мы не сможем сделать конкурентоспособное лекарство, если будем жалеть деньги на науку. И не только мы, фирма. Объединение венгерской фармацевтической промышленности и Государственный комитет по научно-техническому развитию дают деньги больницам и клиникам специально на аппаратуру и прочее, что нужно для клинических испытаний новых лекарств, потому что в них заинтересован не только наш завод, но и государство. Между прочим, не только на исследования надо не жалеть денег. Вот вам другой пример: на одном заводе, где работают тысячи людей, каждый из них, приходя в столовую, получает обед не позднее чем через тридцать секунд. Представляете, сколько «лишнего» пришлось там городить? А фирма посчитала это выгодным делом, потому что это тоже организация производства! Вы серьезно считаете, что исследования пойдут у вас лучше, если доктора и лаборанты не будут ждать обеда ни минуты? Насчет докторов — не уверен, но и это надо проверить, как и многое другое, кажущееся бесспорно полезным или абсолютно никчемным. Именно для этого у меня в отделе есть четыре человека, которые занимаются только организацией науки, и больше ничем. За чем же дело стало? За тем, чтобы у вас было достаточно прав! И прежде всего, право решать, как правильнее действовать. Если я могу работать хорошо, приносить пользу, извлекать пользу, я, вероятнее всего, буду это делать. Лишь бы меня не останавливали на каждом шагу слишком сложные правила! А если секретарша в моей приемной не в ущерб работе пудрится целый час на глазах у всех — пусть пудрится...
И все равно — дешевле запретов. Чтобы дело делалось, человек не должен бояться ошибиться. Пусть ошибается! Если же он все время будет помнить о том, как ему могут всыпать, то девяносто процентов умственной энергии нормальный человек потратит не на дело, а на перестраховку. Значит, нужна, так сказать, атмосфера разрешенных ошибок. Хороший завод — не благотворительная организация; кроме диссертаций нам еще нужно, чтобы наши лекарства имели сбыт. Так что вряд ли мы станем швырять деньги на ветер. ОКОНЧАНИЕ БЕСЕДЫ: О НАШИХ ПРЕИМУЩЕСТВАХ Д-р Месарош: Как бы тривиальны ни казались разговоры о месте науки в сегодняшнем мире, существует непреложный и, уверяю вас, далеко не всеми осознанный и взятый в работу факт: все новое (идеи, теории, костюмы, автомобили, лекарства — сюда можно подставить любое существительное по вкусу) появляется только из науки. Чтобы сделать нечто новое и полезное, нужно исследовать— пробовать, ничего не производя. Между прочим, фармацевтических фирм, ведущих самостоятельные исследования, становится на Западе все меньше: дорого... Вот где наше преимущество перед капиталистом! И если мое государство содержит академическую науку, то там, где владельцам фирмы понадобились бы миллионы на теоретиков, нам не нужно ни форинта. Я делаю отсюда логический вывод: выдающиеся научные результаты нам доступнее, чем им. Мы долго не пользовались этим преимуществом, а теперь ученым и производственникам наших социалистических стран пора его реализовать — всем вместе. Вот эта забота и есть, по-моему, самое главное в энергичных суждениях д-ра Месароша, руководителя научного отдела завода «Хино- ин». Она устремлена на те непростые задачи, которые ставит сегодня перед наукой и промышленностью социалистических стран — членов Совета Экономической Взаимопомощи — принятая в прошлом году Комплексная программа. Что же касается полезных и нужных химических продуктов «Хиной на», хорошо известных в наших аптеках, в том числе даже синтезированного нашим уважаемым собеседником хлористоводородного бД.З'^'-тетраэтокси-Ьбензаль-^З^-тетрагидроизохинолииа, именуемого кратко спазмолитическим средством «но-шпа», то все-таки самое лучшее — чтобы не было повода с ними знакомиться. Разве что уж очень-очень понадобятся... Михаил ЧЕРНЕНКО. специальный корреспондент «Химии и жизни» Фото Отто БОЙТАР, журнал «Элет эш тудомань» («Жизнь и наука»), Будапешт
НОВЫЕ ЗАВОДЫ АПАТИТЫ: РУДА И КОНЦЕНТРАТ На рудниках комбината «Апатит» имени С. М. Кирова добывают лучшие в мире и самые дешевые в нашей стране апатитовые руды. Лучшие зарубежные фосфатные концентраты содержат 30—35%) фосфорного ангидрида, хибинские апатиты— 39,4%. Более 80% отечественных фосфорных удобрений вырабатывают из хибинского апатита. Его экспортируют в Болгарию, Венгрию, ГДР, Польшу, Румынию, Чехословакию, Финляндию и другие страны. В течение 1971 г. на комбинате введены новые мощности на 800 тысяч тонн апатитового концентрата в год. Рудник Центральный комбината «Апатит» имени С. М. Кирова. Самосвалы сбрасывают руду в рудоспуск *"
На новых производствах комбината — рудниках, карьерах^обогатительных фабриках — используется высокопроизводительное оборудование. 86% взрывных работ механизировано. На Расвумчоррском руднике одним мощным взрывом отделяют около миллиона тонн породы. Дробильные корпуса обогатительных фабрик переведены на дистанционное управление. Автоматически регулируется измельчение и сушка апатита. На апатито-нефе- линовых обогатительных фабриках реконструированы установки по улавливанию пыли и газа, выброс пыли в атмосферу уменьшился почти в 100 раз. В девятой пятилетке выпуск хибинского апатитового концентрата увеличится в полтора раза. На расширение комбината ассигновано 700 миллионов рублей. А. И. НЕДЕШЕВ > КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПОЧЕМ ФУТ ЛИХА, ИЛИ ПРОБЛЕМЫ, ВЫСОСАННЫЕ ИЗ КОРОЛЕВСКОГО ПАЛЬЦА Нас учили в школе: в километре 1000 метров, в метре 100 сантиметров, в сантиметре 10 миллиметров. Американским и английским школьникам труднее. Чтобы освоить азы техники, им необходимо было вызубрить, что в миле 1760 ярдов, в ярде 3 фута, в футе 12 дюймов... Громоздкая и неудобная система простейших единиц измерения зародилась в XIII веке. Английский король Эдуард I узаконил эталон дюйма— уложенные в цепочку три ячменных зерна. Впрочем, некоторые историки считают, что был и другой эталон: якобы за дюйм приняли длину фаланги королевского указательного пальца, а за ярд — пространство между кончиком носа монарха и большим пальцем вытянутой монаршей руки. Семь столетий купцы, мореплаватели, инженеры, ученые путались в футах, фунтах и галлонах. Наконец, в XX столетии английскую систему единиц вытеснила метрическая. Дольше всех упорствовали страны Британского содружества. Но и они уступили здравому смыслу: последние годы Новая Зеландия, Австралия, Канада, Индия и другие страны одна за другой переходят на метрическую систему. Даже англичане, чей король сделал в свое время эталоном мер собственные антропометрические показатели, учатся измерять по десятичной шкале, причем начали они с перестройки денежной системы. Упорствуют лишь американцы. Со времен Томаса Джеф- ферсона в конгрессе США вносилось более сотни законопроектов о переходе на метрическую систему. А результат пока мизерный: в аптеках стали отмерять порошки граммами, миллиметрами измеряют калибры пушек, да научные издания НАСА вот уже больше года используют метрическую систему мер. Между тем архаичные ярды, унции и бушели приводят не только к путанице. Подсчитано, что внешняя торговля США ежегодно терпит убыток в 25 миллионов долларов только из-за того, что детали экспортируемых машин имеют нестандартные размеры. Сейчас вопрос о переходе на принятые повсеместно единицы измерений изучается в многочисленных комиссиях и подкомиссиях национального бюро стандартов, министерств торговли и обороны. Окончательное решение должен принять конгресс. А вот каким оно будет, пока сказать трудно. У английской системы измерений осталось немало сторонников, особенно среди крупных промышленников и торговцев. Они готовятся провалить законопроект в конгрессе. Прогресс прогрессом, но ведь придется менять тару и этикетки изделий, переделывать торговые весы и прочие приборы. А это накладно. М. ЮЛИН По материалам журнала «США — Экономика, политика, идеология»
C*fcV*%* , ь -иг----* ЧЕг - ЭКОНОМИКА, ПРОИЗВОДСТВО золото ИЗ СЕРЕБРИСТОЙ ПЕНЫ СУРОВЫЕ НЕМНОГОСЛОВНЫЕ ЗОЛОТОИСКАТЕЛИ, самородки величиной с кулак, самоходные драги, промывающие белый речной песок... Так представляют себе многие добычу благородных металлов. Увы, самородки попадаются не каждый день, недаром о счастливых находках, как правило, сообщают газеты. И еще не промытых золотоносных россыпей осталось не так уж много. Значительную долю благородных металлов добывают сейчас не на берегах таежных рек, а в цехах металлургических комбинатов. Золото и серебро выделяют из руд, которые содержат свинец, цинк, медь, железо и совсем немного — сотые и тысячные доли процента — рассеянных и редких элементов, благородных металлов. В процессе металлургического передела таких руд золото и серебро переходят в черновой свинец. Вместе с медью, мышьяком, сурьмой они оказываются попросту вредными примесями в основном, целевом металле: снижают его мягкость, эластичность, ковкость. С другой стороны, золото и серебро — это примеси, ценность которых порою превышает ценность основного металла. Для выделения благородных металлов в расплавленный черновой свинец добавляют расплавленный цинк. Жидкие свинец и цинк не смешиваются, а поскольку в последнем золото и серебро растворяются намного лучше, драгоценные примеси почти полностью переходят в цинк, образуя химические соединения и твердые растворы. Когда расплавленный металл охлаждается, эти соединения всплывают на поверхность в виде серебристой пены. Ее снимают. Серебристая пена — сплав свинца, цинка, серебра и золота. Причем содержание драгоценных металлов доходит здесь уже до нескольких процентов. И все-таки это пока что свинцово-цинко- вый сплав — до чистого злата-серебра ему еще далеко. ЧИСТЫЙ ЦИНК КИПИТ при температуре 906° С, температура кипения свинца — 1740° С, серебра — 2212° С, золота— 2947° С. Разницей температур кипения и пользуются, чтобы избавиться от цинка. Жидкий сплав подвергают дистилляции, отгоняют наиболее летучий металл. Цинк удален. Остается избавиться от свинца. На расплавленный металл направляют струю сжатого воздуха; свинец окисляется, превращается в окись свинца — свинцовый глет. Он всплывает на поверхность купели — ванны, где ведут окисление (сам процесс называется купелированием). Глет удаляют, а в ванну вводят свежую порцию содержащего свинец металла. И так до тех пор, пока в купели не останется чистый сплав золота и серебра. Такова вкратце схема современного промышленного золотоискательства, технология, которую коренным образом усовершенствовали советские металлурги. Но прежде чем рассказать об этом усовершенствовании, несколько слов о пороках традиционного способа. ПЕРЕРАБОТКА СЕРЕБРИСТОЙ ПЕНЫ— наиболее уязвимое место техноло-
гни промышленного извлечения золота и серебра из полиметаллических руд. Сейчас во всем мире дистилляцию цинка ведут в ретортных печах Фабер-дю-Фо- ра — небольших аппаратах из огнеупоров. При дистилляции цинка присутствие над расплавом каких-либо посторонних паров или газов противопоказано: они резко снижают скорость испарения металла. Поэтому реторты герметизируют, а тепло подводят через огнеупорную стенку, за которой сжигают топливо. Процесс приходится вести очень аккуратно: температура наружной стенки должна быть на несколько десятков градусов выше, чем в печи, но самый незначительный перегрев может вызвать прогорание реторты. Щадя оборудование, процесс ведут с некоторым недогревом. Поэтому цинк отгоняется из серебристой пены не полностью. А потом, в купелях, за это приходится расплачиваться — удалять цинк при купелировании очень сложно. Реторты, обогреваемые жидким топливом или газом, трудно делать больших размеров. И, как правило, эти печи имеют малую производительность. Реторты работают в периодическом режиме: загрузка серебристой пены — дистилляция — разгрузка сплава — вновь загрузка. Когда печь разгерметизируют, пары цинка и свинца попадают в атмосферу цеха. Естественно, условия труда здесь, мягко говоря, неважные. Периодичность работы реторт приводит еще к одному осложнению: цинк испаряется и конденсируется неравномерно, и свинец, и золото, и серебро уносятся парами цинка. С другой стороны, в реторте остается много цинка. Получается целая гамма полупродуктов, для каждого из которых необходимо придумывать свою технологию передела. Итак, процесс в ретортах связан с трудом во вредных для здоровья условиях, мало производителен, приводит к большим потерям драгоценного металла. Естественно, усилия металлургов, занятых извлечением золота и серебра из полиметаллических руд, были направлены на его замену. В ПАТЕНТНОМ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВЕ есть один любопытный пункт. Смысл его таков: применение любого старого, давно известного метода, приема, устрой- Электротермическая печь для переработки серебристой пены: хорошие условия труда, высокая производительность, полное извлечение драгоценных металлов ства в новой области есть оригинальное изобретение. Классический пример такого изобретения — применение стетоскопа для диагностики машин. Мы напоминаем это патентное правило вот почему. В принципиально новом методе извлечения золота и серебра из свинцовых руд нет никаких химических новинок. Электротермические печи, которые предложено использовать в этом методе, давным-давно известны. Между тем Ретортная печь: тяжелый труд, низкая производительность, большие потери металлов
принципиальная новизна как раз и состоит в том, что процесс извлечения драгоценных металлов стал электротермическим. И в полном соответствии с основами патентного права создателям нового метода было выдано авторское свидетельство СССР. В ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ нужную температуру поддерживает джо- улево тепло, которое выделяется при прохождении электрического тока через специально созданный слой шлака. В остальном процесс вроде бы не изменился: пары цинка идут в конденсатор, где металл охлаждается, превращается в расплав, который потом разливают в чушки; сплав свинца, золота и серебра (так называемый серебристый свинец) собирается под шлаковой подушкой, его сливают и направляют в купели. И все-таки электротермический метод коренным образом изменил процесс. Во-первых, электротермическая печь, не привязанная к топке, работающая в стационарном тепловом режиме, вмещает серебристой пены в несколько раз больше, чем реторта. Производительность труда увеличилась в 5—7 раз. Во- вторых, электротермический процесс ведут непрерывно. По мере испарения цинка в печь автоматически загружается серебристая пена, непрерывно сливается в специальные аппараты серебристый свинец. Пары цинка и свинца не проникают в воздух, условия труда в цехе стали вполне нормальными. Наконец, появилась возможность точно регулировать температуру расплава. Процесс стал химически устойчивым, поэтому полупродукты, содержащие цинк, золото и серебро, не образуются. В результате драгоценные металлы извлекаются более полно. По сравнению со старой ретортной технологией в электротермических печах из тех же самых руд извлекают на 6,35% больше золота, на 5,42% больше серебра, на 10,19% больше свинца, на 54,58% больше цинка. Первые в мировой практике электротермические печи для извлечения благородных металлов были разработаны в усть-каменогорском институте «ВНИИ- цветмет» и испытаны на Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате имени В. И. Ленина. Это было в начале шестидесятых годов. А в 1967 г. вся свинцовая промышленность нашей страны перешла на новый метод. Естественно, что на строительство и монтаж десятков электротермических печей потребовались большие средства. Но они (редчайший случай!) окупились за один-два месяца работы, окупились добытым золотом. Экономический эффект новой технологии переработки серебристой пены только за первые два года составил 12 миллионов рублей. «РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ в свинцовую промышленность СССР принципиально новой технологии извлечения благородных металлов с применением электротермии, обеспечивающей увеличение выпуска золота и серебра» — работа коллективная. Кроме уже названных института «ВНИИцветмет» и Усть-Каменогорского комбината в ней принимали участие: Сихотэ-Алинский полиметаллический комбинат, Чимкентский свинцовый завод имени М. И. Калинина, московский институт «Гинцветмет», завод «Электроцинк» в городе Орджоникидзе. За эту работу группа ученых и инженеров была в прошлом году удостоена Государственной премии СССР. Л. МЕЛЬНИКОВА На вклейке — схема электротермической переработки серебристой пены. Пена загружается в закрытую электрическую печь. Температуру в печи поддерживает джоулево тепло, которое выделяется при прохождении тока между электродами в слое шлака. Пары цинка из печи поступают в конденсатор, где охлаждаются и превращаются в расплав. Иесконденсировавшийся пар попадает е инерционный пылеуловитель. Серебристый свинец с растворенными благородными металлами сливают в специальный сборник, а оттуда направляют на купелирование — выделение чистого золота и серебра
БЛАГОРОДНАЯ ПАТИНА ВРЕМЕНИ В статье под таким названием рас сказывает г я, как на памятниках искусства образуется патина. Та самая патина, которой посвящено немало проникновенных строк в романе Эриха Марай Ремарка < Тени в раю . «Я поглядел на бронзу: цветные от с весы на ней вбирали в себя ночную тьму. И вдруг я почувствовал, что бронза живая. If не из-за своей формы, а из-за патины Патина не была мертвой. Никто не наносил ее нарочно, никто не вызывал искусственно, травя шероховатую
поверхность кислотами, патина нарастала сама по себе, очень медленно, долгие века; подымалась из вос)ы, омывавшей бронзу, и из земных недр, минералы которых срастались с нейш.. Пористая поверхность не поглощала свет, подобно поверхности бронзовых фигур, на которую патину нанесла искусственно. Свет придавал ей некоторую шелковистость, делал ее похожей на грубый шелк-сырец». На вклейке бронзовый буйвол, отлитый неизвестным мастером две с половиной тысячи лет тому назад (Древний Китай)
>tN
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК га ЛЕТНИЕ ЗАМЕТКИ По меньшей мере шестьдесят химических элементов необходимы для жизнедеятельности тех или иных растений. Одни элементы — калий, азот, фосфор — требуются растениям в большом количестве. Другие, так называемые микроэлементы,— в значительно меньшем. О микроэлементах и пойдет речь. Иногда онн настолько влияют на жизнь растения, что по его внешнему виду можно (хотя и примерно) судить о качественном составе почвы. Мать-и-мачеха (Tussilago far- fara), золотистая фиалка (Viola calamaris) предпочитают почвы, содержащие значительные количества цинка. Эти растения концентрируют в себе цинк, и его содержание достигает не- На вклейке показаны восемь растений, которые чутко реагируют на присутствие или отсутствие некоторых элементов в почве. Чтобы узнать эти растения, посмотрите поясняющие рисунки внизу на этой странице. СИГНАЛИЗИРУЮТ ОБ ЭЛЕМЕНТЕ... скольких процентов. А недостаток усвояемого цинка в почве вызывает у некоторых растений заболевания. Например, цитрусовые растения заболевают «пятнистостью листьев»: между жилками листьев образуются желтые участки. У тунговых деревьев при недостатке цинка появляется «бронзовая болезнь»: листья приобретают бронзовую окраску и опадают. У кукурузы (Zea mays) недостаток цинка вызывает болезнь под названием «белая почка», при которой у растения белеет верхушка. Наконец, на листьях пшеницы (Triticum vulgare) появляются сначала серо-зеленые пятна, а затем листья отмирают. Многие растения чутко реагируют на недостаток в почве бора. Например, лен (Linum), растущий на известкованных почвах, при нехватке бора заболевает так называемым бактериозом: рост растения задерживается, оно начинает куститься, задерживается созревание семян. А свекла (Beta) поражается иной болезнью — гнилью сердечка, при которой увядают и скручиваются, а затем чернеют и засыхают центральные листья растения. На недостаток в почве молибдена откликается клевер (Tri- folium): он желтеет, а отдельные кустики гибнут. Если в почве мало меди, то многие растения заболевают «белой чумой»: листья у них белеют и отмирают, а семена не образуются. Хвощи (Equisetum) и злаки потребляют много кремния, поэтому они предпочитают почвы, содержащие его соединения. Растения из семейства крестоцветных, например гулявник (Sisybrium), желтушинк (Erysimum), сурепка (Barbarea vulgaris), и зонтичных, например тмин (Carum carvi), камнеломка (Pimpinella saxifraga), сныть (Aegopodium podagra- ria), растут преимущественно иа почвах с высоким содержанием серы.
Плауны (Lycopodium) потребляют в большом количестве алюминий. Их применяют в народе для окраски тканей без протравы: необходимые для протравы алюминиевые соли есть в самом растении. Если вас заинтересовали отношения между растениями и химическими элементами, посмотрите книжки: Н. Л1. Верзил и н. По следам Робинзона. М., Детгиз, 1953. Н. М. Верзилин. Растения в жизни человека, М., Детгиз, 1952. А. А. Дробков. Микроэлементы и естественные радиоактивные элементы в жизни растений и животных. М., Издательство АН СССР, 1958. Б. В. Гроздов. Тайны зеленого мира. М., Учпедгиз, 1960, С. А. Кивотов. Загадки о растениях. М., «Просвещение», 1969. М. И. Нейштадт. Определитель р астений средней полосы Европейской части СССР. М., Учпедгиз, 1963. Ю. ВЛАСЕНКО РАССКАЗЫ О ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКЕ ^ РАССКАЗ ПЯТЫЙ. УРАВНЕНИЕ СКОРОСТИ Чем чаще сталкиваются молекулы, тем быстрее идет реакция. Но как увеличить частоту столкновений? Повышая температуру? Это на числе столкновений отразится незначительно; хотя скорость реакции может резко возрасти, но по другой причине — из-за увеличения энергии реагирующих молекул. Другой путь — увеличить концентрацию. Проверим это на опыте. ОПЫТ 1 Приготовьте по 0,5 литра 3%-ного раствора сериой кислоты и 0,5 М раствора тиосульфата натрия (Na2S203. 5H20). Не забудьте, что серную кислоту надо лить в воду, а не наоборот. Перед растворением тиосульфата добавьте в воду несколько капель нашатырного спирта. Возьмите две цилиндрические стограммовые скляики (стаканчики, стопки) и нанесите на них метку на уровне 50 мл. Расстояние от этой метки до дна разделите на четыре части — получатся деления через 12,5 мл. Пометьте стаканчики, чтобы их не перепутать, и налейте в них до верхних меток приготовленные растворы. Обычный тонкий стакан поставьте на темную бумагу и вылейте в него раствор тиосульфата, а затем — кислоты. Тут же по секундной стрелке часов засеките время и хорошо перемешайте смесь в течение од- ной-двух секунд (лучше деревянной палочкой, чтобы не разбить стакан). Как только раствор помутнеет, отметьте и запишите время, прошедшее с начала реакции. Опыт удобно проводить вдвоем: один следит за часами, а другой сливает растворы и сигнализирует о помутнении. Вымойте стакан и проведите опыт еще трижды; раствор тиосульфата наливайте в стаканчик до третьей, второй и первой метки, доливая каждый раз водой до верхнего деления. Количество кислоты во всех onbiTaN остается постоянным, ч общий объем реагирующей смеси всегда равен 100 миллилитрам. Теперь начертим график: как зависит скорость реакции от концентрации тиосульфата. Концентрацию удобно выразить в произвольных единицах: 1, 2, 3 и 4. Отложим их на оси абсцисс. Но как подсчитать скорость реакции? Точно этого сделать нельзя хотя бы потому, что момент помутнения мы определяем субъективно и к тому же помутнение показывает только, что мельчайшие частицы серы, которые выделяются в ходе реакции, достигли такой величины, что нх можно заметить. И все же, за неимением лучшего, примем начало помутнения за окончание реакции. (Кстати, вскоре после появления мути, реакция в самом деле заканчивается.) Сделаем еще одно допущение: скорость реакции обратно пропорциональна ее продолжительности. Если реакция шла 10 секунд, то будем считать, что скорость равна 0,1. Отложим скорости на оси ординат. Четыре опыта дали четыре точки. Пятая — начало коорди-
нат. Все пять точек расположатся примерно на одной прямой (см. рисунок). Наконец, уравнение прямой: W = ktNa2S203]. Здесь W — скорость реакции, квадратными скобками в химической кинетике обозначают концентрацию вещества, а к —это константа скорости данной реакции, не зависяшия от концентрации веществ. Эту константу легко найти из графика. ОПЫТ 2 Теперь исследуем, как зависит скорость реакции от концентрации серной кислоты. Используем деления на стаканчике для кислоты, разбавляя ее последовательно водой, а тиосульфата будем брать постоянное количество. Результат удивителен: с разбавлением кислоты скорость реакции не меняется! Такие случаи не редкость. В нашем опыте идет сложная ) В химических кабинетах новых школьных зданий сейчас устанавливают по два вытяжных шкафа. Это, конечно, лучше, чем ничего; но два шкафа — это всего лишь два рабочих места, а в классе учится 35—40 человек. Как же тут быть во время лабораторных работ? При достройке нашей школы мы решили выйти из положения таким образом: вместо вытяжных шкафов сделали окна-вытяжки. Своими силами отодвинули внутренние окон- реакция, и ее продукт (сера) выделяется не сразу при непосредственных столкновениях молекул тиосульфата и кислоты И вообще реакции, где продукты получаются сразу, очень мало. Вот как можно записать нашу реакцию; Na2S203 ^ 2Na+ + S2C>5~; s2o^- + н+ zi hs207; HS20^ ^ HSOJ + S; HSO J + S2o|~-> -> HS20^ + SOg". Если внимательно рассмотреть эти реакции, станет ясно, что роль серной кислоты сводится только к образованию на второй стадии ионов НБгОз". А две последние повторяющиеся друг за другом реакции и дают продукты — серу и сернистую кислоту, причем уже без ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ШКАФ БЕЗ ШКАФА ные рамы в глубь класса до уровня стены, внизу сделали открывающиеся створки, а в верхней части внешней рамы установили вентилятор, продающийся в магазинах электротоваров. У каждого такого окна-вытяжки могут работать два человека; в классе четыре окна, и поэтому сейчас во время лабораторных работ опыты могут делать одновременно восемь Учащихся. Таким образом, нам одно- всякого участия серной кислоты. Но в такой сложной последовательной реакции какая-нибудь стадия протекает медленнее остальных. В нашем случае — последняя. Именно ее скорость мы по сути дела и замеряли. Представьте себе, что груз надо перевезти из одного города в другой. Их разделяет река, через которую ходит старенький паром. Что толку в том, что к берегу и от берега груз везут быстроходные автомобили? Скорость доставки все равно будет определять самый медленный участок. Последняя стадия нашей реакции — это тот же тихоходный паром. Ну а если бы реакция была простой и продукт получался бы при непосредственном столкновении молекул? Тогда уравнение скорости выглядело бы так: W = k [А]. [В]. И. ЛЕЕНСОН временно удалось увеличить число рабочих мест, освободить в классе довольно значительную площадь и сэкономить немалые средства (два вытяжных шкафа стоят 432 рубля, а четыре вентилятора обошлись нам всего в 48 рублей). Надо думать, что наш опыт заинтересует многих преподавателей химии и строителей. Учитель химии Кадиевской средней школы № 15 М. Я ПОВЗНЕР
«...ЗНАМЕНИТЫЕ ВО ВСЕМ СВЕТЕ» Как звучит этот колокол, слышал каждый человек в нашей стране. А вот видели его — даже на фотографии,— наверное, далеко не все. Перед вами — часовой колокол кремлевских курантов, самый большой из тридцати пяти колоколов Спасской башни Кремля. Дважды в сутки, утром и в полночь, звучит по радио знакомый всем перезвон курантов, а потом раздается бой часового колокола. Специально для Спасской башни в начале XVII века мастера отлили тринадцать колоколов (остальные были добавлены позже) Вот как отзывался о кремлевских часах триста лет назад заезжий человек по имени Павел Алеппский: «Над воротами возвышается громадная башня, высоко возведенная на прочных основаниях, где находятся чудесные городские железные часы, знаменитые во всем свете своей красотой и устройством и громким звуком своего большого колокола, который слышен не только во всем городе, но и в окрестных деревнях, более чем на 10 верст». А делали колокола в то время так: лепили восковую модель, украшали ее резьбой, потом заформовывали, а воск выплавляли. Вытекший воск взвешивали, чтобы знать, сколько взять металла: вместо фунта воска брали 12—14 фунтов сплава. Сплав же состоял из меди и олова, причем меди в нем было вчетверо больше. Для лучшего звона иногда добавляли небольшое количество серебра. Весит часовой колокол кремлевских курантов 2160 кг. О. ЛЕОНИДОВ Фото Н. РАХМАНОВА
ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ КАК ПОЛУЧИТЬ РАДУГУ, СИДЯ ЗА СТОЛОМ Сейчас, когда солнце светит особенно ярко, самое время заняться оптическими явлениями. Многие из них используются в химических исследованиях; пожалуй, самое красивое и доступное связано с поляризацией света. Для опыта надо заготовить штук пятнадцать одинаковых квадратных пластинок из тонкого стекла, размером примерно 5 X 5 см. Их можно нарезать из старых фотопластинок, удалив с них эмульсию горячей водой. Сложите стопкой 8—10 нарезанных пластинок и обмотайте их с торцов изоляционной лентой, чтобы не рассыпались. Это — поляризационная стопка. На одну из оставшихся пластинок насыпьте несколько кристалликов гипосульфита (продается в фотомагазинах) и осторожно нагрейте, пока все кристаллики не расплавятся. Накройте второй, тоже разогретой пластинкой, чтобы образовался тонкий прозрачный слой расплавленной соли. (Если слой получается непрозрачным, добавьте к кристалликам каплю воды.) Вскоре, по мере охлаждения, начнется кристаллизация соли, за которой, кстати, очень интересно следить через увеличительное стекло. Приготовьте несколько таких образцов. В ясный солнечный день положите на стол лист черной бумаги, а на него — чистое тонкое стекло. Держа поляризационную стопку за торцы, сядьте так, чтобы сквозь нее видеть отражение неба в лежащем на столе стекле (см. рисунок). Теперь, меняя наклон стопки, а также расстояние от глаза до стола, добейтесь, чтобы отражение неба померкло как можно сильнее. Для этого надо смотреть через стопку под очень острым углом, а саму стопку прикрыть экраном или просто сложенными пальцами. Свободной рукой возьмите приготовленные образцы с гипосульфитом, поместите их между столом и поляризационной стопкой и рассматривайте, поворачивая в разные стороны. Кри- ста лы засияют всеми цветам и радуги! Очень красивые картины получаются также, если разглядывать таким образом тонкие прозрачные пластинки слюды — можно взять слюдяные кружочки из перегоревших ламп большой мощности или из старых радиоламп. Если вас заинтересует объяснение этого явления — полистайте учебник физики или какую-нибудь популярную книжку по оптике. Заметим лишь, что явление, которое вы наблюдали, широко используется, например, при исследовании кристаллов. Таким способом можно, в частности, точно определить температуру плавления веществ: в то самое мгновение, когда твердое становится жидким, «радуга» исчезает. И. ИЛЬИН
Эксперимент, о котором пойдет речь, был поставлен в конце прошлого года в Марселе. Двух козлов продержали в кессоне на глубине 300 метров и спустя тридцать часов животных доставили на поверхность живыми н невредимыми. Но зачем загонять козлов под воду? В Марселе испытывали новый способ регенерации воздуха — с помощью перекиси калия. Это вещество позволяет не только избавиться от углекислого газа, но — что не менее важно — получать кислород. Сейчас мы коротко скажем о химической сущности способа, а если вы почему-либо не любите (или еще не знаете) химических формул, пропустите следующий абзац. Сначала в присутствии влаги, которая, как и углекислый газ, выделяется при дыхании, идет первая реакция: 2КОг+ + Н20^2КОН + 3/202. Образовавшаяся гидроокись калия и поглощает углекислоту: 2КОН + СО? -> К2С03 + Н20. Одновременно углекислый газ действует непосредственно на И бумагу, и хлопчатобумажные ткани делают из волокон одной и той же природы, только для бумаги нужны короткие волокна, для тканей, напротив,— длинные. И в то же время изготовление бумаги—намного более производительный процесс. Одна бумагоделательная машина дает за минуту 1200 метров бумаги, ткацкий станок — только 5—6 метров ткани. Уже давно существует производство нетканых текстильных материалов так называемым клеевым методом. Клеевым он назван потому, что волокна прочно связываются с помощью синтетических клеев. Такие ткани можно изготовлять на бумагоделательных или близких к ним по конструкции ЧТО НОВОГО В МИРЕ козлы В ПОДВОДНОМ ОТСЕКЕ ВЫБРОСЬТЕ ПЛАЩ, ДОЖДЬ КОНЧИЛСЯ!.. перекись, и при этом также выделяется кислород: 2КОг + + со2-^к2со3 +3/2о2 Из одного килограмма перекиси калия теоретически должно образоваться при атмосферном давлении 237 литров кислорода. Последующие испытания в кессоне, где находились уже люди, показали, что содержание и кислорода н углекислого газа в отсеке остается практически постоянным. После 13-часового испытания состояние здоровья двух экспериментаторов было хорошим. Возможно, удастся создать скафандры с перекисью калия. Тогда водолазам и спортсменам можно будет брать с собой совсем небольшие баллоны со сжатым воздухом — ведь атмосфера в скафандре будет восстанавливаться.' Или же, если баллоны будут все-таки большими, то человек сможет пробыть под водой очень долго. Впрочем, все это пока предположения. Эксперимент на Средиземном море продолжается. А. ГРИНБЕРГ машинах. Получается своего рода прочная и водостойкая бумага. Недавно было предложено применять нетканые текстильные материалы для очень дешевых изделий одноразового применения: использовал и сразу выбросил. Например, для плащей, зонтов и галош, которые можно купить, когда начинается дождь, и, придя домой, отправить в мусорное ведро. Или для детских пеленок, или для купальников — если забыл свой дома. Из такой полуткани-полубумаги можно делать постельное белье для инфекционных больниц, которое безопаснее выбросить, чем стирать. А. КОЗЛОВСКИЙ
А ПОЧЕМУ БЫ И НЕТ! ИММУНИТЕТ: СВОЕ И ЧУЖОЕ По некоторым подсчетам в человеческом организме содержится около 10 000 различных белков. В каждом из этих белков аминокислоты расположены в строго определенной генетически обусловленной последовательности; в свою очередь последовательность аминокислот совершенно однозначно задает пространственную архитектуру белковой молекулы и функцию, которую она выполняет в живом организме. При этом малейшее нарушение первичной структуры белковой цепи ^ (скажем, замена одной аминокислоты на другую) приводит к резкому изменению ее высших структур и, как следствие, биологической функции. Поэтому ничего нет удивительного в том, что у живых существ одного вида одни 'и те же функции реализуются с помощью одних и тех же белков; более того, подчас даже у очень далеких видов одни и те же вещества играют одну и ту же роль. Но тогда тем более удивительно, что организм совершенно безошибочно отличает свой белок от точно такого же белка другой особи того же вида! Это явление — иммунитет — породило немало гипотез. Согласно одной из них, распознавание чужеродных белков происходит с помощью так называемой иммунологической метки: организм каким- то образом метит свои белки и затем по этой метке их безошибочно распознает. Но вот беда: как можно метить белковые молекулы? Изменив их структуру? Но тогда изменятся и функции, а они должны оставаться неизменными. Получается, что организм метит белки, ничего в них не меняя... А почему бы не предположить, что метятся не белки, а сами аминокислоты? Метятся так, что метка не влияет на структуру и функции белка, но распознается организмом-хозяином. В пользу такого предположения говорит то, что на 20 аминокислот приходятся 64 кодирующие тройки нуклеотидов ДНК (кодонов), а также, что на каждую аминокислоту приходится по 2—3 транспортных РНК, непосредственно участвующих в построении белковой цепи. Зачем нужна эта избыточность? Ведь в живой природе не существует бездействующих механизмов: они давно бы исчезли в ходе безжалостной эволюции. Так может быть, избыточность генетического кода как раз и служит для того, чтобы могли распознаваться какие-то изомерные формы аминокислот, чередованием которых организм и метит свои белки? Простой расчет показывает, что только 60 из 64 кодонов, несущие информацию о трех изомерных формах 20 аминокислот, способны обеспечить синтез 3,5-109 оригинальных в антигенном отношении белков — независимо от их аминокислотного состава, структуры, физико-химических и биохимических свойств. Но что могут представлять собой эти гипотетические изомеры? Вопрос приходится оставить открытым. Может быть, эта изомерия возникает при замене атомов легкого водорода на дейтерий, может быть, тут играет роль поворотная изомерия— заторможенность свободного вращения боковых углеводородных цепей аминокислот... Можно предвидеть возражения, которые вызовет эта гипотеза. Но можно надеяться, что она принесет и пользу. По этому поводу стоит вспомнить слова видного иммунолога Ф. Бернета о том, что четко сформулированная мысль, пусть и ошибочная, приближает рождение более правильной. Кандидат медицинских наук Д. Ю. АНДРИЯШИК
ПОРТРЕТЫ АРНЕ ТИЗЕЛИУС В Германии вплоть до XVIII века химию часто называли «Scheidekunst» — искусство разделения; эквивалентные термины существовали в голландском и скандинавских языках. В конце октября 1971 года в Стокгольме в возрасте 69 лет скончался непревзойденный мастер этого искусства — выдающийся шведский ученый, лауреат Нобелевской премии профессор Арне Тизелиус. Тизелиус изучал химию, физику и математику в Упсальском университете, где в 1925 году стал сотрудником знаменитого физика Т. Сведберга, создателя ультрацентрифуги. Работа у Сведберга и определила направление всей последующей научной деятельности Тизелиуса: он всецело посвятил себя разработке тонких физических методов разделения сложнейших природных соединений — биополимеров и биорегуляторов. Вещества этого рода — ферменты, токсины, антитела, гормоны, нуклеиновые кислоты — обычно очень нестойки; они легко разрушаются даже в условиях наиболее щадящих химических манипуляций, принятых в аналитической и препаративной химии природных соединений. Вместе с тем в биологических объектах встречаются неимоверно сложные смеси подобных веществ, различающихся своей физиологической активностью, но часто крайне сходных по физическим и химическим признакам. Над разделением подобных смесей трудились многие поколения биохимиков; ценой огромной затраты сил они добивались весьма скромных успехов. Общепризнанная заслуга Тизелиуса заключается как раз в том, что он разработал теорию и практические способы разделения и характеристики биологически активных веществ (особенно высокомолекулярных) на основе тонких индивидуальных различий в их молекулярно- физических свойствах — таких, как размеры молекул, их масса, электростатические свойства и т. д. Докторская диссертация Тизелиуса, которую он защитил в 1930 году, была посвящена исследованию белков сыворотки крови с помощью электрофореза — метода разделения молекул, основанного на различии их подвижности в электрическом поле. Созданный Тизелиусом аппарат для измерения электрофоретиче- ской подвижности белков путем наблюдения за перемещением оптических границ сделал его имя всемирно известным. С помощью своего прибора Тизелиус охарактеризовал главные электрофорети- ческие фракции белков сыворотки — альбумин, а-, р- и у-глобулины, а также их подфракции. За эти работы Арне Тизе- лиусу впоследствии была присуждена Нобелевская премия по химии. В 1938 году Тизелиус организовал при Упсальском университете первый в Швеции институт биохимии, который и возглавлял около тридцати лет. Институт сосредоточил всю свою деятельность на создании методов и аппаратуры для мо- лекулярно-физического фракционирования и исследования биополимеров и биорегуляторов; вскоре в этой области институт стал ведущим международным центром. Изо всех стран сюда стекались биохимики, иммунологи, а также работники смежных областей для изучения новых методов и работы над собственными специальными задачами. Не раз проходили стажировку в этом институте и советские ученые. Благодаря тесному сотрудничеству между институтом Тизелиуса и промышленными предприятиями — фабрикой лабо-
Арне Тизелиус A902—1971)-- выдающийся шведский ученый, создатель многих современных физико-химических методов исследования природных соединений раторного оборудования LKB (Стокгольм) и фирмой «Pharmacia» (Упса- ла) — разработанные в институте аналитические и препаративные методы воплощались в первоклассные приборы и вспомогательные материалы, которые быстро получали широкое признание во многих странах. Львиная доля препаративных и аналитических методов, обеспечивших в последние десятилетия блистательные успехи химии природных соединений, биохимии и молекулярной биологии, берет начало в основополагающих исследованиях Арне Тизелиуса, его ближайших сотрудников и учеников. В подтверждение сказанного достаточно назвать лишь некоторые важнейшие экспериментальные новшества, созданные или принципиально усовершенствованные в упсальской школе биофизической химии. Это, в первую очередь, различные модификации электрофореза; теория и техника адсорбционной, распределительной и ионообменной хроматографии; фракционирование веществ методами гель-фильтрации через декстраны (сефадексы); новейшие работы Упсаль- ского биохимического института по препаративному и аналитическому фракционированию при помощи полимерных нерастворимых афинных (в том числе и иммуноспецифических) сорбентов и многие другие. Тизелиус пользовался известностью и международным авторитетом не только за внесенный им неоценимый вклад в современную физическую и биологическую химию, но и за неустанную научно- общественную деятельность. На протяжении четверти века он занимал руководящие посты в таких организациях, как Нобелевский фонд, Нобелевский комитет по химии, Шведская Королевская академия наук, Международный союз теоретической и прикладной химии, Пагуошское движение. Арне Тизелиус был не только превосходным исследователем и талантливым организатором, но и яркой, привлекательной личностью. Каждый, кто с ним встречался, сохранит память о его такте и обходительности, гуманности, мягком юморе, мудром и благожелательном внимании к мнениям и нуждам тех, кто к нему обращался. Академик А. Е. БРАУПШТЕЙН
БОЛЕЗНИ И ЛЕКАРСТВА ПО ОДНОЙ ТАБЛЕТКЕ ПЕРЕД ЕДОЙ... «А не все ли равно, перед едой или после?» — нередко рассуждает больной, раглядывая рецепт, где указано, когда принимать прописанное лекарство. Нет, далеко не все равно. От времени приема в сильной степени зависит действие многих лекарств. Вот, например, широко известный аспирин — ацетилсалициловая кислота. Что произойдет, если принять таблетку аспирина после сытного обеда? Во-первых, пройдет гораздо больше времени, прежде чем лекарство попадет в кровь и вместе с ней доберется до больного органа. Ведь лекарственные препараты, как и большинство других веществ, всасываются в основном в кишечнике. А после обеда поступление лекарств в кишечник замедляется: им нужно сначала миновать переполненный желудок, а на это нужно время. Но дело даже не в этом,— важнее другое. Во время еды в желудке выделяется большое количество пищеварительного сока, имеющего кислую реакцию. А многим лекарствам встреча с кислотами решительно противопоказана. Тот же аспирин под действием желудочного сока превращается в смесь уксусной и салициловой кислот — раздражающих веществ, вредно действующих на слизистые оболочки желудка и кишечника. Претерпевшее такое превращение лекарство приносит уже не пользу, а вред, особенно при систематическом неправильном употреблении. Например, при лечении ревматизма, когда больные принимают аспирин подолгу и в больших дозах, неправильный его прием может привести к воспалительным заболеваниям желудка и кишечника. Желудочный сок опасен не только для аспирина. После еды нельзя принимать антибиотики (особенно пенициллин в таблетках), многие лекарства, имеющие в составе своих молекул эфирные и гликозидные связи, в частности сердечные гликознды. Установлено, например, что целебное действие препаратов дигиталиса (наперстянки), если их принимать после еды, снижается примерно в 10 раз, а препараты ландыша, строфанта, морского лука целиком теряют лекарственную активность. Эти лекарства могут принимать после еды только больные с пониженной или нулевой кислотностью желудочного сока. Более устойчивы к действию пищеварительных соков лекарственные средства минерального происхождения, и их обычно можно безбоязненно принимать после еды. Но и здесь есть исключения. К их числу принадлежит, например, хлористый кальций, который прописывают чаще всего при кровотечениях или при аллергических состояниях. Те, кому приходилось принимать хлористый кальций, знают, что эта горькая жидкость сильно раздражает слизистые оболочки желудка н кишечника, и пить ее натощак очень противно. Поэтому часто больные стараются
принимать хлористый кальций после еды. И напрасно. Правда, желудочного сока хлористый кальций не боится. Но в процессе пищеварения образуются и другие вещества, в частности жирные кислоты. Взаимодействуя с хлористым кальцием, они образуют нерастворимые соли — кальциевые мыла. В результате ионы кальция, и без того с трудом проникающие в кровь, совсем теряют эту способность. Некоторые лекарства могут взаимодействовать в желудке и Дрезденский профессор Ман- фред фон Арденне полагает, что по чисто химической причине: из-за перекисления нервной ткани избытком молочной кислоты. С давних времен в медицине считалось общепризнанным, что первопричина всякой боли— давление. Давление в физическом смысле слова: если вам пожали руку, то это очень небольшое усилие на единицу поверхности; если вас колют иглой, то давление на единицу поверхности оказывается около четырех килобар, по-старому — 4000 атмосфер. В более сложных случаях (болит голова, или живот, или зуб) причина считается той же, усложняется только механизм передачи силового воздействия на ту или иную нервную клетку. По мнению фон Арденне, хорошо известные медикам и анатомам клетки Шванна, иэ которых состоят оболочки нервных волокон и стволов, с различными составными частями пищи — ферментами, кислотами, солями, а если вы перед обедом выпьете рюмку,— то и с алкоголем. И иногда такие сочетания оказываются опасными. Итак, большинство лекарств лучше всего принимать в тот момент, когда в желудке и кишечнике нет ни пнщи, ни пищеварительных соков, то есть за 30—40 минут до еды или спустя 3—4 часа после нее. Правда, нужно иметь в виду, что у людей с повышенной кислот- КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПОЧЕМУ БОЛИТ? служат не только для защиты нервов, а являются своего рода мембранными фильтрами, регулирующими поступление глюкозы из кровеносных сосудов к нервным клеткам. Его опыты подтвердили, что в организме поступление глюкозы к нервным окончаниям может увеличиваться или уменьшаться независимо от ее концентрации в крови. Если же этот мембранный барьер поврежден или перестал действовать, то глюкоза ностью даже в это время в желудке может быть некоторое количество кислого желудочного сока, поэтому таким больным перед приемом лекарств, разрушающихся в присутствии кислот, рекомендуют пить щелочную минеральную воду типа «Боржоми», или просто питьевую соду. Как видите, строгие предписания врачей о времени приема лекарств имеют глубокий смысл... С. СТАСОВ беспрепятственно проникает в клетки нерва, в них образуется гораздо больше молочной кислоты, и мы ощущаем это как боль. Такая теория легко объясняет, например, почему усиливается зубная боль, если на поврежденный зуб попадает сладкое. Или менее известную вещь — что больные диабетом, сахарной болезнью, ощущают обыкновенный укол медицинского шприца сильнее, чем остальные люди, у которых содержание сахара в крови много ниже. Найдет ли эта химическая теория подтверждение в исследованиях других ученых — покажет будущее. Если бы она оказалась верна, то появилась бы новая возможность бороться с хроническими болями, искусственно снижая содержание глюкозы в организме. И. МЭМИКЕ, Агентство АДН, Берлин
ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ФИНИКОВАЯ ПАЛЬМА В песчаных степях аравийской земли Три гордые пальмы высоко росли... М. Ю. Лермонтов Финиковую пальму люди возделывают с незапамятных времен. Историки считают, что первыми научились разводить финиковые сады шумеры девять тысячелетий назад. Многие века жизнь народов Северной Африки и Ближнего Востока целиком зависела от финиковой пальмы. Египтяне, арабы, персы, евреи обожествляли это растение, слагали о нем стихи, изображали его на монетах. До сих пор в государственном гербе Саудовской Аравии высится финиковая пальма над скрещенными саблями. Финиковая пальма — мощное, стройное дерево, достигающее 30—40 м в высоту и живущее до 120—150 лет. Вершина его увенчана кроной длинных D—6 м) голых листьев. За месяц на дереве вырастает один новый лист и отмирает один старый — благодаря этому финиковая пальма служила в Египте своеобразным живым календарем. После отмирания листьев на стволе остаются основания черешков, которые плотным слоем окутывают ствол, оберегая его от холода. Финиковая пальма — растение двудомное: женские цветки растут на одних деревьях, а мужские — на других. Опылять женские цветки приходится обычно искусственно: пыльцу с мужских соцветий стряхивают над цветущими женскими метелками или же соцветия, сорванные с мужских деревьев, подвязывают в крону женских деревьев. Пыльца финиковой пальмы способна сохранять свои оплодотворяющие свойства до 10 лет. Пользуясь этим, древние садоводы хранили сорванные мужские соцветия про запас на случай условий, неблагоприятных для цветения, Разведение пальмы — процесс весьма трудоемкий. Главное, что для этого необходимо,— вода. Недаром арабы говорят: «Царица оазиса купает ноги свои в воде, а прекрасную голову — в огне солнечных лучей». А добыть воду в пустыне не так просто. Часто для того чтобы приблизиться к воде, роют в песке воронки на глубину до 12 м и в них сажают пальмы. Именно здесь, в пустынях Северной Африки, были изобретены артезианские колодцы, которые облегчили поливку. Финиковая пальма способствовала развитию в пустыне культурного земледелия. В тени, которую дают ее мощные листья, выращивают овощи, цитрусовые, виноград, маслины, хлебные злаки — здесь они защищены от палящего солнца. Финики созревают на пальме довольно медленно. Сначала плоды начинают желтеть, через месяц достигают величины вишни и полностью созревают лишь спустя еще два месяца. Одно дерево дает в среднем около 50 кг плодов. В разных местах финики поспевают в разное время года: в Египте — обычно в конце июля, а в оазисах Сахары и на западе Северной Африки — в октябре. Вот как описывают очевидцы сбор урожая фиников в Триполи: «Был конец октября, и приморский ветерок играл пальмовыми ветвями, под которыми сверкали огромные, медного цвета гроздья плодов, отяжелевших от времени, влаги и солнца. Чтобы с них не упал ни один финик, зреющие гроздья опутали рыболовными сетями, концы которых привязали к ветвям. А вскоре по улицам стали ходить люди с тележками на двух колесах; они звонили в колокольчики, предлагая прохожим купить свежие финики. Это несколько терпкие на вкус оранжево-красные, словно лакированные плоды. Такими их никогда не видит глаз европейца- потребителя».
Финики очень вкусны, питательны, полезны. В мякоти подсушенных плодов содержится до 70% сахара, до 2,5% жирных масел. Единственный их недостаток— отсутствие органических кислот и дубильных веществ, чем и объясняется приторный вкус фиников. Финики — самые калорийные плоды: 1 кг их дает более 2800 калорий, что соответствует суточной потребности человека в энергии при умеренно тяжелой работе. Финики — хлеб пустыни. Неурожай финиковой пальмы, вызванный нападением саранчи, муравьев, птиц, продолжитель- 62 ными дождями и т. д., для жителей пустыни так же страшен, как неурожай хлеба в Европе. В древности во время войн уничтожение финиковых пальм, принадлежащих противнику, считалось подвигом — точно так же, как в Европе, например, взятие укрепленного замка. До сих пор финиковая пальма остается основным кормильцем значительной части обитателей пустынь Северной Африки и Аравии. Арабы считают, что хорошая хозяйка должна уметь в течение месяца каждый день готовить из фиников новые блюда. Плоды идут в пищу в свежем виде, вареными и высушенными, с верблюжьим жиром, молоком, мясом. Очищенные от косточек финики прессуют в брикеты и продают как хлеб. В дело идут и косточки. Если их размолоть, то получается хороший корм для домашних животных. Поджаренные и размолотые косточки — отличный суррогат кофе. Выжатый из свежих фиников сок называют финиковым медом. При его брожении получается очень вкусное пальмовое вино. Вино можно добыть и непосредственно из ствола пальмы. Для этого под кроной листьев на верхушке ствола 80—90-летней пальмы проделывают отверстие, в которое вставляют деревянную трубку. Из нее начинает вытекать голубовато-белый молочный сок, который пьют как освежающий напиток. На воздухе он быстро начинает бродить и превращается в вино. Съедобна и сердцевина молодых деревьев: она имеет приятный мучнистый вкус. Правда, лакомство это очень дорого, так как при вырезании сердцевины дерево погибает. Листья финиковой пальмы широко используют для покрытия крыш; из сухих
волокон плетут веревки, корзины, мешки, из черешков делают палки. Размолотые и перемятые, как пакля, волокна черешков используются в качестве набивочного материала. Арабы очень ценят верхушечные почки и цветочные побеги пальмы, которые известны под названием пальмовой капусты. Заквашивая их особым образом, приготовляют еще одно лакомство—■ «пальмовый сыр». Крупнейшая финиковая страна мира— Ирак. На его плантациях растет около 35 миллионов деревьев, а урожай фиников достигает 350 тысяч тонн в год. В больших масштабах разводят финиковые пальмы в Саудовской Аравии, Алжире, Иране, ОАР. В нашей стране работы по акклиматизации финиковой пальмы ведутся на юго-западе Туркмении, в Кызыл-Атреке. А. ФРИДМАН — В наших магазинах продаются только прессованные финики с косточками. А вывозятся ли они в каком-нибудь другом виде? — Да, часть фиников экспортируется после удаления косточек. Иногда их еще прессуют с орехами — миндальными или грецкими. Но мы таких фиников не закупаем. Можно было бы еще ввозить свежие финики, но их нужно доставлять самолетами, а это дорого. — Как относятся к финикам наши потребители? Велик ли спрос? — Скажем прямо, не очень. Особенно в европейской части страны, в центральных областях. Тут дело отчасти в том, как ими торгуют: финики продаются у нас без расфасовки, иногда вместе с овощами, хотя этого делать нельзя: финики — продукт прямого потребления. Из-за этого реализация фиников, которые поступают в СССР в основном в первом квартале года, затягивается иногда до лета, и тогда финики засахариваются, особенно если хранятся в неподходящих услови- О ФИНИКАХ, КОТОРЫЕ МЫ ПОКУПАЕМ, рассказали корреспонденту «Химии и жизни» в конторе консервированных фруктов и овощей Всесоюзного объединения «Союзплод- импорт» ях. Значительно большим спросом пользуются финики в Средней Азии: там их считают большим лакомством и покупают целыми ящиками — варят из них варенье, готовят начинки для пирогов, просто так едят, даже в плов кладут. Пока что Средняя Азия — основ- нон потребитель фиников, которые мы импортируем. — Может быть, покупатели просто не знают, что делать с финиками? Просто так их есть — на вкус слишком сладко. А что нз них можно готовить? •— На Ближнем Востоке из фиников готовят множество блюд, кондитерские изделия, сиропы, джемы. Можно предложить читателям хотя бы вот такие рецепты. Финиковый салат. Смешайте чашку яблочного повидла, полчашки измельченных орехо в, полчашки фиников без косточек, полчашки майонеза, полчашки сливок и чайную ложку сахара, разложите небольшими порциями на листья салата. Фруктовый салат с финиками. На листья салата разложите 2—3 дольки апельсина, 2 дольки грейпфрута, 2—3 ломтика груши, 8—10 фиников; в центре положите 50 г нарезанного кусочками плавленого сыра, брынзы нли творога, полейте столовой ложкой майонеза. Пирог из фиников. Чашку измельченных фиников залейте чашкой горячей воды, добавьте чайную ложку соды и 2 столовых ложки масла, остудите. Добавьте чашку измельченных орехов, взбитое яйцо, чашку сахара, четверть чайной ложки соли, полторы чашки муки. Тщательно размешайте, выложите на смазанный маслом противень н пеките при 325° С не меньше часа. Печенье. 3/4 чашки сахара смешайте с 2/з чашки жира или топленого масла; добавьте взбитое яйцо, четверть чайной ложки соды, полчашки сметаны, полторы чашки муки, по четверти чайной ложки гвоздики, корицы, мускатного ореха, соли, 3А чашки измельченных фиников и полчашкн измельченных орехов. Тщательно размешав, раскатайте, разрежьте на кусочки, положите на смазанный маслом противень и пеките 15—20 минут.
ЧТО МЫ ПЬЕМ ЧЕМ УТОЛИТЬ ЖАЖДУ Недавно в нашей стране проведены интересные исследования, позволяющие выбрать наиболее рациональный химический состав напитков для употребления в условиях жаркого климата. Установлено, что при перегревании человеческий организм, оказывается, испытывает повышенную потребность в органических кислотах — лимонной, молочной, аскорбиновой, а также солях калия и кальция. Поэтому лучше всего утоляют жажду напитки, содержащие 0,1—0,2% кислот, 0,025% солей калия и кальция и 0,25— 0,5% сахара. Кисло пей, через край не лей... Из русских пословиц Жаркий летний день в городе. Нестерпимо печет солнце, от домов и асфальта пышет жаром. Пот градом катит по лицу, во рту все пересохло. Мозг сверлит одна- единственная мысль: скорее бы выпить холодной воды! И вы пьете. Но проходит немного времени, и жажда возобновляется с прежней силой... А ведь есть люди так называемых горячих профессий — сталевары, кузнецы, которые круглый год работают, как в самое жаркое лето. Рабочие горячих цехов за смену могут терять с потом больше пяти литров воды! Сколько же воды должны они выпить за свой рабочий день, чтобы утолить жажду и сохранить работоспособность? До недавнего прошлого медицина мало что могла предложить людям для борьбы с жаждой и перегревом организма. Разве что посоветовать пить подсоленную воду — это задерживает выведение жидкости из организма. Однако те, кто пил такую воду, знают, что это удовольствие ниже среднего. Ничего утешительного на этот счет не содержит и последняя инструкция для рабочих горячих цехов, разработанная специальным комитетом группы экспертов Всемирной организации здравоохранения. Рекомендуется опять-таки пить в изобилии прохладную воду, а в случае изнурительного потоот-
деления (больше 5 л в сутки) — принимать таблетки поваренной соли или цщъ все ту же подсоленную водичку. И в то же время врачи с полным основанием предостерегают, что слишком обильное питье вредно: оно влечет за собой повышенную нагрузку на сердце и почки... Поиски рационального водно-питьевого режима при перегреве продолжались. И вот недавно советские гигиенисты выработали совершенно новую точку зрения. Как это ни парадоксально, одной воды для полного утоления жажды в жару, оказывается, вовсе недостаточно. Эксперименты на животных и в дальнейшем на человеке показали, что в таких условиях организму нужны, кроме того, небольшие количества солей калия и кальция, а главное органических кислот (прежде всего лимонной и аскорбиновой). Зачастую такой «солевой аппетит» значительно преобладает над жаждой воды. Можно было предположить, что лучшим средством от жажды будут специальные растворы или же природные напитки, содержащие не только поваренную соль, но и эти необходимые организму вещества. Применение таких растворов или напитков должно было решить и другую проблему — ограничение количества потребляемой в жару жидкости. И действительно, первые же эксперименты подтвердили это предположение. Рабочие горячих цехов Горьковского автозавода, получавшие вместо воды 0,1 %-ный раствор аскорбиновой кислоты, теряли с потом вдвое меньше жидкости и гораздо лучше себя чувствовали. Еще более благотворное действие оказывал обыкновенный вишневый отвар... Путь к решению проблемы был ясен. Оставалось только выбрать, что же лучше всего взять за основу — напитки типа вишневого отвара, зеленого чая или кваса (ведь в нем тоже много органических кислот) или специально приготовленные растворы заданного химического состава? Изучением этого вопроса занялись сотрудники Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова Б. Г. Афанасьев и В. А. Жестовский. Определив химический состав различных напитков и, в частности, уточнив соотношение в них солей кальция и калия и органических кислот, ученые предприняли целую серию экспериментов. В одном из них, например,
пять испытателей почти месяц жили в пустыне и работали по 5 часов в день под палящим солнцем при средней температуре в тени 36,3° С. Для утоления жажды им по очереди предлагали 0,2% -ный раствор лимонной кислоты (с добавлением по 0,025% КС1 и СаС12), 1%-ный раствор алычевого экстракта, обычный хлебный квас и простую водопроводную воду. Сначала в растворы и воду добавляли сахар, но от этого пришлось отказаться, потому что такие смеси утоляли жажду гораздо хуже. И неудивительно: потребление жидкостей, содержащих больше 1% сахара, всегда повышает уровень основного обмена в организме, а значит, и усиливает перегрев. Самую высокую оценку из всего предложенного ассортимента получили растворы алычевого экстракта и лимонной кислоты, 100—200 г которых утоляли жажду на полчаса и уменьшали интенсивность потоотделения, не повышая температуру тела. В то же время, выпив хлебного кваса или воды, испытуемые обливались потом и уже через 5 минут снова хотели пить. Другой эксперимент был проведен в условиях тропического климата — в термокамере при 38° С и относительной влажности 70—80%- Восемь добровольцев сидели в камере по 4 часа в день на протяжении девяти дней. И они отдали явное предпочтение тому же раствору лимонной кислоты с солями. Но с одной поправкой: уже на третий день испытатели стали жаловаться, что раствор слишком кислый, и начали разводить его водой. Пришлось внести коррективы в состав раствора: количество кислоты и солей уменьшили вдвое, и это по ходу эксперимента пришлось делать несколько раз. Очевидно, потребность человека в солях и органических кислотах может изменяться — происходит тепловая адаптация организма. Но несомненно одно: чем сильнее жара, тем больше должно быть в напитках для утоления жажды кислот и солей и тем меньше — сахара. Публикуя свои результаты на страницах медицинской печати, исследователи адресовали их, конечно, специалистам. Но некоторыми из их выводов может воспользоваться на практике и каждый читатель журнала. С. МАРТЫНОВ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ ВМЕСТО ФАКЕЛА — КОСТЕРОК. ПОЧЕМУ! Однажды, делая опыты, я нечаянно уронип на рабочий стоп каплю спирта. Я решил поджечь ее, но каково было мое удивление, когда вместо маленького факела, как я ожидал, образовался целый костерок. Пожалуйста, объясните, что здесь произошло. А. Щербаков, Аткарск Саратовской обл. Капля спирта упала на лабораторный стол. Что с ней будет дальше? Какую форму она примет? Предположим, что жидкость не смачивает крышку стола. Тогда на каплю действуют две силы. Одна из них — внешняя. Это притяжение Земли, та самая сила тяжести, которая заставила каплю сорваться со стеклянной палочки и упасть на стол. Если бы никакие другие силы не действовали на каплю жидкости, она бы расплылась в мономолекулярный слой. Но на самом деле этого не происходит. Почему? Потому что кроме тяжести на содержимое капли действуют и другие силы, в частности силы взаимного притяжения. Молекула в центре капли испытывает это действие со всех сторон, силы уравновешиваются. А вот молекулу, которая находится вблизи поверхности капли, силы межмолекулярного притяжения тянут внутрь, и если бы действовали только они, все молекулы расположились бы вокруг центра капли на одинаковом расстоянии и капля стала бы шаром. Это и есть поверхностное натяжение, как бы стремящееся сократить поверхность капли до минимума. Итак, форме капли зависит от того, какая сила больше. Если поверхностное натяжение сильнее, капля больше похожа на шар; для примере достаточно вспомнить, как выглядит ртуть, вылившаяся из случайно разбитого градусника. Если поверхностное натяжение невелико, капли (например, спирта) выглядят более плоскими. Когда спирт подожгли, жидкость нагрелась, а с повышением температуры поверхностное натяжение уменьшается, поэтому капля еще больше растеклась, сила тяжести пересилила, и вместо маленького факела, которого ожидал экспериментатор от горящей капли, получился целый костерок.
Чудище обло, озорно, огромно, стозевно и лайяй... В. К. Тредиаковский Бок о бок с нами живут миллиарды крыс; хуже того, на Земле крыс больше, чем людей. Основая часть их поголовья— это пасюк, сильная серая крыса. Черные крысы, в прошлом наводнявшие города и веси, уцелели лишь кое-где. Черные крысы (на самом деле они буроватые) глупее пасюков, которые скорее рыжие, чем серые. Если вы поймали крысу и затрудняетесь определить, к какому виду она принадлежит, воспользуйтесь советами зоологов. Они уверяют, что у серой крысы хвост короче туловища, а у черной — длиннее. Если у вашей крысы хвост из- за травмы окажется некондиционным, то и в этом случае все-таки можно удовлетворить любознательность. Если ухо, пригнутое к морде, не достает до глаза, то вы имеете дело с п асюком. А если достает, то перед вами незадачливый родственник пасюка — черная крыса. Но и пасюк не пуп земли. В Индии водится такая здоровенная крыса, перед которой и пасюк пасует — вес ее около килограмма, соответственно велики и ее зубы. Крысам присуща высокая способность к размножению. ЗЕМЛЯ И ЕЕ ОБИТАТЕЛИ СКАЗАНИЕ ! О КРЫСЕ И слава богу — их жизненный путь ограничен шестью годами. Хорошо и то, что борьба за существование или человек в среднем через два года отправляют крысу в загробный мир. По другим данным, среднестатистическая крыса погибает быстрее — через шесть месяцев. Но и за эти месяцы грызуны успевают причинить нам массу неприятностей и наилучшим образом устроиться в этом мире. Так, пасюки, живущие в холодильниках, крупнее своих товарищей с зернового склада. И не зря: чем больше размеры тела, тем легче бороться с холодом. Крысы угрожают не только нашему благополучию. Они вредят биосфере: чрезмерное размножение одного вида всегда нарушает равновесие в природе. В Ирландии они съели всех болотных лягушек, а на датском острове Дегат из-за крыс исчезли птицы. Подобные печальные сообщения поступают из самых разных районов. И неизвестно на ком лежит большая вина — на крысах или на нас. Крыс снабжают едой помойки, магазины, склады, жилые дома, сточные трубы. В том, что они слишком расплодились, человек виноват еще и потому, что мешает жить их естественным врагам — совам, аистам, цаплям, хорькам, ласкам, скунсам и змеям. Конечно, сова или цапля жить в подвале не будут. А вот заменить лаской или хорьком изнеженную домашнюю кошку стоило бы: практика показала, что только три из двадцати котов и кошек отваживаются сойтись с крысами нос к носу. КАК КРЫСЫ СЛЕДУЮТ ПРАВИЛУ: «ОДИН ЗА ВСЕХ — ВСЕ ЗА ОДНОГО» Крыса, загнанная в угол, борется до последнего. В критической ситуации она первой бросается даже на фокстерьера, мертвой хваткой вцепляется в собачий нос, и мотается на нем, как пиявка. А когда крыс много, они зашишают друг друга. В Московском зоопарке они шли в атаку иа филина, стараясь вырвать из его когтей свою подругу. Могучая птица рвала их одну за другой. Но возбужденные криками жертв, все новые и новые пасюки шли на смертный бой... Быт крыс основан иа иерархии, а иерархия — на страхе
перед более сильными особями и перед местным диктатором — самой главной крысой. Несмотря на аракчеевский режим, а, может, и благодаря ему, в крысином обществе (популяции) есть элементы взаимопомощи — ясли для малышей и снабжение пищевым довольствием старых слепых крыс. И при всем этом крысы могут без зазрения совести сожрать хворого собрата. С их точки зрения это благо — другие не заболеют... Иногда по непонятным причинам (то ли из-за холода, го ли из-за несоблюдения правил личной гигиены) несколько зверьков прочно склеиваются хвостами. Образуется «крысиный король» — многоголовое, многоногое чудовище. Считают, что такое бывает только у черных крыс. Король раздобыть себе пропитание не может и переходит на полный пансион своих поданных. И поданные кормили его годами. Король до конца дней привязан к месту. А вот крысы с обычными хвостами не прочь и погулять. Несколько лет назад по Нью-Йорку шлялась крысиная толпа под предводительством Чарли — так полицейские окрестили самую матерую крысу. В 1966 году сотни тысяч крыс в Таиланде тоже почувствовали охоту к перемене мест. Они разгуливали по стране, переплывали реки. (Крысы плавать не любят, но при нужде поймают и рыбу.) Конечно, самыми головокружительными путешествиями крысы обязаны нам — корабли и поезда развезли их почти по всей планете. Но в общем крысы домоседы. Хвостатая семья владеет уча стком р адиусом в 150—200 метров. И здесь оии ие бегают как попало. В зданиях придерживаются стен, плинтусов или труб. На открытом месте тоже есть постоянные пути сообщения; они усеяны пометом н легко заметны. Если'сюда забредет посторонняя крыса, ее ждут большие неприятности. Крысы, как и многие другие животные, больше верят носу, чем глазам. Однажды поставили простой опыт. Поймали несколько грызунов и посадили их в новое место. Там они приобрели местный аромат. Когда длиннохвостых вернули под родной кров, они пахли не так, как раньше, и дома вместо дружеских рукопожатий их ждала смерть. Нюх у крыс неплохой. Вот тому еще одно доказательство. Как-то заметили, что крысы ощущают рентгеновские лучи. Ничто живое вроде не может обонять такое излучение, и все же феномен существовал. Недавно было получено правдоподобное объяснение — крысы чувствовали не сами лучи, а молекулы озоиа, который лучи порождали. Впрочем, крысы используют свой нос не только в качестве газоанализатора. Иногда он выполняет роль приманки. МОГУТ ЛИ КРЫСЫ БЫТЬ СТРАШНЕЕ ВОЙНЫ? Это случилось в Кировогр адской области, на свиноферме. Поросята, родившиеся крепышами, вдруг объявляли голодовку, худели и умирали. Выяснилось, что есть они не могли из-за рваных ран языка. Это убедило авторитетную комиссию в том, что «факт отсутствия кончиков языков у поросят является следствием механического вмешательства со стороны людей». Местная прокуратура возбудила уголовное дело. Ферму взяли на замок. А поросята продолжали гибнуть. Тогда устроили засаду прямо на месте преступления — возле свиноматок. Ночью дежурные увидели нечто странное. Когда свиноматка легла на бок и начала кормить поросят, в станке появились крысы. Они забрались на свинью и расселись против головок сосущих поросят. Как только поросенок терял сосок, сидящая напротив крыса быстро подставляла ему свой нос. Поросенок натыкался на него и раскрывал пасть... Столь же изощренно крысы орудовали на продуктовом складе в Донецке, откуда стали сотнями пропадать куриные яйца. Милиционеры видели, как ночью злоумышленники обнимали яйца передними лапками и осторожно опускали их из ящика на пол. А потом подталкивая мордочкой и лапами, аккуратно катили к норе. Говорят, что в других местах крысы работают в паре — одна обнимает куриное яйцо всеми лапами и ложится, нежно прижимая его к себе, а другая буксирует ее за хвост. Совесть крыс отягощают и незаконные валютные операции: в их норах находили драгоценности, металлические и бумажные деньги. Причем монеты были сложены в столбики по стоимости. Вряд ли крысы понимают толк в бухгалтерии, скорее всего они раскладывали деньги по величине, чтобы ровные блестящие колонки украсили интерьер: крысам, как и другим животным, свойственна какая-то патологическая тяга к блестящему. Вообще, серые мародеры не пропускают ничего, что плохо лежит или бегает. Они нападали даже на слонов, прикованных цепями. Утром на ноги гигантов было страшно взглянуть. А сколько коров и лошадей пострадало от крыс! Грызуны кусали их в морду, чтобы отогнать от корма. Если лошади упрямились, их кусали и за ноги. Множество человеческих душ крысы погубили, разнося заразу.
Полагают, что от чумы погибло больше людей, чем во всех войнах нашего тысячелетия. Выходит, что крысы страшнее войны. В эпидемиях чумы была виновата черная крыса. Но и пасюк не безобиден: чтобы перечислить распространяемые им заболевания, не хватит пальцев. И это ие все. Каждый пасюк съедает в год 12 килограммов продуктов и столько же делает негодными к употреблению- Крысы умудряются промышлять даже подсолнечное масло из бутылей, разбить или опрокинуть которые не в силах. Разделавшись с пробкой, члены банды поочередно опускают хвост в масло, а потом слизывают его друг у друга. Считают, что крысы ежегодно пожирают 33 миллиона тонн риса и хлеба. Из-за крыс человечество вынуждено содержать колосальнейшую сеть портовых и городских противочумных станций. В одной из публикаций Всем ирной организации здравоохранения говорилось: «Чума пока молчит. Но это не должно заслонять того факта, что она ныне занимает куда более выгодные для наступления позиции, чем когда-либо раньше... Чума — это болезнь будущего». ЩЕЛКНИ КРЫСУ В НОС — ОНА МАХНЕТ ХВОСТОМ Пока поведение крыс соответствует афоризму Козьмы Пруткова. Мы щелкаем их по носу изощреннейшими способами, а они только хвостами помахивают— поголовье их не снижается. Старые опытные крысы не отступают ни перед какой ловушкой. Они трясут ее до тех пор, пока не вылетит приманка или не сорвется пружина. Но если в приманке яд, старая бестия испачкает ее пометом, чтобы бестолковая молодежь ие подвергала свою жизнь опасности. Крысы пожирают все съедобное, но особо они любят молоко и тыквенные семечки. Если в эти лакомства положить яд, например углекислый барий или стрихнин, то они выберут из своей среды самую голодную крысу, стоящую на низшей ступени в иерархической лестнице. Она и отправится дегустир ов ать соблазн ител ь- ные продукты. Если ей станет плохо, крысы, не тронув приманки, отправятся по делам. Крыс травят газами (например, фосгеном), жгут огнеметами, в канализационную сеть укладывают электрические провода под напряжением. Местность заливают ядовитейшими веществами и все же отправить на тот же свет более 95% крыс данного р айон а редко когда удается. А это означает, что через год — два они опять вер- пут себе место под солнцем: крысихе ничего не стоит несколько раз в год подарить миру по десятку малюток. А малютки через два месяца сами могут стать папами и мамами. Была бы еда. Хорошо, что существует еда, от которой кр ысы и икогда не отказываются. Уже полтора тысячелетия серые разбойники охотно едят морской лук (Urginea maritima), хотя трапеза оканчивается для них параличом задних ног. Едят они и смесь из солода и негашеной извести. Негашеная известь в животе превращается в гашеную, а крыса — из живой в мертвую. Есть и вещества, к которым крысы испытывают отвращение. Например, они терпеть не могут запах чернокорня. Алкалоиды из его листьев действуют на нервную систему грызунов, так сказать давят им на психику. Не любят крысы и ультр азвука. Звук с частотой в 20 килогерц заставляет их нервничать, бояться друг друга; иногда среди грызунов вспыхивает грызня. Однако, ни чернокорень, ни ультразвуковые пугала не решат проблему: крысы просто уходят в другое место. А избавляться от них надо повсюду. С ними пытались воевать по-всякому. В Латинской Америке мальчишек пускали в кино, если в окошечко кассы смуглая ручоика протягивала пучок крысиных хвостов. На Яве новобрачные платили государству налог в 25 крысиных хвостов, а обменять там удостоверение личности можно было лишь с помощью пяти хвостов. Не помогло... СПРАВИТСЯ ЛИ С КРЫСАМИ БИОХИМИЯ? Недавно биохимики создали коварнейшую отраву. Отраву замедленного действия. Отраву без запаха и вкуса — антикоагулянты. Съев нх, крыса чувствует себя в полной спортивной форме. Идут дни. У крысы распухают лапы, возникают внутренние кровоизлияния. Через десять-двенадцать дней она умирает от потери крови. Смерть неизбежна — антнкоагулянты не дают крови сворачиваться. Животное умирает от первой пустяковой царапины. И даже мертвецы не настораживали живых—они не выделяли никакого запаха, и, начисто лишенные крови, были тверды как деревяшка. Думали, что крысам больше не жить. Не тут-то было. Принцип действия антикоагулянта сводился к блокировке фермента тромбина — яды не давали синтезироваться протромбину в печени крыс. Антикоагулянт, например кума- фен, попав внутрь крысы, занимал место витамина К. А протромбин образуется только при помощи витамина К. Но вот в Шотландии, появились крысы-мутанты. Новый мутантный ген не дает ку-
мафену вытеснять витамин К. И теперь, несмотря на заградительный барьер из других сильнейших ядов, потомство этих сверхживучих крыс оккупирует Англию со скоростью 4,6 километра в год. Кумафе- иоустойчивые крысы появились и в Дании... Против крыс надо придумать что-нибудь похлеше. Скажем, сделать так, чтобы жизнь им стала не по зубам. Если их зубы перестанут расти, то за неделю резцы, покрытые твердой эмалью только спереди, сотрутся до тла. А беззубая крыса не страшна даже кошке. И другая радужная картина. Представьте, что крысиные зубы растут быстрее, чем сейчас. Крысам, чтобы закрыть рот, приходится стачивать их днем и ночью. И они вымирают сами по себе от бессонницы... Шутки шутками, а воевать с серыми мародерами надо по- иному. Выдержат ли они гормональную войну? Первые донесения с этого поля битвы пока обнадеживаюши: гормон местронол не влияет на само- Есть памятники собакам — жертвам и помощникам ученых. Сооружен памятник лабораторной лягушке— объекту многочисленных исследований биологов. Вполне возможно, что будет поставлен памятник и белым крысам: студенты и м аститые профессор а п ровели над ними не меньше опытов, чем над лягушками. С памятником следует поторопиться — сейчас идут дебаты, после которых белые крысы могут оказаться ие у дел: довольно много исследователей пришло к выводу, что эти животные более не пригодны для все усложн яющихся экспериментов. чувствие крыс, которые его съели. Но исподволь местронол делает свое дело — потомство крыс, наевшихся приманки с добавкой этого гормона, бесплодно. Значит, во втором поколении крысиная семья должна вымереть. Ну что ж, подождем подтверждений, ЛОЖКА МЕДА В БОЧКЕ ДЕГТЯ Мы хотим сжить крыс со свету. А вдруг, они играют какую-то положительную роль в биосфере? Нет. Специалисты решительно подписывают им смертный приговор, заявляя, что без крыс живой природе будет лучше. И все же они на Земле останутся не только в зоопарках: крысы — удобнейший объект для медицинских экспериментов, они восприимчивы к большинству заболеваний, от которых страдаем и мы. Десятки миллионов крыс ежегодно кладут свои животы на алтарь науки. Итак, есть польза и от крыс. Но уж больно горька эта ложка меда в бочке крысиных злодеяний. Карьера белых крыс началась в 1822 году, когда стало модным разводить крысиных альбиносов, приручать их и держать дома. Вскоре это хобби из Англии перекинулось во Францию, Голландию и Германию. Говорят, что для научных опытов белых зверьков впервые употребили в 1856 году в одной из больниц Парижа: на крысах испытали лекарственные химиопрепараты. Всего через 15—20 лет работа медицинских лабораторий мира стала немыслима без этих подопытных животных. Вслед за крысами пришли в лабораторию и белые мыши. В нашем веке грызунами Бо льш ин ство людей крыс иначе чем мерзостью не называют. Но не надо все красить в черный цвет. Прирученная крыса становится милым шалунишкой. Она чистоплотна и легко дрессируется. Крыса хорошо ведет себя за пазухой хозяина, чинно пьет чай за общим столом, одобрительно пощелкивает зубами в такт симфонической музыке и отворачивается от динамика, когда хрипит джаз. Немного усилий— и пасюк покажет вашим гостям уморительные штуки: подаст шлепанцы, будет стоять иа часах с ружьем — щепочкой за спиной, упадет замертво, если ребенок направит в его сторону игрушечный пистолет. И даже похожие на мучения, бурные детские ласки ие заставят пасюка обнажить зубы. Зубы, которые принесли, приносят и будут приносить людям страдания, если во взаимоотношениях с крысами человечество не добьется какого- то перелома. С. КРАСНОСЕЛЬСКИЙ вплотную занялись ие только фармакологи, но и физиологи, биохимики, онкологи, психологи. Множество учреждений включили в статьи своих расходов суммы на содержание белых крыс. Много крыс понадобилось и генетикам, особенно в последвие двадцать лет. И вот в кульминационный момент научной карьеры белых крыс, их вдруг предлагают отдать в зоопарки или детские «живые уголки». За что же такая немилость? Больше пятидесяти лет трудились крысы на ниве экспериментальной психологии. И вдруг неблагодарные психологи внесли первую ноту сомнения в на- ПРИГОВОР БЕЛЫМ КРЫСАМ
учиую ценность экспериментов с альбиносами. Психологи утверждают, что альбиносы, давно оторванные от естественной среды, ослабли. Их характер резко отличается от необузданного нрава серых сородичей. Они привыкли получать, а не добывать пищу. Одомашненные крысы и биологически отличаются от диких. Их средний вес на 20% выше, однако мозг, щитовидная железа и надпочечники белых крыс меньше, чем у серых. Основной вывод таков: «Лабораторные крысы выродились биологически. Следовательно, продолжать с ними опыты — весьма рискованно. Можно зайти в тупик». Все чаще случается, что опыты с каким-либо раздражителем вызывают бурную деятельность серых крыс и закрепление у них определенных навыков, а белые крысы в этих экспериментах теряются и предпочитают лечь спать. Не случайно, что теперь серых грызунов считают более удобными зверьками для изучения наследственных способностей к обучению. Одному английскому психологу принадлежит выражение: «Белые крысы — тупицы и меланхолики, а серые — четырехногие Эдисоны». К психологам прислушались фармакологи и генетики. Неко- НОВОСТИ ОТОВСЮДУ МОРОЗ ВМЕСТО НОЖА Известно, что застуженное горло — вещь мало приятная. Но нет правил без исключений: иногда мороз помогает в лечении горла... Недавно в Центральном институте усовершенствования врачей под руководством профессора И. Потапова испытан торые из пи,\ убедились, что человек способствовал генетическому вырождению белых крыс. Ибо лабораторные животные были искусственно выключены из сложной (и необходимой!) борьбы за существование. Кроме того, среди альбиносов брак между родными братьями и сестрами явление более частое, нежели у диких сородичей- Возможности передачи по наследству физической слабости, слабоумия и низкой сопротивляемости микробным заражениям у альбиносов выше, чем у серых крыс. Поэтому химико-фармацевтические оп ыты тоже н адежнее ставить на серых крысах, а не на белых. В особенности испытание иммунодепрессантов — препаратов, препятствующих отторжению пересаженного органа или ткани. Выяснилось, что реакция организма белых крыс на эти вещества искажает истину. Более точную картину действия иммунодепрессантов дают серые грызуны. Сходные вещи выяснились и при проверке химических препаратов против злокачественных опухолей, в частности сложных органических ядов. Проверка их действия на белых крысах не дала ожидаемых результатов. А опыт, поставленный на обезьянах, был НОВОСТИ ОТОВСЮДУ новый метод удаления нёбных миндалин у больных хроническим тонзиллитом. Сущность метода — в воздействии чрезвычайно низких температур. Миндалины замораживают, прикладывая к ним специальный аппликатор, внутри которого циркулирует жидкий азот с температурой —196° С. Замороженные ткани в течение успешным Само собой понятно, что на обезьянах массового опыта не проведешь — слишком дорогое удовольствие. И тогда онкологов выручили серые крысы... Заводы бытовой химии выпускают все новые и новые моющие порошки, аэрозоли, пятновыводители, средства против насекомых, долговечные краски... Все они должны пройти всестороннюю проверку, в том числе и на возможность вредных аллергических последствий и на токсичность. Серые грызуны и здесь могут стать незаменимыми. Их здоровая реакция скажет химикам «да» или «нет». В некоторых странах начали изготовлять пищевой белок из нефти, творог из диких бобовых растений, макароны из белка водорослей, искусственный сахар и питательную муку из микробов. Как скажется эта еда на наших желудках, пока не ясно. Так вот, если выбирать белых или серых крыс, то синтетическая пища может пройти достоверную проверку только на последних. Итак, приговор белым лабораторным животным вроде бы произнесен. Г. Д. МАЛИНИЧЕВ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ двух-трех недель отмирают и отторгаются. По сообщению «Медицинской газеты» E января 1972 г.), операция была проведена у 150 больных. Операция легко переносится, в ходе ее не возникает кровотечения (что особенно важно при плохой свертываемости крови), а вероятность осложнений очень мала.
МОНАРХИ, СОЙКИ И МИМИКРИЯ Спросите кого-нибудь из знакомых, знают ли они, что на свете есть ядовитые растения? Вы сразу же получите утвердительный ответ. Спросите далее: зачем растению тратить энергию на синтез ядовитых соединений, не нужных для обмена веществ? Скорее всего ответ будет уклончивым. Что-нибудь вроде: «Чтоб не ели коровы». На самом деле ситуация сложнее. Ядовитые вещества, порождаемые растениями,— это всего лишь звено в запутанной цепи взаимодействий, связывающих млекопитающих с растениями, растения с насекомыми, а насекомых с птицами и зверями. Среди флоры, вырабатывающей яды для отпугивания животных, есть и Ascle- pias curassavica. Яд этих растений используется в фармакологии как сердечное средство: это так называемый карде- нолид. Но прием этого лекарства дает побочный эффект. Он вызван активизацией мозгового центра, ответственного за рвоту. Опыты над позвоночными животными показали, что доза карденоли- дов, вызывающая рвоту, равна примерно половине смертельной. Выходит, что природа позаботилась о том, чтобы животное, съевшее ядовитое растение, не погибло, чтобы оно освободило желудок от яда. Однако есть существа, которые преспокойно питаются Asclepias curassavica,— это личинки и бабочки семейства данаид, в которое входят знаменитые тропические монархи и королевы. Эти бабочки не только спокойно дегустируют отравленные растения, но и используют усвоенный яд для отпугивания своих врагов — насекомоядных птиц. Специальные исследования, пишет журнал «Scientific American» A969, № 2), показали, что в теле бабочек, гусеницы которых поедали ядо- 73 витые растения, действительно содержатся карденолиды: калактин, калотропин и калотоксин, то есть те же, что и в Asclepias curassavica. ф Может показаться, что взаимоотношения насекомоядных птиц и бабочек просты: птицы избегают ядовитых бабочек и все тут. Однако дело не так просто. Видов растений Asclepias curassavica десятки, и не все из них ядовиты. Если бы гусеницы и бабочки усердно питались только на ядовитых растениях, то очень скоро они столкнулись бы с дилеммой: голодная смерть или введение в меню неядовитых растений. Бабочки выбрали последнее. Как же удалось установить этот вовсе не очевидный факт? Весьма интересным способом, суть которого в следующем. Чтобы выяснить степень ядовитости бабочек, их ловили, высушивали, толкли в порошок и, смешивая с желатином, приготовляли шарики. Эти шарики скармливали голубым сойкам, которые обитают бок о бок с монархами и королевами. Птицы заболевали, если бабочки были ядовиты. По длительности и интенсивности заболевания соек (в пересчете на вес одной бабочки) можно было судить о степени ядовитости бабочек. Оказалось, что есть вполне съедобные, совсем не ядовитые бабочки и что есть монархи и королевы, наоборот, столь ядовитые, что одной особи достаточно, чтобы отравить девять птиц. Так, приготовляя корм для птиц из бабочек, выросших на различных видах Asclepias curassavica, удалось выяснить, что и ядовитые и не ядовитые растения служат пищей гусеницам и бабочкам данаид.
ф Птицы избегают ядовитых насекомых, не едят их. Как они этому научились? И вообще, как животное определяет, что годится в пищу, а что нет? Неопытному, «наивному» животному почти все, что его окружает, представляется съедобным. И новичок пробует все. На этом этапе животное называют «обжорой». Убеждаясь, что часть пищи вызывает неприятные или болезненные явления, «обжора» начинает ассоциировать внешние признаки такой пищи с неприятностями, отвергает ее. Животное превращается в «гурмана», знатока. В нашем случае голубые сойки становятся знатоками одним из следующих трех способов. Первый — наиболее простой. Птицы ловят всех бабочек подряд, не разбираясь. Когда попадется ядовитая, она вызовет рвоту, и сойка избавится от несъедобной пищи. Но это неэкономично и из-за бесполезно затраченной энергии, и потому, что теряется ранее съеденная доброкачественная пища. Второй способ. Птицы тоже ловят все подряд, но, прежде чем съесть бабочку, отщипывают маленький кусочек и пробуют, пока не убедятся в съедобности пойманного насекомого. Именно так вели себя сойки в лаборатории, когда их сначала кормили вполне съедобными бабочками, а потом такими же по внешнему виду, но ядовитыми. А потом снова неядовитыми. Сбитые с толку голодные птицы, прежде чем съесть бабочку, долго пробовали ее, не рискуя проглотить. Этот способ научения тоже связан с большими затратами энергии и времени. Третий способ самый экономичный и самый распространенный в природе: птица отвергает несъедобную бабочку сразу, ориентируясь только на ее внешний вид. Опознание несъедобной пищи по виду выгодно и хищнику и жертве. Кроме того, этот способ открывает широкие возможности для мимикрии. Неядовитые, а следовательно, и беззащитные бабочки в ходе естественного отбора обзаводятся окраской ядовитых и приобретают новые шансы для выживания. Но в этом случае в рассматриваемой нами системе (хищник— несъедобная модель — съедобная подделка) подделка не должна встречаться слишком часто: иначе равновесие в системе будет нарушено. Можно замаскироваться и по-другому: надо стать похожим вообще на всех несъедобных насекомых. Природа как бы заботится о том, чтобы не утруждать птиц запоминанием множества форм и окрасок ядовитых бабочек. Очевидно, и этот вид мимикрии выгоден и для хищников и для их жертв. ф А наши монархи выработали некую новую форму мимикрии— автомимикрию. Среди монархов есть все градации ядовитости— от полной съедобности до полной несъедобности. Но ведь бабочки принадлежат к одному и тому же виду! Не говорит ли это о том, что автомимикрия гораздо совершеннее, ибо она основана не на сходстве, а на подобии? Расчеты показывают, что защита популяции от хищников, где несъедобна только половина членов, почти так же совершенна, как и в случае 100% несъедобности. Выходит, что питание не только ядовитыми растениями (вместе с автомимикрией!) дает бабочкам почти такие же шансы для спасения, как и питание исключительно ядовитой флорой. Пищевые ресурсы вида при этом существенно возрастают. При отлове бабочек монархов в естественных условиях обнаружено, что только 24% из них ядовиты. Именно это минимальное количество необходимо для эффективной защиты вида от насекомоядных птиц. На Тринидаде монархи и королевы семейства данаид обитают вместе. Здесь ядовиты 65% монархов и только 15% королев. Зато сходство монархов и королев в этой местности куда выше, чем где бы то ни было. Эти два вида бабочек демонстрируют нам сложные отношения мимикрии. В самом деле: Неядовитые королевы имитируют ядовитых монархов и неядовитые монархи маскируются под ядовитых королев: 1-й вид мимикрии. Ядовитые монархи и королевы имитируют друг друга: 2-й вид мимикрии. Неядовитые королевы имитируют ядовитых королев и неядовитые монархи — ядовитых монархов: автомимикрия. Вот к таким далеко идущим эволюционным и экологическим последствиям для бабочек приводит то, что некоторые растения синтезируют ядовитые для позвоночных (!) вещества. Б. СОКОЛОВ
Пишут, что... ...коровы, пасущиеся в районах с избыточным содержанием молибдена в почве, страдают от недостатка другого микроэлемента — меди («Veterinary Record», т. 90, стр. 11)... ...под действием лазерного излучения удается со скоростью взрыва проводить необычные химические реакции («Письма в ЖЭТФ», т. 14, стр. 251)... ...американская панцырная щука дышит воздухом («Respiration Physiology», т. 11, стр. 285)... ...в Институте физики высоких давлений АН СССР создается сверхмощный пресс, с помощью которого, возможно, удастся получить металлический водород («Природа», 1972, № 3, стр. 9)... ...современные цезиевые часы могут ошибиться на одну секунду лишь за 100000 лет непрерывной работы («Bild der Wissenschaft», 1972, стр. 2!3)... .. никто не знает, почему воробей прыгает, а не ходит (неопубликованные данные)... ...«мускалюр» — половое привлекающее вещество комнатных мух — имеет строение цис- трикозена-9 («Science», т. 174, стр. 76)... ...принципиально возможно по- сгроить летательный аппарат, отталкивающийся от пустого пространства («Знание — сила», 1972, № 3, стр 32).„ ...8 процентов человечества страдает головными болями («Наука и жизнь», 1972, № 3, стр. 105)... ...конденсацией разреженных паров воды при —218° С удалось получить аморфный лед («Proceedings of the National Academy of Sciences», т. 69, стр. 98)... ...гормон, регулирующий окраску человеческой кожи, способствует улучшению внимания и зрительной памяти («Physiology and Behaviour», т. 7, стр. 893)... ...на определение химического состава запаха свежего воздуха затрачено около 20 лет исследовательской работы («Природа», 1972, № 3, стр. 13)... ...старение связано с неконтролируемым накоплением в организме атомов металлов («Знание — сила», 1972, № 3, стр. 27)... ...протоны и нейтроны не обладают сложной внутренней структурой, подобной структуре атома («Bild der Wissenschaft», 1972, стр. 211)... ...один из наиболее нелепых пережитков прошлого — это система присуждения ученых степеней («Наука и жизнь», 1972, № 3, стр. 102)... ...раствор фтористого олова уменьшает смачиваемость зубов, что делает их более устойчивыми к кариесу («Journal of Colloid and Interface Science», т. 37, стр. 281)... ...жители Африки научились выплавлять железо из руды задолго до европейцев («Наука и жизнь», 1972, № 3, стр.90)... ...удались первые операции по пересадке мышц у людей, страдающих дефектами лица («Bild der Wissenschaft», 1972, стр. 212)... ...Последовательность нуклео- тидов в цепи ДНК удастся расшифровывать с помощью электронного микроскопа («Знание — сила», 1972, № 3, стр. 13)... ...марсианские полярные шапки состоят из твердой углекислоты («Astrophysical Journal», т. 171, стр. L91).. ...углерод, обнаруженный в кратере Рис, действительно является линейным полимером этого элемента — карбином («Химия и жизнь», этот номер, стр. 20)... ...в цитоплазматических мембранах некоторых бактерий обнаружен пигмент, подобный зрительному пигменту человеческого глаза («New scientist», т. 53, стр. 538)...
vx**?- a AT w
ЧТО ТАКОЕ «ПОБИТЫЕ КАМНИ»? В ЕГО ДУШЕ ТЕПЛИЛАСЬ МЫСЛЬ О ЧУДЕ... В 1829 году русский писатель, историк и археолог В. Тепляков встретил неподалеку от болгарского города Варны шесть громадных каменных колонн, поднимавшихся из песка. И хотя Тепляков предполагал некоторую возможность естественного происхождения этих исполинов, в его душе теплилась мысль о чуде древнего строительного искусства. Вскоре выяснилось, что под Варной не шесть, а великое множество странных столбов. Самые большие из них — шестиметровой высоты и двух с половиной метров в поперечнике. Особенно интриговало естествоиспытателей то, что у каменных исполинов нет никакого твердого основания. Колонны, «зависшие» в сорокаметровой песчаной толще, падали на бок, как только ветры и дождевые воды уносили из-под них песок. Не случайно необычную колоннаду под Варной стали называть «Побитыми Камнями». В сороковых годах нашего века появилась довольно остроумная гипотеза, согласно которой когда-то поверх песка, где ныне торчат колонны, лежали слои известняка. И дождевые воды, просачивавшиеся сквозь них, насыщались известью. Где-то в песчаной толще под известняковым сводом один за другим повисали сталактиты. Впоследствии пласт известняка был разрушен, а песок, окружавший колонны, смыт водами и выдут ветром. Так «Побитые Камни» очутились на поверхности. С этой точкой зрения не согласились советский палеонтолог Л. Давиташвили и софийская исследовательница К. Заха- риева-Ковачева. Они высказывали пред- 7i положение о том, что колонны под Варной— это инкрустационные оболочки вокруг стволов ископаемого приморского леса. СНАЧАЛА — СТИХИЙНЫЕ БЕДСТВИЯ... Леса, окаменевшие на корню, встречаются и на нашем и на прочих континентах, и неподалеку от поверхности, и на большой глубине. В Таджикистане в юрских отложениях долины реки Ягноб друг над другом расположились шесть этажей окаменевшего леса. Все говорит о том, что эти деревья вместе со свежими следами динозавров между ними были неожиданно погребены мощными селевыми потоками. На Кавказе по окаменевшим лесам на склонах Аджарского хребта можно восстановить картину древнего вулканического извержения. Под тяжестью пепла в субтропическом лесу отрывались листья, падали ветки с пальм, лавров, платанов, кленов. Валились деревья. Ливневые потоки довершили разгром. А лавовый андезитовый чехол, казалось бы, навсегда прикрыл погребенный лес. Еще более впечатляющая картина видна в обрыве речной долины Иеллоустон- ского национального парка США: пятнадцать вулканических пеплопадов засыпали пятнадцать упрямо возрождавшихся лесных массивов. А вот неподалеку от Бомбея лес погубило землетрясение. Оно погрузило деревья в море на десятиметровую глубину. Этот подводный лес виден потому, что оказался в стороне от береговых течений, перемещающих миллионы кубометров песка. Могучие леса оказывались под водой и в центре материков, где катастрофически быстро заболачивалась местность.
При медленном наступлении болот деревья редко умирают стоя — они подгнивают и падают. Леса, оставшиеся на корню и погребенные болотами, есть в Донбассе, на Урале и в других местах. Геологические процессы погрузили их в толщу земной коры и превратили в месторождения бурого или каменного угля. Геолог, встречавший среди горных пород остатки древних деревьев, может многое о них рассказать. Иные древние стволы из ожелезнеиной древесины по прочности не уступают металлу, другие остатки деревьев пропитаны серным или медным колчеданом, углекислым или фосфорнокислым кальцием, кварцем, опалом и, кто поверит, иногда и серебром... На первый взгляд кажется, что картина окаменения леса ясна: сначала какое- то стихийное бедствие, потом медленные преобразования в толще осадочных пород. Но не будем спешить с окончательными выводами. ЧЕРЕЗ ПЛАЗМУ ВЕЗДЕСУЩИХ МИКРОБОВ... Не все окаменевшие деревья (даже одной и той же породы!) сохраняются одинаково. Часто это зависит от степени насыщения живой древесины минеральными веществами, что в свою очередь обусловлено особенностями химического состава почвы. Окаменение иногда начинается еще на пышущем жизнью дереве, например так происходит поблизости от термальных иеллоустонских источников, богатых кремнекислотой. Корневые волоски выделяют ферменты, которые разрушают минеральные вещества почвы и cnocQ6- ствуют синтезу органо-минеральных соединений, поступающих в стволы деревьев. К сожалению, избирательное поглощение почвенной неорганики и связь между органическим и минеральным веществами в клетках и растительных тканях пока изучены очень мало. Еще менее понятен механизм окаменения мертвых древесных стволов. Раньше думали, что кристаллические минеральные образования полностью замещают органическое вещество. Но даже нацело окаменелая древесина после растворения дает в осадке как будто бы совсем неизмененную органику. Выходит, что минералы не замещают органические вещества, а откладываются в межмолекулярных пространствах древесины. При этом из растительных тканей вытесняется только гигроскопическая вода. А органика как бы консервируется минеральной массой. Однако медленная минерализация сохраняет не все элементы ткани. Те из них, которые сопротивляются проникновению минеральных растворов, обречены на разрушение. Специалисты, изучая шлифы древесины, поняли пока самые заметные особенности роста минеральной массы: она нарастает от клеточных оболочек (поверхность кристаллизации) к ядру клеток. Не менее интересные вещи происходят и с древесиной, неожиданно оказавшейся под водой или под землей. Если деревья попали в зону со сколь-нибудь существенным воздушным обменом, то аэробные грибки и бактерии нередко опережают прямое химическое окисление древесины. Анаэробные микробы набрасываются на деревья в «безвоздушных» условиях. Они для своих жизненных функций используют кислород растительных остатков и тем самым увеличивают содержание углерода в измененной древесине, иногда до семидесяти процентов. В конце прошлого века среди естествоиспытателей бытовало мнение, что высокотемпературное обугливание — главный процесс в изменении погребенной древесины. Но когда за эту проблему взялись химики, оказалось, что в основном распад углеводов древесины и синтез ароматических гуминовых соединений угля идет биохимическим путем, то есть через плазму вездесущих микробов. А когда древесина относительно быстро попадает в зону преобладания геохимических реакций, то кальций, магний и барий связывают гуминовые кислоты, что надолго задерживает трансформацию древних лесов в каменные угли. Разнообразие химических превращений окаменевшего леса, конечно, этим не исчерпывается: многие реакции еще предстоит открыть. И потому пока еще не всегда удается отличить окаменевший лес от других природных образований, ЛЕС ИЛИ СТАЛАКТИТЫ? Болгарский исследователь Д. Пырличев тщательно проанализировал гипотезы о происхождении «Побитых Камней». Он считает, что если бы известковая вода
проникала в песок по трещинам, то образовалось бы нечто похожее на стены, а не на пустотелые цилиндры. И куда же исчезали известковые потоки, если у колонн в песке нет ни оснований, ни ответвлений? Поддерживая Л.Давиташвили и К. Захариеву-Ковачеву, Пырличев считает, что стволы деревьев, окутанные песча- но-глинистыми наносами, могли сами замуровать себя. Они выделяли вещества, которые способствовали образованию каменных футляров. Потом древесина сгнила, оставив внутри колонн цилиндрические полости. И все же — что такое «Побитые Камни»? Лес! Из каменных оболочек странных колонн извлекли множество искривленных известковых трубочек с небольшими утолщениями. Биологи и палеонтологи чехословацких научно-исследовательских учреждений пришли к выводу, что странные трубочки не что иное, как оболочки ходов третичных древесных моллюсков. Моллюсков, которые живут в древесине, называют тередитами, или попросту корабельными червями. Именно эти древоточцы отправили на дно множество деревянных кораблей и, повредив бревенчатые конструкции дамб, едва не затопили Голландию. И здесь в «Побитых Камнях» они оставили свой многоречивый след. При каких же физико-химических условиях внешняя часть стволов сохраняет известковые оболочки ходов древоточцев и теряет все признаки древесины? Как же все-таки окаменел лес под Варной? Л. БАНЬКОВСКИИ, В. БАНЬКОВСКАЯ 79
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ОТКУДА ТОЛЬКО БЕРЕТСЯ ЭНЕРГИЯ... Недавно японские физики зарегистрировали прилет на Землю из космического пространства частицы с колоссальной, ранее не наблюдавшейся энергией — около 4-10*1 эв. (Напомним, что самый крупный в мире ускоритель в Серпухове способен ускорять частицы лишь до энергий 7,6-1010 эв.) Прилетевшая из космоса частица, столкнувшись в атмосфере с ядрами атомов, вызвала целый ливень вторичных частиц, достигших поверхности Земли. Всего в этом ливне было около двух триллионов заряженных частиц. Пришелец, как сообщает журнал «Physical Review Let-" ters» A971, № 23), прибыл примерно оттуда, где находятся радиоисточник, ЗС 409 и пульсар АР 2015+28. Вполне возможно, что - высокоэнергичная частица возникла именно на этих небесных объектах, однако механизм ее ускорения остается предметом дискуссии. НЕПРОНИЦАЕМА ДЛЯ БАКТЕРИЙ, ОТКРЫТА ДЛЯ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ У пористой полипропиленовой пленки «селгард», которая разработана фирмой «Celanese Plastic», очень мелкие открытые поры. Они распределены равномерно и занимают 35% объема пленки. Из патентов известно, что такие ультрамикроскопические поры образуются при молекулярной ориентации пленок, когда их растягивают в двух направлениях. Пленка «селгард» задерживает бактерии и пропускает воздух и пары воды, поэтому она хороша для «дышащих» перевязочных материалов. Она может служить и фильтрующим материалом для очень тонкой очистки. «Селгард» задерживает, например, частицы сажи с размерами менее одного микрона. Еще одно любопытное применение пленки: если между двумя ее слоями положить ткань, пропитанную духами, то получаются очень долговечные сухие духи. СОЛОМА — ОТЛИЧНОЕ УДОБРЕНИЕ В последние годы в США, Канаде и ряде европейских стран пришли к выводу, что солому можно применять как удобрение без предварительного компостирования. Ее «заделывают» в верхний слой почвы. Оказалось, что солома также и отличное защитное средство против эрозии. В Саратовском сельскохозяйственном институте эти сообщения были подвергнуты экспериментальной проверке. В результате опытов установлено,-.,что лучшие удобрения — гороховая и просяная солома (наиболее богатые азотом). Введение этого материала в почву делает ее плодородной на 4 года. Прибавки урожая на таких полях составляют в среднем 10—26%. ИСКУССТВЕННЫЙ МРАМОР делают в Ереванском научно- исследовательском инсти гуте камня и силикатов из смеси порошкообразных отходов натурального мрамора, эпоксидной смолы ЭД-5, полиэтилен- полиамина (отвердитель) и ди- бутилфталата (пластификатор). Смесь формуется под давлением, после чего получается готовое мраморное изделие, остается только отшлифовать его и отполировать. По своим физико-механическим свойствам искусственный мрамор близок к естественному, а плиты его дешевле настоящего примерно на 30%. БУМАЖНЫЕ ЛОДКИ Сотовые конструкции, армированные стеклотекстолитом, давно уже применяют в самолетостроении. Их начали использовать и в производстве морских судов, прежде всего спортивных и рыбацких лодок. Журнал «Chemical Week» сообщает о сотовой конструкции из бумаги «Номекс». Естественно, что эта бумага — синтетическая, ее делают из волокон ароматических полиамидов, стойких к воздействию влаги и ударным нагрузкам. НОВОСТИ В НЕЙРОХИРУРГИИ В настоящее время в нейрохирургии при операциях по устранению дефектов черепа усиленно используют полиэти-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ лен. Раньше для изготовления протезов брали сополимеры стирола с метилметакрилатом, но полиэтилен оказался более эластичным, более удобным при обработке. Перед изготовлением протеза гранулы полиэтилена стерилизуют, прессуют пластинки толщиной 0,5—1 мм и вырезают из этих пластин заготовки нужных размеров. Затем их накладывают на гипсовые формы, соответствующие форме и размеру будущего протеза и формуют при температуре 140° С. После этого за дело берется нейрохирург... ЗАПРЕТ БЫЛ НЕОБОСНОВАН Энзимы, которые способны разрушать органические загрязнения, входят в состав многих моющих средств. Однако более года назад органы здравоохранения США запретили их использование. Сейчас этот запрет отменен. Национальный исследовательский центр дал заключение, что моющие средства, содержащие энзимы, раздражают кожу не сильнее, чем обычные стиральные порошки. Сообщивший об этом журнал «Chimie actualite» A971, № 1455) особо отмечает, что моющие средства на основе энзимов не наносят вреда окружающей среде. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ К СЧАСТЬЮ, ОНИ УМЕЮТ ПРЯТАТЬСЯ... Не так давно в журналах появилось сообщение: в Индии обнаружены два вида млекопитающих, прежде считавшиеся исчезнувшими, — карликовые кабаны и жесткошерстные зайцы. Когда-то они во множестве жили у подножья Гималаев, но, как думали, были перебиты. Теперь их разведением занялись зоологи. В этой истории есть любопытная деталь: звери были замечены после сильнейшего пожара, бушевавшего в лесах Ассама. Вообще-то лесные пожары — страшное бедствие, но этот помог сделать открытие. Итак, даже в густонаселенных районах дикие млекопитающие, к счастью, находят возможность укрыться и остаются незамеченными. И поэтому не следует слишком торопиться с объявлениями о полном исчезновении того или иного обитателя леса. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА В ДОРОЖНОЙ СУМКЕ Сейчас инженеры, исследователи, экономисты постоянно (а многие и ежедневно) пользуются электронными счетно- решающими устройствами. Однако в служебных разъездах специалисты лишены возможности пользоваться этой техникой. Недавно в Японии выпущено миниатюрное счетно-решающее устройство, которое умещается в небольшой сумочке: его размеры всего 22 X 10 X 15 см. Аппарат работает от батареек, результаты вычислений отпечатываются на термочувствительной ленте. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ЕСТЬ ЛИ НЕРВЫ У РАСТЕНИЙ! Считается, что у растений (исключая разве что мимозу) ничего, подобного нервам, нет. Но можно предположить, что необычайная чувствительность мимозы — это лишь резкое проявление свойств, присущих всем растениям. Как сообщает журнал «New Scientist» A972, № 782), в тканях обычных растений удалось обнаружить электрические импульсы, которые длятся от 100 до 400 миллисекунд и следуют друг за другом с десятисе- кундными интервалами. Предполагается, что они синхронизируют процессы в растениях, скажем, распускание цветов. БУМАГОКЕРАМИКА Никакой керамики в этом материале нет (точно так же, как нет ее в металлокерамике). В обоих случаях название связано только с методом производства — спеканием, которым обычно получают керамические изделия. Спеканием, согласно французскому патенту № 1574938, можно получить синтетическую бумагу — из полых полимерных шариков диаметром до полутора миллиметров. Их укладывают тонким слоем и нагревают под небольшим давлением. Так, утверждают авторы изобретения, можно приготовить бумагу из полиэтилена, поливинилхлорида и полистирола.
СНОВА ДЕРЕВЯННЫЕ АВТОМОБИЛИ Помните изобретателя Бабского — героя повести И. Ильфа и Е. Петрова «Светлая личность»? Он изобрел деревянный бицикл, то бишь велосипед. ...Английский конструктор Фрэнк Костин был во время второй мировой войны причастен к созданию деревянных самолетов «Москито». Занявшись впоследствии конструированием скоростных автомобилей, он сохранил приверженность «первому пластику, который изобрел господь бог» (так характеризует древесину сам Костин). В 1959 г. Костин организовал инженерную фирму «Маркое», главными целями которой было создание цельнодеревяиных автомобилей и демонстрация их достоинств на автомобильных гонках. Он был уверен в успехе и имел для этого достаточно оснований. При изготовлении деревянного автомобиля преобладают столярные работы Во-первых, опыт конструирования деревянных самолетов достаточно ясно показал, что фанерная конструкция с напряженной оболочкой может быть и жесткой, и прочной. Во-вторых, древесина не подвержена усталости, которая свойственна всем металлам, особенно при длительных переменных нагрузках — вибрации, дорожной тряске. В-третьих,— и это особенно важно — в момент резкой нагрузки, удара (а такую возможность обязан учитывать каждый конструктор
автомобиля во имя безопасности будущих пассажиров) древесина гнется, поглощает львиную долю энергии удара и в конце концов растрескивается и ломается, эту энергию рассеивая. Металл в подобных ситуациях пружинит: под нагрузкой он прогибается, запасает энергию, а потом высвобождает ее со всеми губительными для пассажиров последствиями. К сказанному можно добавить еще несколько весьма существенных преимуществ древесины перед современными конструкционными материалами. Ее легко обрабатывать, и при этом почти не нужны сложные станки и оборудование. Древесина, как известно, не ржавеет, при добротной пропитке и окраске она очень долговечна. Деревянный автомобиль, потерпевший аварию, нетрудно отремонтировать, пользуясь разнообразными синтетическими клеями (склеивание, несомненно, проще и дешевле сварки). В то же время основательно помятый металлический кузов остается только выбросить. Наконец, деревянный автомобиль легче и металлического, и пластмассового. Конечно, вес конструкции — показатель более важный для самолета, чем для автомобиля, но все же конструкторский принцип «чем легче, тем лучше» действует не только в воздухе, но и на дорогах. Деревянный автомобиль может иметь преимущество в весе даже при запасе надежности 10—15 (вместо обычных 1,5—2). Во-первых, потому, что плотность древесины ниже, чем у металлов и пластмасс. А во-вторых, из-за того, что особо нагруженные участки деревянной конструкции технологически просто усилить. (Справедливости ради, надо сказать, что это достоинство и пластмасс тоже.) Металлический же кузов и в ненагруженных местах волей-неволей приходится делать такой же толщины, как и в местах, на которые падает максимальная нагрузка. По-видимому, этого далеко не полного перечня преимуществ древесины достаточно, чтобы объяснить оптимизм Костина и его коллег. В 1960 г. фирма «Маркое» изготовила первый образец — двухместную спортивную машину из фанеры толщиной 1,5—3 мм и тонких еловых планок, скрепленных водостойкой синтетической смолой. Из-за необычной формы кузова деревянный автомобиль окрестили «гадким утенком». Всего Костин выпустил одиннадцать таких «утят», и они прекрасно зарекомендовали себя в автогонках. Как сообщает журнал «New Scientist» A972, № 779), сейчас уже изготовлено несколько сотен деревянных легковых автомобилей разного типа и вместимости. Все они успешно выдержали испытания и по многим своим автомобильным статям превосходят обычные железные машины. Может быть, изобретатель деревянного велосипеда все-таки был провидцем? И. АЛЕКСЕЕВ У этого автомобиля нормальный современный вид. Никогда не скажешь, что сделан он из «первого пластика, который изобрел господь бог»
•JSKA3KA м. кривич, л. ольгин ПОРА-НЕ ПОРА, ИЛИ ИСТОРИЯ ПЕРВОЙ ПОСАДКИ КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ НА ШЕСТУЮ ПЛАНЕТУ, КОТОРАЯ ВРАЩАЕТСЯ ВОКРУГ ОДНОЙ ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ ЗВЕЗДЫ, НАСТОЛЬКО ДАЛЕКОЙ, ЧТО ЕЕ ПЛОХО ВИДНО НЕВООРУЖЕННЫМ ГЛАЗОМ ДАЖЕ В БЕЗЛУННУЮ НОЧЬ Сначала из люка посадочной капсулы высунулись длинные худые ноги в латаных джинсах. Ноги боязливо ощупали грунт и, убедившись в его прочности, опустились на травку. Куцая курточка была сшита из той же джинсовой материи, ансамбль удачно дополнял шелковый шейный платок. Так был одет Дик. Затем на экране показалась грузная фигура в синем простроченном комбинезоне. Это был Семен Прокофьевич. Третьим на поверхность планеты выпрыгнул юркий, стриженный под скобку, эмалированный «Рекорд», а за ним, лязгая гусеницами, выполз и плюхнулся на резиновое брюхо 7-МЦГ-0,25. Все они одновременно повернулись к люку, и оттуда, чуть касаясь протянутых рук и щупальцев своих спутников, спустилась молодая особа, недурная собой. Это была Лялечка. Теперь можно было считать, что высадка состоялась. Надо ли объяснять читателю, что и Дик, и седоусый Семен Прокофьевич, и очаровательная Лялечка, высадившиеся на поверхность таинственной планеты беэ скафандров, шлемов, кислородных баллонов и прочих столь необходимых в этом деле вещей (которые в технической литературе именуют средствами жизнеобеспечения), не говоря уже о «Рекорде» и тем более о трактороподобном 7-МЦГ-0,25,— надо ли объяснять, что все они были искусно сделанными машинами? Эти машины могли мгновенно рассчитать траекторию любого космического тела и провести спектральный анализ грунта, корректно и достойно вступить в контакт с представителями разумной цивилизации и точно оценить шансы фаворитов на рысистых испытаниях, они умели паять, клепать, точить ножи-ножницы, играть на всех известных музыкальных инструментах, знали десятки языков, логарифмические таблицы и приемы карате. Словом, перечислить все знания, умения и навыки этого замечательного экипажа вряд ли возможно. Но о главном все-таки надо сказать: и грузному Семену Прокофьевичу, и по-юношески самонадеянному Дику, и кокетливой Лялечке, и исполнительному «Рекорду», и даже тугодуму 7-МЦГ-0,25 — всем им в большей или меньшей степени была присуща способность самообучаться, быстро приспосабливаться к неожиданным условиям окружающей среды. Очень важное качество, без которого в далеком космосе пропадешь. Представление главных героев этой истории можно было бы считать законченным, если бы не одно маленькое обстоятельство. Должно быть, не всем читателям, особенно из числа тех, кто получил в свое время только гуманитарное образование, достаточно ясно, зачем придавать машинам, даже самым толковым, человеческий облик. Между тем это очень просто. Во-первых, инопланетяне, неожиданную встречу с которыми никак нельзя исключить, должны сразу же получить представление о том, как выглядят обитатели Земли. Во-вторых, что значительно менее важно, операторам с наземных станций слежения привычней и легче работать с человекоподобными устройствами, нежели с железными ящиками, вроде кассовых аппаратов, только поумней. На сей раз космокосметики превзошли себя. Взять ту же Лялю. Она вышла настолько удачно, что на улице мужчины заглядывались на нее. А за каких-
то три-четыре месяца предстартовой подготовки Ляля получила столько предложений сходить в кино, сколько другой, натуральной девушке с лихвой хватило бы на несколько лет. Словом, внешний облик экипажа ничуть не беспокоил руководителей полета. Если что их и тревожило, так это специальная подготовка машин. А с ней, по правде говоря, не все было ладно. Сначала хотели приурочить высадку к стасемидесятипятилетию освоения Меркурия, потом гнали к ежегодному съезду собирателей марок на космические темы. g5 А в спешке, сами понимаете, какая подготовка... С роботами же, как известно, надо держать ухо востро. Заранее никогда не скажешь, будут ли они точно придерживаться духа и буквы программы или ни с того ни с сего пойдут куролесить по чужой планете, вызывая неразбериху в Центре и раздражение периферийных галактик. Теперь, надеемся, читателям понятно, почему руководители программы не разъехались отдыхать по домам сразу же после высадки, а сидели на Центральном пункте управления, напряженно вглядываясь в мерцающую телевизионную картинку. А на картинке было вот что. ...Экипаж работал слаженно. Семен Прокофьевич отдавал короткие распоряжения, остальные без суеты их выполняли. Дик слил воду из радиатора и проверил уровень масла. Крепыш МЦГ выволок мешки с плутониевыми сухарями и разложил их на клеенке, «Рекорд» левой ногой копал колодец, а Лялечка, убрав рыжие волосы под косынку, протирала тряпкой иллюминаторы. — Хорошо работают,— довольно сказал Директор программы, обращаясь к коллегам, и добавил в микрофон: — Прокофьевич, не забудь погасить свет и скажи МЦГ, чтоб не ел крошки! Впрочем, Директор понимал, что к тому времени, когда его совет дойдет до Прокофьевича, освещение давно уже будет выключено, крошки съедены, а экипаж окажется далеко от капсулы. — Пускай ест,— с нежностью в голосе заметил Главный энергетик,— им горючего на десять лет запасено... После месяцев крайнего напряжения, на Центральном пункте впервые установилась атмосфера благодушия. Главный механик, на всякий случай проверив пульс Дика, вышел перекусить, энергетик отправился спать, а Директор с Психологом, время от времени поглядывая на экран, заполняли в трех экземплярах посадочные талоны, которые надлежало к утру отправить в Комитет по новым мирам на предмет установления приоритета. — Что они там застыли?—вдруг спросил Директор, оторвавшись от бумаг. — Наверное, Прокофьевич решил провести летучку,— неуверенно ответил Психолог.— Рановато что-то... Экипаж собрался в кружок неподалеку от капсулы. Семен Прокофьевич поочередно тыкал в грудь каждому указательным пальцем и что-то резко говорил. Что именно, разобрать было трудно. Вероятно, он раздавал указания. Судя по тому, что Семен Прокофьевич по несколько раз обращался к каждому, заданий было много. Летучка закончилась так же внезапно, как и началась. «Рекорд», получивший задание последним, повернулся к капсуле и совершенно неожиданно для руководителей полета невесть зачем стал изучать обшивку, почти упершись в нее лбом. Остальные, рассыпавшись, помчались прочь от капсулы и через несколько секунд исчезли из кадра. Происходившее противоречило и программе, и здравому смыслу, которым роботы были напичканы до отказа. «Рекорд» закончил изучение обшивки. Повернулся на корундовых каблучках и ошалело огляделся по сторонам. На северо-северо-западе шевельнулись кусты, и он неуверенным шагом, то и дело оборачиваясь, направился туда, но потом передумал и дважды обошел капсулу. Он был один. «Рекорд» ткнул правым манипулятором себе в бок и включил индивидуальный носовой локатор. Прибор ожил, рыскнул вправо-влево, но сигнальная лампа не загорелась. Робот растерянно стоял на поляне, не зная, что предпринять. Наконец, он решился, отключил бесполезный локатор и напролом ринулся через кусты. — Что за чертовщина...— пробормотал Директор,— куда они все подевались? Почему нет звука?
Он повернул до отказа сперва ручку яркости, потом ручку громкости. Ни единого движущегося пятна, ни единого шороха. Сознавая бесполезность своих действий, Директор закричал в микрофон: — Семен Прокофьевич! Лялька! Дик! Ответ мог прийти лишь через час, если мог прийти вообще. А пока осталось только ждать. — Поторопились мы с талонами,— невесело обратился Директор к Психологу.— Что у них могло случиться? Почему разбежались? Объясните мне, это ведь по вашей части. Психолог не успел ответить, потому что на экране одновременно показались все члены экипажа. Они выскочили из кустов, как ошпаренные, и помчались к капсуле, будто за ними гнались дикие звери. Последним бежал тучный Семен Прокофьевич. Какая-то опасность была налицо. По аварийным правилам, группа обязана была укрыться в капсуле и задраить люки. Однако подбежав к аппарату, все внезапно успокоились. Они стояли кучкой, беседовали по внутренним телефонам, Лялечка смеялась и обмахивалась платочком, словно ничего не случилось. — Кажется, пронесло... Не успел Директор сказать это, как снова на экране началась сумятица, а потом все, кроме Семена Прокофьевича, исчезли из поля зрения. Восточная мудрость гласит: тот, кто воспитает самоорганизующегося робота, может считать себя мужчиной. Сделав скидку на излишнюю цветистость и образность, присущую восточным изречениям, надо все же признать, что воспитание роботов — дело ох какое хлопотное. Едва сборщик завинтит последнюю гайку, едва испытатель впервые щелкнет тумблером «вкл-выкл», безжизненная кукла превращается в шкодливого щенка. Новорожденные роботы с визгом носятся по сборочному цеху, дерутся, ревут, ябедничают сборщику-воспитателю. Они отпаивают друг у друга транзисторы, портят питание, лезут без спроса в запоминающие устройства, рвут магнитную ленту или записывают на нее всякую чушь — популярные песенки и недетские анекдоты. Если же в цехе есть электрические розетки, эти юные проказники присасываются к ним, как пиявки, а потом куролесят без удержу. Да, нелегко вырастить и воспитать роботов... Авторы отдают себе отчет в том, что здесь совершенно неуместно поднимать всерьез проблему воспитания роботов. Это скорее дело солидных машинно- педагогических изданий. И все-таки обойти эту проблему молчанием мы не можем. Бытующий к ней подход совершенно неверен. Посудите сами. В первые дни и месяцы жизни, когда должен закладываться характер роботов, они находятся на попечении неопытных сборщиков-воспитателей, которые еще совсем недавно сидели на студенческой скамье. В каждой группе собирается по двадцать-тридцать младенцев, потому что педагогов не хватает, и какими бы благими ни были побуждения воспитателя, он успевает проследить лишь за рациональным питанием да сохранностью своих питомцев. А предстартовая подготовка может лишь сгладить, но не устранить шероховатости начального обучения. В общем, сложившаяся практика требует скорейшего вмешательства нашей педагогической общественности. — Ну что, отец-педагог, выучил на нашу голову?— сурово сказал Директор смущенному Психологу.— Вот тебе и серийное воспитание! К этому времени история повторилась. Одинокий Семен Прокофьевич, покончив с осмотром обшивки, побродил по экрану, скрылся и через минуту вновь вбежал в кадр во главе мчащейся оравы. Его толстая добродушная физиономия светилась бездумным самодовольством. И вновь никакой погони! Члены экипажа еще топтались у капсулы, а Психолог уже знал, что будет дальше: все исчезнут, один уставится на обшивку... Цикл поведения был налицо. Но что побуждало их неотступно следовать этому циклу, не имеющему никакого отношения к программе? Опасность? Некий стимулятор, приманка, источник удовольствия? Нет, все-таки поведение экипажа подчиняется какому-то закону, они действуют по каким-то правилам. Но по каким? При подготовке им таких правил не задавали... Значит, экипаж во имя неизвестной це-
ли сам добровольно установил эти правила. Искусственные правила, набор условностей, что-то вроде чайной церемонии или свадебного обряда. И самое непонятное — итог всей этой странной деятельности доставлял экипажу удовольствие. Несмотря на то, что даже кратковременное отсутствие связи должно было вызвать отрицательные эмоции, защитную реакцию вплоть до общей тревоги. А эти олухи блаженно улыбались! — Выучил на свою голову...— печально согласился Психолог, с тоской уставившись на экран и видя, как разбегаются его воспитанники, оставив на поляне беззащитную Ляльку. ...Лялечка стояла лицом к обшивке, прикрыв лицо узкими ладонями. Она слышала за спиной затихающий топот ног. Ей очень хотелось обернуться, она с трудом сдерживала себя. Все быстрее и быстрее, проглатывая звуки, Ляля считала вслух: — ...четырнадцать, пятнадцать, шестнадцать, семнац, осьмнац, двятнадц, двадтц!.. Пора—- не пора, иду со двора! КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ БЕДНЫЙ МИСТЕР ЛЕО ПАРД! В ноябре 1970 года в одном из зоопарков Нью-Йорка захворал одиннадцатилетний леопард. Зверь очень ослабел, стал терять шерсть, отказывался от еды. Ветеринарам не удалось поставить диагноз, и животное через 24 часа погибло. Прошло три недели, и служители обнаружили, что краса и гордость зоопарка, черный леопард (раньше этих животных называли черными пантерами) по кличке Мистер Лео Пард лежит парализованный. И снова ветеринары не смогли сразу установить, чем болен зверь. Тщательно проведенные анализы показали, что в крови, в шерсти и в фекалиях зверя содержится необычно большое количество свинца и цинка. Шесть недель интенсивного лечения поставили Мистера Лео Парда на ноги. Но вскоре история повторилась, количество свинца в тканях снова начало возрастать, начались судороги, и зверя пришлось вернуть в госпиталь. Тогда решили обследовать и других обитателей зоопарка. Высокое содержание свинца было найдено у всзх — от пресмыкающихся до обезьян (причем у некоторых кошачьих и приматов это содержание превышало величину, токсичную для человека). И действительно, вскоре начали погибать змеи — от нарушения координации деятельности мышц, а большая ушастая сова потеряла почти все перья. Как показала проверка, вода пища и подстилки с клетках не содержали тяжелых металлов. Некоторое количество этих веществ нашли в красках, которыми были выкрашены клетки изнутри — от 0,01 до 3% (хотя, к слову сказать, все эти краски рекламировались как абсолютно безвредные). Однако окончательный вывод был таков: свинец и другие тяжелые металлы поступали в организм из воздуха, которым дышали животные. Потом обследовали и другие зоопарки; оказалось, что и там животные в опасности. Главный патологоанатом ветеринарного госпиталя заявил: «Звери в зоопарках могут стать детекторами загрязнения воздуха городов». Бедный Мистер Лео Пард, вряд ли его обрадует такая профессия... Г. АНДРЕЕВА
ИСКУССТВО БЛАГОРОДНАЯ \ ПАТИНА ВРЕМЕНИ Во дворе мечети Куват ул-Ис- лам в Дели стоит железная колонна. Высота ее достигает семи с лишним метров, а еще одии — восьмой — метр находится в земле или, вернее, в культурном слое, который образовался здесь за пятнадцать с лишним веков. На колонне — санскритская надпись, относящаяся ко времени династии Гуптов, правивших Индией в IV веке н. э. Надпись гласит, что колонна была воздвигнута как памятник богу Вишну и в память о могущественном короле по имени Чаидра, именуемом историками Чаидрагуп- той II C75—413 гг.). Колонна была воздвигнута безымянными мастерами короля Анангопала, легендарного основателя города Дели. За полтора тысячелетия колонна сохранилась, не тронутая ржавчиной. Эта знаменитая колонна — кажется, единственный памятник древнего искусства, не покрытый патиной. ПАТИНА КОРИЧНЕВАЯ, ЧЕРНАЯ, ЗЕЛЕНАЯ В справочниках патина определяется как «налет зеленого, бурого или синего цвета, образующийся с течением времени под влиянием влажности и воздуха на предметах из бронзы». Впрочем, в более старых энциклопедиях упоминается, что патиной называют также налет на поверхности старинных серебряных и стальных изделий. А в новейшей специальной литературе понятие патины применяется еще шире — к разным сплавам меди, дереву, камню, слоновой кости, то есть практически ко всем материалам, с которыми искусство имеет дело на протяжении тысячелетий. Около двух десятилетий назад всему миру стало известно сенсационное открытие, сделанное в сердце Сахары французским ученым Анри Лотом. На скалах в Тассили он обнаружил целый музей доисторической живописи. Древнейшие изображения были сделаны около восьми тысячелетий назад. Лот со своими сотрудниками снял множество копий с наскальных рисунков. Разумеется, заснять или скопировать удалось далеко не все. Каково же было удивление ученых, когда, вернувшись в район Тассили через два года, они обнаружили, что некоторые фрески размыло дождями. При более детальном изучении выяснилось, что размытые рисунки были подделками или позднейшими росписями. Они еще не успели покрыться «благородной патиной времени», какува-
жительио именуют ее искусствоведы. Патина не только защищает древние росписи от атмосферных воздействий, ио и позволяет датировать памятники искусства. Плотность и цвет патины изменяются от светлого к более темному в зависимости от возраста рисунка. Естественная патина на бронзовых памятниках образуется медленно. Первоначально на отливке возникает тонкая пленка окисла, сквозь которую просвечивает основной цвет металла. Сама по себе эта пленка тусклая, но в соединении с естественным цветом бронзы она приобретает приятный золотистый оттеиок. Постепенно пленка все более утолщается, Эта африканская статуэтка сделана из дерева. Такие статуэтки не только полируют, но и смазывают растительным маслом, кровью жертвенных животных и экскрементами змей. Это способствует быстрому образованию равномерного слоя патины становится коричневой и непрозрачной. Коричневая патина обладает высокими защитными механическими качествами — надежно противостоит вдавливанию, царапанию и стиранию. Если памятник и дальше находится на воздухе, этот слой патины постепенно темнеет, становясь темно-коричневым, а в городской атмосфере — черным. Черная патииа не так прочна, как коричневая, но н оиа надежно сцепляется с поверхностью металла. С художественной точки зрения наиболее выразителен по- Эта фигурка из слоновой кости также из Африки. Готовую фигурку полируют. Со временем полированная поверхность покрывается темным налетом. По степени потемнения и оттенку патины можно определить возраст скульптуры следний, третий слой патины. Он лишь условно может быть назван зеленым, у него бывают различные оттенки — оливковый, синеватый, бирюзовый, голубой, малахитовый (см. вклейку между стр. 48 и 49). Этот слой особенно стоек к химическим и температурным (но не механическим!) воздействиям. Зеленая патина появляется медленно: на образование коричие- Наиболее древние росписи в Тассили были сделаны в VI—V тысячелетиях до н. э. Патина, образовавшаяся на камне, сделала эти рисунки вечными — они не боятся ни жгучего солнца пустыни, ни дождей, ни ночных заморозков
вой требуется в среднем два- три года, черная или темно-коричневая приходит ей на смену через четыре-пять лет, а зеленая патииа образуется на памятнике не раньше чем через десять — двадцать лет. Все вместе они создают естественную защитную пленку, толщина которой возрастает от i до 60 микрон. «Златые врата» Рождественского собора в Суздале (фрагмент). 1230—1233 гг. Рельеф на них выполнен в сложной технике золотой БРОНЯ ПАМЯТНИКА Именно зеленая патина связывается в общепринятых представлениях со старинной бронзой. Появление отдельных ее пятен — а она никогда не покрывает поверхности изделия равномерным слоем — нередко ошибочно рассматривают как признак его разрушения. А меж- наводки по меди. Поэтому контуры рельефа в течение веков сохранились неизменными, и лишь медный фон покрылся патиной и потемнел ду тем этот постепенный и медленный процесс наделяет бронзовые памятники незаменимой броней. Во многих странах Европы сохранились медные и бронзовые колокола, ку- полы монументальных зданий, насчитывающие не одно столетие: они прекрасно сохраняются лишь благодаря закончившемуся процессу образования зеленой патины. Качество патины зависит от состава медного сплава и характера обработки его поверхности, а также от формы памятника. Чем тщательнее отполирован металл, тем медленнее образуется патина, но зато тем прочнее соединяется она с поверхностью памятника. И наоборот, на грубо обработанных, шероховатых и пористых поверхностях патина образуется быстро, но становится рыхлой. В изделиях сложной конфигурации, с многочисленными углублениями, патина в Деталь памятника Коллеони в Венеции. XV век. Бронзовые памятники эпохи Возрождения, простоявшие на открытом воздухе около пяти столетий, надежно защищает броня естественной патины, к которой до сих пор не притрагивалась рука реставратора 91
некоторых местах вовсе не образуется: там скапливаются большие количества примесей и дождевой воды, которые, проникая внутрь памятника, разрушают металл на значительную глубину. Естественная патина состоит из закиси меди (первый слой) и солей двухвалентной меди (второй и третий слон); во влажном климате к сульфатам добавляются хлориды. В сельской местности, где в воздухе примесей меньше, в патину входят основные карбонаты меди — азурит и малахит. ИСКУССТВЕННАЯ ПАТИНА До сих пор речь шла о естественной патине. Но порой ее наносят на памятник искусственно, надеясь предохранить его от порчи, добиваясь дополнительного художественного эффекта, а иногда и с менее благовидной целью — стараясь придать изделию более древний вид. Подделывать древние изделия из бронзы начали еще в X—XII веках н. э. в Китае (эпоха Суй). В XVIII. а особенно в XIX веке, когда контакты европейцев с народами Востока и Африки возросли, эта «мода» перекинулась и в Европу. Предприимчивые дельцы от искусства изготовляли бронзовые отливки по старинным образцам, кислотами вы- Бронзовый олень. Памятник Тагарской культуры (Южная Сибирь). V—IV в. до н. э. травливали на них патину и, чтобы придать броизе старинный вид, закапывали ее лет на двадцать в землю. Разумеется, каждый такой «мастер» держал секреты своего производства в тайне. В последние десятилетия нашего века появились новые способы нанесения на памятники защитных пленок. Они широко применяются и у нас, и за рубежом. По химическому составу искусственные патины почти не отличаются от патины естественной. Вот два рецепта пленок, наносимых на металлы. Бронзовый голубь. Ирак. XVII век. 1. Раствор любой медной соли смешивают со щелочью. Чтобы придать патине зеленоватый оттенок, в смесь добавляют раствор сернокислого железа. Состав используется в виде пасты. 2. Карбонат меди растворяют в концентрированной гидроокиси аммония. Полученный раствор разбавляют до концентрации 14,8 г/л. В него погружают отливку при температуре 21— 27° С на 3—5 минут и при 80— 90° С на 0,2 минуты. Перед тем как нанести на памятник искусственную патину, старую патину счищают. Новое покрытие придает памятнику известную нарядность, но если это настоящее произведение искусства, то подобное «обновление» приносит ему ущерб: при перепатинпровании памятника, как бы квалифицированно оно ни проводилось, первоначальная поверхность оригинала разрушается. К тому же прочность искусственных защитных пленок значительно меньше, чем природной патины, патинирование приходится время от времени повторять, и замысел скульптора искажается все больше и больше. Поэтому безусловное предпочтение следует отдать «благородной патине времени». Н. ГРИГОРОВИЧ
ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВСТРЕЧИ 4-й биофизический конгресс. Август. СССР, Москва. 8-е заседание Федерации европейских биохимических обществ. Август. Нидерланды, Амстердам. Международный конгресс по гистохимии и цитохимии. Август. Япония, Токио. 5-й международный конгресс по катализу. Август. США, Майами-Бич. Международная конференция по кристаллографии. Август. Япония, Киото. 23-е заседание Международного комитета по электрохимической термодинамике и кинетике. Август — сентябрь. Швеция, Стокгольм. Международный симпозиум «Химическая технология на службе человечества!». Сентябрь. Франция, Шатне-Малабри и Париж. Международный конгресс по проблеме злоупотребления наркотиками. Сентябрь. Франция, Париж. Международный конгресс по поверхностно-активным веществам. Сентябрь. Швейцария, Цюрих. 4-й международный конгресс по химической технологии. Сентябрь. Чехословакия, Марианске Лазне. 11-я Генеральная ассамблея и 12-е техническое заседание Меж:дународного союза по охране природы и природных ресурсов. Сентябрь. Канада, Банф. 26-я всемирная медицинская ассамблея. Сентябрь. Нидерланды, Амстердам. 17-й международный конгресс по здравоохранению на производстве. Сентябрь. Аргентина, Буэнос-Айрес. 5-й европейский конгресс по электронной микроскопии. Сентябрь. Великобритания, Манчестер. 9-й конгресс Европейской ассоциации по диализу и трансплантации. Сентябрь. Италия, Парма. КНИГИ В ближайшее время выходят в издательстве «М и р»: М. Дьюар. Теория молекулярных орбиталей в органической химии. 3 р. 68 к. Н. Исааке. Практикум по физической органической химии. 1 р. 66 к. У. Шеппард, К. Шартс. Органическая химия фтора. 4 р. 70 к. А. Эллиот. Инфракрасные спектры и структура полимеров. 95 к. Ф ВЫСТАВКИ Международная выставка «Современное электротехническое оборудование» (ЭЛЕКТРО-72). 12—26 июля. Москва, парк «Сокольники». Изделия точного машиностроения. Устроитель — внешнеторговое объединение «Ково», Чехословакия. 11—22 июля. Таллин, танцевальный зал (ул. Пирита, К). Спортивные суда и туристский инвентарь. Устроитель — внешнеторговое предприятие «Нави- мор», Польша. 15—23 июля. Одесса, яхт-клуб «Водник». ф ВДНХ СССР В июле в павильоне «Химическая промышленность» состоятся*,. СЕМИНАР «Основные направления разработки и промышленного освоения новых видов бумаги и картона для электротехнической и радиоэлектронной промышленности»; ВСТРЕЧИ: «Новые поверхностно-активные вещества и отделочные препараты для текстильной промышленности»; «Производство и применение фур а новых полимеров и их модификаций в различных областях народного хозяйства»; ШКОЛА «Опыт организации труда ремонтно-механической службы на нефтеперерабатывающих заводах». ф НАГРАЖДЕНИЯ Премия имени Д. И. Менделеева 1972 г. присуждена доктору химических наук А. Д. ГЕЛЬМАН, доктору химических наук Н. Н. КРОТУ и кандидату химических наук Ф. А. ЗАХАРОВОЙ (Институт физической химии АН СССР) за серию работ по исследованию в области химии и технологии нептуния и плутония. Золотая медаль имени П. Н. Лебедева 1972 г. присуждена члену-корреспонденту АН СССР A. и. ШАЛЬНИКОВУ за цикл работ по исследованию свойств кристаллического гелия. Золотая медаль имени Е. Н. Павловского 1972 г. присуждена доктору биологических наук А. С. МОНЧАДСКОМУ (Зоологический институт АН СССР) за работы в области изучения паразитических насекомых. Ф НАЗНАЧЕНИЯ Академик А. Н. ФРУМКИН утвержден на новый срок главным редактором журнала «Электрохимия». Доктор биологических наук B. Н. ПАВЛИНИЙ утвержден заместителем директора Института экологии растений и животных Уральского научного центра АН СССР. Доктор химических наук П. П. НАЗАРОВ утвержден заместителем директора Института физической химии АН СССР. Кандидат химических наук Ф. А. КУЗНЕЦОВ утвержден заместителем директора института неорганической химии Сибирского отделения АН СССР. ф СООБЩЕНИЯ Для координации и усиления научно-исследовательских работ по проблемам леса, проводимых научными учреждениями страны, Президиум Академии наук СССР организовал при Отделении общей биологии Научный совет АН СССР по проблемам леса. Председателем нового научного совета утвержден академик А. Б. ЖУКОВ. Во вновь организованный Казанский филиал Академии наук СССР включены следующие научные учреждения: Казанский физико-технический институт; Институт органической и физической химии им. А. Е. Арбузова: Казанский институт биологии. Конференция по химии фосфор- органических соединений, о которой сообщалось в прошлом номере журнала, состоится в Москве 26—30 июня 1972 года.
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ ТОЛЬКО ИЗ НАТУРАЛЬНОГО СЫРЬЯ Для каких целей выпускают лимонную кислоту пищевую! Из какого сырья ее делают — натурального, или это синтетический продукт! Не вредна ли она для человека! В. Г. Никиташ, Новочеркасск Лимонную кислоту получбют только из натурального сырья, это одна из самых распространенных в природе органических кислот. Больше всего ее, конечно, в лимоне — 8—10% в сухом веществе. Богаты кислотой смородина, клюква, гранат. В пищевой промышленности лимонную кислоту получают из цитрусов, хвои ели, листьев хлопчатника, а также из стеблей и листьев махорки, вернее, из отходов, которые остаются от махорки после извлечения из нее никотина. Существует еще один метод получения кислоты с помощью плесневого грибка Aspergillus, который вызывает лимоннокислое брожение моно-, ди- и полисахаридов и близких к ним веществ; подробнее об этом способе говорилось в «Химии и жизни», № 8 за 1968 год. Лимонную кислоту применяют в пищевой промышленности как вкусовую добавку и консервирующее вещество, например, при приготовлении желе, компотов, сдобных булок, безалкогольных напитков. Она нужна, правда в меньшем количестве, в производстве ал- кидных смол и в текстильной промышленности. В медицине кислота идет для консервирования крови. Лимонная кислота, если брать ее в небольших количествах, безвредна. Однако чрезмерное увлечение этой вкусовой добавкой может принести вред, так как она усиливает выход кальция из организма. ЦИТРУСЫ — ДОМА Я посадила семечко апельсина, хотелось посмотреть — получится что-нибудь или нет. Оно взошло, а потом выросло деревце. Теперь его уже не выбросишь, жаль, а как ухаживать за ним — не знаю. Л. С. Лягушкина, Тамбов Сначала о почве. Цитрусы больше других растений реагируют на ее химический состав. Молодым деревцам нужна рыхлая почва, чтобы корням было легче расти. Составляют ее из дерновой земли A часть), перегноя B части) и речного песка B части). Деревца в 3—6 лет лучше растут на более плотной смеси: две части дерновой земли, две части перегноя и одна часть речного песка. Чтобы получить хорошую дерновую землю, следует выкопать дернину на лугу, где росли злаки и клевер. Эту дернину мелко рубят, а затем просеивают через сито. Перегной— это перегнивший навоз. Если найти его не удастся, можно взять взамен верхний слой земли, с которой весной сгребли опавшие листья. Подготовленную почву помещают в горшки — поверх битых черепков и слоя древесного угля. Цитрусы до двух лет хорошо растут в сосуде, диаметр которого 10—12 см; следующие два года растение нуждается в сосуде диаметром 14—16 см; шестилетние апельсины должны расти в горшках диаметром 18—22 см. Пересаживают цитрусы либо ранней весной, до выхода растения из состояния покоя, либо, если они уже плодоносили, — в августе. Цитрусы любят свет, поэтому их следует держать поближе к окну, а зимой даже подсвечивать лампой дневного света. Однако летом, в июне и июле, растение с 11 и до 16 часов хорошо убирать в темное место. Апельсину вполне достаточно, если днем в комнате поддерживают температуру 18—20° С, зимой может быть и холоднее — 12° С, ночью растению необходима более низкая температура — на 3—5° ниже, чем днем. Подкармливать цитрусы следует раз в 12 дней, начиная с февраля и по сентябрь. Подкормку готовят, настаивая коровяк A стакан) в воде (^стаканов) 7—10 дней. Это один раствор, а другой готовят кипячением в течение часа 50 г суперфосфата в 1 литре воды. Полученную жидкость разбавляют водой в пропорции 1:10. Сначала растение поливают чистой водой, а затем настоем коровяка, в который добавлено немного раствора суперфосфата. Между подкормкой раз в 10 дней цитрусы хорошо полить слабым раствором сладкого чая. Летом время от времени можно поливать водой, которой мыли мясо, а также несолеными бульонами — рыбными или мясными.
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КТО ВИНОВАТ: ИЛИ МЕЛ! доски Школа у нас новая, и доски мы получили новые, гладкие и блестящие. Но вот беда — на них мел оставляет еле заметные следы. Мы думали, что виноват лак, которым доски покрыты, поэтому попытались удалить его с помощью органических растворителей. Доскч стали матовыми, но мел все равно не пишет. Что нам депать! А. И. Лакина, гор. Ломоносов Ленинградской обп. Мелом пишут давно, это испытанный материал, а вот доски изменились: в последнее пре- мя их стали делать из поли- винилхлорида, и такой яыбор материала нельзя считать удачным. Собственно, плох не сам поливинилхлорид, а то, что в него вводят пластификатор — дибутиловый эфир фталевой или себациновой кислоты. Эго жидкое вещество, которое добавляют в поливинилхлорид, чтобы сделать его более пластичным и удобным в переработке. Пластификатор постоянно мигрирует в материале и поэтому как бы «выпотевает» на поверхности, становясь своеобразной смазкой. Она и мешает мелу писать. Вероятно, можно было бы исправить дело, покрыв доску краской, в которую добавлены абразивные вещества, например порошок стекла. Но это всего лишь предложение, которое требует проверки. Насколько нам известно, сейчас найден другой выход: полихлорвиниловые доски заменяют стеклянными. Если школе удастся достать большой лист толстого матового стекла, то его следует с одной стороны закрасить темной краской, затем стекло укрепить на фанере— и доска готова. Men на матовом стекле оставляет четкий след, который потом пег- ко удалить старым способом — мокрой тряпкой. И. Н. ШКОВИНУ, Москва: У чистого ацетилена запаха нет, а слабый запах технического ацетилена обусловлен примесями. Н. АРЕФЬЕВУ, Семипалатинск: Для многих опытов, помещаемых в клубе «Юный химик», годится 5°/0-ная соляная кислота, которая продается в аптеках, более крепкая кислота бывает в хозяйственных магазинах. В. И. ОЛЬХОВИКУ, Тульская обл.: Гетеро- ауксин ускоряет образование корневой системы при размножении растений черенками. С. Ф. ПТИЧ- КИНУ-БАСКОВУ. Петрозаводск: В «Списке химических и биологических средств борьбы с вредителями а болезнями растений и сорняками, рекомендованных для применения в сельском хозяйстве за 1971 год» есть и гексахлоран. Н. Е. БОГДАНОВУ, Сухуми: Драконова кровь — это темно-красная смола, вытекающая из плодов некоторых пальм: прежде ее использовали для приготовления красителей. И. Д. КРУЦКИХ, Воронеж: Чтобы приостановить кристаллизацию меда, его надо держать в помещении с постоянной температурой 38—39° С. В. А. КРАВЧЕНКО, Болшево Московской обл.: Тунговое масло в продажу не поступает. В. ГАЛАХОВУ, Ленинград: Для склеивания поролона пригодны многие клеи, например клей 88-Н. ЛЕВИЦКОМУ, Чернигов: Свет от ламп дневного света для глаз не вреден, надо лишь соблюдать правила установки ламп, изложенные в инструкции. Б. Е., Свердловск: По поводу лечения кошки целесообразнее обращаться не в журнал, а в ближайшую ветеринарную лечебницу. А. КРЮЧКОВОЙ. Березники: Пятна от рук на пианино можно удалить тампоном, смоченным чистым бензином или уайт-спиритом — эти растворители не повредят краску. Л. П., Одесса: В редакцию следует присылать первый машинописный экземпляр статьи, а не копию.
КАК J,- Чуду царь Салтан дивится, А комар-то злится, злится — И впился комар как раз Тетке прямо в правый глаз. А. С. ПУШКИН У комаров нет привычки кусать в глаза, и тем не менее они заставляют медведей с ревом кататься по земле и лапами в кровь разбивать себе морду. Собаки в тайге жалобно скулят по ночам. Телят и жеребят гнус иногда заедает насмерть.,. Но комары-самцы ко всем этим злодеяниям не причастны. И князю Гвидону, чтобы расквитаться со своей родственницей, надо было превращаться не в комара, а в комариху. Ибо комары-самцы миролюбивые существа. Крови они не пьют. Сок растений — самое лакомое их блюдо. Зато комарихам необходимо напиться крови: ее белки они перерабатывают в соединения, нужные для развития яичек, для продолжения рода. Раньше думали, что если комарихе не повезет, если она ни разу не вонзит жало в теплокровное животное, то она останется бездетной. Однако недавно появились сведения, что комарихи некоторых видов нашли выход из этой печальной ситуации. Они мобилизуют собственные белковые запасы — летательные мышцы груди или частицы личиночной ткани, сохранившейся между органами взрослого насекомого. Комарихи жертвуют собой ради будущего... Комары откладывают яйца куда придется — в болото, в лужу, в бочку или банку с водой. Но если у них есть выбор, они предпочтут посудины с запахом сероводорода или дрожжей. А запах метана, с точки зрения комаров, всем запахам запах! Двукрылые кровопийцы как пчелы на мед слетаются к буровым скважинам, из которых выделяется метан. Комаров так много, что в лучах солнца кажется, будто над скважиной полыхает бледное газовое пламя. Наиболее настырные пробирались даже внутрь скважины, в подземелье. Но метаном сыт не будешь, и потому комарихи пристрастились к запаху молочной кислоты, содержащейся в поте млекопитающих. Если между селением и водоемом — рассадником комаров — сто- КОМАРЫ НАХОДЯТ ЕДУ? ит хлев или конюшня, то большая часть кровопийц задерживается там, не летит в поселок. Да и вообще для комаров животные вкуснее человека. (Правда, в Средней Азии обитает подвид малярийного комара, который предпочитает пить людскую кровь.) Если по лесу гуляет дед с внучкой, то комары будут приставать к девочке — людей старше пятидесяти лет они кусают реже. Комары не любят есть всухомятку: в эксперименте, поставленном в США, из 838 испытуемых они не тронули лишь одного человека. Как выяснилось, он совсем не потел. В поисках поживы комарихи обычно пролетают около трех километров, а рекордсменки— до 50! Чтобы определить, как они узнают, куда именно нужно лететь, с ними ставили опыты в маленькой аэродинамической трубе. В конце трубы аппетитно попахивало потом; на стенки и пол трубы проектировали темные движущиеся пятна. И у комаров создавалась иллюзия погони за добычей в ветреную погоду. Насекомые старательно гребли против ветра, пока их не начинало сносить назад. Это комарам не нравилось, и они приземлялись как можно скорее. Опыты в аэродинамической трубе показали, что комары, по крайней мере для уточнения маршрута, пользуются глазами. Но вот как они находят путь к еде ночью и над гладкой водной поверхностью? Видят-то они плохо. Пахучее облако дискретно, значит комары воспринимают запах не как непрерывное ощущение, а как серию импульсов... Как бы там ни было, а человека комары чуют за сто метров. До конца неясно, и как комары находят путь вблизи животного» руководствуясь повышенной влажностью воздуха и углекислотой в выдохе зверя. Зато доподлинно известно, что теплую кожу они обнаруживают с помощью антенн. Комарихи до тех пор изменяют направление полета, пока обе антенны не получат одинаковое количество тепла: это говорит о том, что обед прямо по курсу. С. СТАРИКОВИЧ
Портрет комара выглядит жутковато. На сей раз впечатление обманчиво, перед нами голова самца, а он вегетарианец. Как это ни странно, и вегетарианцы и кровопийцы выполняют одну и ту же функцию в круговороте вещества. ^летая из болота, новорожденные комары и комарики, сами" того не ведая, возвращают вещество на водораздел, переносят химические элементы против направления стока. Чего только нет в маленьком комарике- фосфор, кремний, железо марганец, молибден, бор .. Предполагают, что комары главные, и. порой единственные переносчики микроэлементов в зоне тайги. 1 Сн з ъикрОал< ментои Tvp 'с т силу и самое могучее дерево Выходит что деревьям ну. ш к )мары Да и не тольки depi вьям Еьли уничтожить в ех комаров, возрастет КиСЛОТНО ТЬ ПОЧвЫ в ХвЭйпЫХ \есах начнут голодать насекомоядные птицы, плохо придется рыбам, питающимся комариными личинками. Если уничтожить всех комаров, начнутся неприятности, о которых мы и не подозреваем комариный пай в биологическом круговороте вещества со счетов не со росшие в литре лужи одновременно могут проживать четыре тысячи комариных личинок. Л сколько луж на бе пом свете!
Издательство «Наука» Цена 30 коп. Индекс 71050 к* г АПЕЛЬс^ <8Г **Лл \ Ч \ ч г.в \ ч%. <о \ о о . 9- О О О О ! ! ft « О) * о с X ее о к ф а ф с >х о tt к О (О сх а *\ ' S fc О I s £ * О X Ф х ф с т « < О J ■ О ГО с а °А <ч 5 ф т О о ю о ! «О а I X «о ю о а & ф / % ГО К О. СС © X £ О -о « ГО рТ О % * \ *S I S з s « ° * «> w ао * e £ ~ x о и 5 e D- ►■ • «В о Ф « « X >* S 2 = о X ф X * Ф и m о Oi Z Ф X О I I / f *3> ее e — ?■ *° a h / co*- ,/ iT / <? «I :i«#l^ X i— r\ fli * О о < grx о ф т >х х С о V ^О «** и. X о m О -ГО Jceg „ sr tt s-** x г s = ю i£ 5 2 5 n .83*55* ^1**^5* я x |? ..^ V#'