Text
                    химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР 1969
'а •-"-»


Винцснт Ван-Гог. Лодки, воз- Новгороде. 1144 г. (К статье вращающиеся с лова (фрагмент). «Древнее искусство фрески ' крас- 1888 г. Читайт в этом номере ки») статью «Потайные суда» Ни 1-й стр об/.ожки: Фрагмент фрески из Софийского собора в
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО- ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР ХИМИЯ И ЖИЗНЬ № 8 АВГУСТ 1969 ГОД ИЗДАНИЯ 5-й Редакционная колле1Ия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, B. А. Каргин, C. В. Кафтанов, Н К. Кочетков, Л И. Мазур, Б Д. Мельник, B. И. Рабинович (отвегственный секретарь), П. А. Ребиндер, М. И. Рохлин (зам. главного редактора), C. С. Скороходов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), Н. М. Эмануэль Редакция: Б. Г. Володин, М. А. Гуревич, B. Е. Жвирблис, A. Д. Иорданский, О И. Коломийцева, О М. Либкин, Э. И Михлин, Д. Н. Осокина, B. В. Станцо, Т. А. Сулаева, B. К. Черникова Художественный редактор C. С. Верховский Технический редактор Э. С. Язловская Корректоры: Ю. И. Глазунова, Е. И. Сорокина При перепечатке ссылка на журнал «Химия и жизнь» обязательна Адрес редакции: Москва В-333. Ленинский проспект, 61. Телефоны: [35-52-29, [35-32-41, [35-63-91 Подписано к печати 15/VII 1969 г. Т09672 Бумага 84xl38,/lt- Печ. л. 6,0. Усл. печ. л. 10,08+1 вкл. Уч.-иад. л. 10,04. Тираж 148 000. Заказ 976 Цена 30 коп. Московская типография № 13 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Москва, Денисовский пер., д. 30. 28 30 32 51 58 61 70 72 86 87 89 90 94 96 К 100-летию со дня рождения В. И. Ленина 2 Между морями и горами Проблемы и методы современной нвуки 10 Атом без ядра 18 Информация Элемент №... 20 Натрий 24 Что вы знаете и чего не знаете о натрии и его соединениях 26 Северный Кавказ после пыльных бурь. Каким будет урожай? Цепная реакция песчинок. «22-23 ПРОБА» Нужен ли автомобиль-гибрид? Литературные страницы 35 Праздники и будни 42 Древнее искусство фрески: краски 48 «Богат, как Крез» 50 Как дома сделать пенициллин? Обыкновенное аещество Портланд-цемент Рога и копыта Из дальних поездок Кембридж: колледжи, лаборатории, люди Новости отовсюду Слортллощвдкв Потешные суда Учитесь переводить В И. Гольданский, В. П. Шанторович А. М- Скундин Ф. Доровских Н. А. Фукс М. Гуревич, О. Либкин Ю. А. Долматовский В. Азерников Н. Коловрат Д. Н. Осокина Л. М. Сулимеико Ю. Зайцев Н. А. Киселев В. Дмитриев 77 Французский —для химиков— т. Н. Комровская Клуб Юный химик 79 КОАПП 84 Что есть что Живые лаборатории Кое-что о тараканах Бузина черная М Константиновский С. Стасов Г. П Тафиниев Из писем в редакцию Не всякий гриб — в кузов! Консультации Спрашивают — отвечаем С. Мартынов
Все дальше в Каспийское море уходят нефтяные вышки. На снимке—плавучая буровая установка для проходки поисковых скважин, построенная по проекту института «Гипроморнефть» К 100-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ВЛАДИМИРА ИЛЬИЧА ЛЕНИНА МЕЖДУ МОРЯМИ И ГОРАМИ Продолжая публикацию очерков о переменах, происшедших за время Советской власти в хозяйстве отдельных районов страны, мы расскажем в этом номере о Закавказье. Спросите первого попавшегося человека, где находится Тбилиси — в Европе или Азии? Разные люди ответят вам по-разному. И почти наверное те, кто постарше, скажут сразу: «В Азии». А те, кто помоложе, скорее всего, на секунду задумаются, хотя ничуть не хуже помнят заученные в школе границы частей света. Дело, конечно, не в географии. Просто в сознании людей старших поколений, нынешних дедушек и бабушек, Тифлис, да и все Закавказье, прочно связаны с понятием Азии — в смысле не столько географическом, сколько политическом, экономическом, культурном, в смысле азиатской окраинной колонии Российской империи — отсталой, нищей и дикой. Еще и пятидесяти лет не прошло с тех пор, как в Закавказье пришла Советская власть. Только в J 920 году окончательно стали советскими республиками Азербайджан и Армения, только в 1921-м — Грузия. Но и эти неполные полвека преобразили край. Ушли в прошлое российско-азиатская отсталость и угнетение. Линия Большого Кавказского хребта перестала быть политической границей, отделяющей колонию от метрополии, и превратилась в географическую абстракцию. Это еще одна экономическая, политическая, психологическая грань, которую стерла Советская власть. «ПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ СИЛЫ БОГАТОГО КРАЯ...» Невелико Советское Закавказье. Между горами на севере и на юге, между морями на западе и на востоке умещается всего 186 тысяч квадратных километров. Но зато огромны богатства этой маленькой земли. До сих пор спорят историки о том, что 2
имели в виду древние греки, когда слагали легенды о золотом руне, скрытом где-то на далеких берегах Понта Эвксинского. Но чем бы оно ни было, греки, конечно, и понятия не имели о настоящих кладах Закавказья: о кавказской нефти, энергии горных рек, о меди, марганце, железе, скрытых в недрах гор, о чае и хлопке, которые могут произрастать под благодатным солнцем юга. 14 апреля 1921 года, меньше чем два месяца спустя после того, как в Закавказье окончательно победила Советская власть, Владимир Ильич Ленин обратился с письмом к «Товарищам коммунистам Азербайджана, Грузии, Армении, Дагестана, Горской республики». Это письмо намечало важнейшие задачи строительства новой жизни в Закавказье. Одной из главных задач было: «Всеми силами развить... производительные силы богатого края, белый уголь, орошение». Этот ленинский документ стал первой вехой на пути преобразования края. А вот вторая важная веха, которая позволяет нам окинуть взглядом этот уже пройденный путь,— книга с пожелтевшей от времени бумагой, в скромной серой обложке. Это «Пути развития народного хозяйства Закавказья» — план реконструкции экономики Закавказской федерации, составленный в 1925 году Госпланом ЗСФСР. С него, по существу, и начинается история планового, комплексного развития «производительных сил богатого края». А открывается книга констатацией того печального экономического положения, которое получила в наследство Советская власть в Закавказье. «Экономика страны характеризуется, прежде всего, отсталостью промышленности, малоземельем в сельском хозяйстве, усугубляющимся почти примитивной техникой работы, и, как следствием отсюда, аграрным перенаселением, преобладанием сельского хозяйства над продукцией города и значительностью чистого импорта». Нелегкая задача встала перед коммунистами Закавказья. Огромные усилия потребовались, чтобы превратить республики, которые Владимир Ильич назвал еще более крестьянскими, чем Россия, в важнейший экономический район Союза ССР с высокоразвитой промышленностью и передовым сельским хозяйством. И то, что вы прочитаете здесь,— лишь несколько фрагментов огромной картины строительства. НЕФТЬ До революции это была единственная развитая отрасль промышленности Закавказья. На рубеже XX века Баку давал больше половины всей мировой добычи нефти — в 1901 году здесь было добыто 667 миллионов пудов. И все-таки, как это ни странно, нефтяной Баку не был промышленным центром Закавказья. Это было государство в государстве, и хозяином его был даже не император всероссийский, а космополитический русский и мировой капитал. «Нефть, медь, марганец,— читаем мы в плане 1925 года,— ...были экстерриториальными в том смысле, что они мало чем отражались на общей экономической физиономии края, живя как бы своей самостоятельной жизнью, своими нуждами и интересами... Мало того, перед ними стояли вопросы не экономического благоуспеяния края, а, наоборот, возможно быстрый и сильный эффект, что приводило к хищнической эксплуатации... Она выкачивала богатство края, не давая почти ничего ему». Вот одна маленькая иллюстрация. В конце прошлого века началось проектирование трубопровода из Баку на Черноморское побережье, в порт Батуми. Сначала предполагалось качать по нему сырую нефть, чтобы перерабатывать ее в Батуми. Благодаря этому Батуми получил бы весь богатый набор ценнейших составных частей нефти, а кроме того, мог бы стать новым важным центром промышленности. Но... это было невыгодно бакинским промышленникам. А так как хозяевами положения были они, то вместо нефтепровода был построен керосинопровод. За все время эксплуатации он ни разу не был использован более чем на треть полной мощности, зато керосиновая монополия осталась за Баку. Нефтедобывающую промышленность Баку не раз трепали жестокие кризисы. Уже в 1905 году начался застой. К 1915 году добыча нефти упала до 447 млн. пудов. А потом война, мировая и гражданская, вспышки национальной розни, разжигавшейся контрреволюционными правительствами Закавказья, их недолгое, но губительное хозяйничанье нанесли бакинской нефти новый удар. В 1920 году добыча упала до 176 млн. пудов, но и те было некуда девать: Закавказье было искусственно оторвано от русского рынка. Нефтехранилища 1* 3
переполнились. Надвигался еще более грозный кризис: оставалось или прекратить добычу (а это значило допустить обводнение пластов и погубить месторождения), или сливать нефть в море... Возрождение бакинской нефтяной промышленности началось с установлением Советской власти. «Надо выработать точные меры помощи Баку и внести в СТО *, следя за их выполнением»,— писал В. И. Ленин в Главнефть И. М. Губкину в июне 1921 года. В Советском Азербайджане добыча нефти резко возросла. 302 млн. пудов, или 4,8 млн. тонн, в 1925 году и 22,2 млн. тонн в 1940 гоцу — вот темпы этого роста. И хотя теперь Баку — уже не главный нефтяной центр Союза (в 1968 году он дал 21,1 млн. тонн — меньше 7% общесоюзной добычи), но значение бакинской нефти куда больше, чем ее арифметическая доля. Это до сих пор лучшая в стране малосернистая нефть. И нефтяники Азербайджана, опровергая предсказания о скором истоще- * СТО — Совет труда и обороны, комиссия при Совнаркоме, задачей которой были увязка и усиление деятельности ведомств в области обеспечения обороны страны и хозяйственного строительства.— Ред. нии бакинских месторождений, вводят в эксплуатацию новые и новые площади. Скважины углубляются в низы продуктивной толщи; на повестке дня —поиски нефти и газа в еще более глубоких мезозойских отложениях (в апреле этого года специальное совещание в Баку наметило план генерального наступления на мезозой); вышки уходят все дальше в море — растут прославленные Нефтяные Камни, уже дающие 7 млн. тонн нефти в год; развивается новый район морской добычи — к югу от Баку... МАРГАНЕЦ История чиатурского марганца — еще одна поучительная картина нравов и методов российских и иностранных капиталистов. Марганец необходим металлургии. Но южнорусский промышленный район имел свой марганец — никопольский, и богатейшие залежи Чиатуры грозили стать ему опасным конкурентом. Поэтому вокруг них шла ожесточенная борьба. Соперники не останавливались и перед такими уловками, которые позже получили название саботажа. Добыча марганца в Чиатуре намеренно сдерживалась, велась на удивление без- 4
1 ■•'* JBb. v~ Чг *, На предыдущей странице — так велось обогащение чиатурской марганцевой руды до революции. Вверху — современная обогатительная фабрика треста «Чиатур- марганец» Советская Армения — республика большой химии. На нижнем снимке — ректификационные колонны цеха производства винилацетата ереванского завода «Поливинил- ацета!» 1 X 5
Сумгаит — столица нефтехимии Азербайджана грамотно, 30—40%1 руды оставались невы- нутыми, железнодорожная ветка в Чиатуру была проложена узкоколейная... И, разумеется, не предпринималось никаких попыток наладить на месте переработку руды. Вся марганцевая руда шла отсюда за границу, преимущественно в Германию, откуда возвращалась в Россию уже в виде дорогого ферромарганца. Импорт ферромарганца в Россию в 2—3 раза превышал собственное производство. Легко себе представить, чем все это кончилось, когда началась первая мировая война. Лишившись внешнего рынка, чиа- турские рудники пришли в полный упадок. В плане 1925 года было записано, что возрождение этой отрасли невозможно без «рационализации ее, ...электрификации промышленности, перешивки Чиатурской ветки на широкую колею, устройства подъездных путей...». Короче говоря, марганцевую промышленность в Чиатуре нужно было создавать заново. И она была создана. 252 тыс. тонн руды в 1915 году и 2900 тыс. тонн в 1965 году — уже ставшие привычными для нас масштабы. А неподалеку, в городе Зеста- фони, еще в годы первой пятилетки был построен завод ферросплавов, работающий на чиатурском марганце. химия . Современную химическую промышленность Закавказья довольно трудно сравнивать с дореволюционной: до революции ее здесь просто не было. И в самом деле, раскроем объемистый том изданного в Тифлисе «Кавказского календаря на 1917 год» и найдем там длинный перечень всех фабрик и заводов края по состоянию на 1915 год. Возьмем самую, казалось бы, благодатную для химии — Бакинскую губернию. Бензиновых заводов— 2, рабочих на них 166... керосино- масляных — 9, рабочих 933... кожевенных — 34, рабочих 84... кислотных — 2, рабочих 62... мыловаренных: в городе Баку — 2, рабочих 82, в губернии—1, рабочий 1 (один!)... Вот, пожалуй, и вся химия. Значение химической промышленности для подъема края было осознано только в советское время. Вот что было в 1925 году записано по этому поводу в плане: «Важнейшим вопросом, связанным с благополучием сельского хозяйства нашего края, при его малоземелье, безусловно является вопрос производства продуктов основной химической промышленности... Располагая заводами основной химической промышленности, мы можем развить в будущем ряд отраслей промышленности, как-то: сухая перегонка дерева, бумажное и свеклосахарное производство, виннокаменная кислота, производство взрывчатых веществ...». Некоторые отрасли основной химии Закавказья, заложенные еще в 20-е годы, надолго остались определяющими индустриальное лицо района. Так, в 1927 г. в б
Орошенные земли Мугани и Миль- ской степи стали важным хлопковым районом Азербайджана. На снимке — хлопковый пункт Миль- ского совхоза имени С. Казиевой Ереване было впервые в СССР пущено производство карбида кальция — именно этот продукт лежал в основе промышленности синтетического каучука. Впоследствии на этой базе выросли два крупнейших предприятия химической промышленности Армении: Кироваканский химический комбинат (дающий в числе прочей продукции значительное количество искусственного корунда) и Ереванский химический комбинат, единственный в СССР, где выпускается хлоропреновый синтетический каучук наирит. Ереванский комбинат первым в СССР освоил отечественный метод получения ацетилена из природного газа. Там же, в Армении, широкое развитие получили и другие энергоемкие производства, прежде всего электрохимические, опирающиеся на неисчерпаемые ресурсы минерального сырья и гидроэнергии горных рек. Таков, например, Алавердский медно- химический комбинат. А сейчас строится крупнейший Разданский горнохимический комбинат, который войдет в строй в 1970 г. В народнохозяйственном плане 1925 года ни слова не сказано о нефтехимии: эта отрасль появилась на карте мировой индустрии значительно позже и заняла почетное место в химической промышленности Закавказья. Назовем хотя бы ереванский завод «Поливинилацетат» или пущенный в 1964 г. Руставский завод синтетического волокна. А столица закавказской нефтехимии— конечно, Сумгаит, одна из крупнейших новостроек последних лет. О нем мы уже писали в канун 50-й годовщины Октября, когда Сумгаитский химический комбинат готовился к выпуску первой продукции. Сейчас в Сумгаите работают химзавод, суперфосфатный завод, завод синтетического каучука, комбинат полимерных изделий; и с каждым годом здесь вводятся в строй все новые и новые производства. «ОСОБЕННО ВАЖНО...» В дореволюционном Закавказье, в крае, еще более крестьянском, чем Россия, и уровень сельского хозяйства был еще более примитивным. Заглянем снова в народнохозяйственный план 1925 года: «Сельское наше хозяйство в своем развитии было предоставлено, можно сказать, исключительно местным силам, без какой-либо существенной помощи извне; оно больше носило стихийный характер, чем характер хозяйства с организованным воздействием; его производительность обусловливалась естественными возможностями, без подспорья усовершенствованных форм ведения хозяйства». «Помощь извне» могла прийти опять- таки только вместе с Советской властью. И она пришла. Большую часть Закавказья занимают горы. Земель, пригодных для обработки, всего 25% в Азербайджане, 23% в Армении, 19% в Грузии. Равнинные земли в значительной части не годились для земледе- 7
Золотое руно Закавказья. На гор- пых пастбищах Казбегского райо* на Грузии лия: они нуждались в мелиорации. На западе на сотни километров тянулись болота Колхиды, на востоке лежали сухие степи Азербайджана. «Орошение особенно важно, чтобы поднять земледелие и скотоводство во что бы то ни стало... Орошение больше всего нужно и больше всего пересоздаст край, возродит его, похоронит прошлое, укрепит переход к социализму»,— писал В. И. Ленин в своем письме к коммунистам Закавказья. А вскоре пришла и помощь делом. «Совет Народных Комиссаров в заседании от 21/Х—1921 года постановил: Отпустить Азербайджанской Республике на мелиоративно-строительные работы на Мугани двенадцать миллиардов девятьсот шестьдесят миллионов A2.960.000.000) рублей.... Председатель Совета Народных Комиссаров В. Ульянов (Ленин)» В 1926 году поливные земли занимали 950 тыс. десятин — треть обрабатываемых площадей Закавказья. По плану предусматривалось к 1929 году охватить мелиоративными работами еще 736 тыс. десятин, в том числе оросить более 300 тыс. десятин и осушить более 257 тыс. десятин. Это был смелый план: такого размаха мелиоративных работ Закавказье не знало. А теперь, с высот, достигнутых за полвека социалистического строительства, эти цифры кажутся такими скромными... Сейчас в одной Грузии орошаемые земли занимают 355 тыс. гектаров, а строящийся в Кахетии Верхне-Алазанский канал с самой крупной оросительной системой прибавит к ним еще сто тысяч. Преобразились и степи Азербайджана, на мелиорацию которых Советская Россия не пожалела средств даже в трудном 1921 году. Здесь построен Мин- гечаурский гидроузел с огромной оросительной системой. А осушенные земли в одной Колхиде насчитывают сейчас более 100 тысяч гектаров... Но мало сделать землю пригодной для обработки: надо еще ее обработать, засеять, собрать урожай. Техника полеводства, доставшаяся в наследство от старого Закавказья, была не то что отсталой, а скорее первобытной. «Мы имеем дело,— писали в 1925 году составители народнохозяйственного плана,— с прадедовским плугом, при напряженной работе 6—8 пар волов и буйволов едва взрыхляющим поле...» Механизация и интенсификация стали в Закавказье генеральным направлением прогресса сельского хозяйства. Только в 8
Табаки Закавказья — одни из луч- совхозе Ильичевского района ших в СССР. На снимке — сушка Азербайджанской ССР табака в Пусьянском табачном 1967 году в трех закавказских республиках прибавилось 15 399 тракторов (в 15-сильном исчислении), 3874 грузовых автомобиля, 1321 зерновой комбайн, сотни хлопкоуборочных, чаеуборочных и других машин. Почти хМиллион тонн минеральных удобрений получило в том же 1967 году Закавказье. Сегодняшнее Закавказье — это вторая после Средней Азии хлопковая база страны; это шелк—14% всесоюзного производства сырых коконов; это виноград и фрукты— 15—20% всесоюзного сбора; это больше 200 тыс. тонн мяса в год; это шерсть, овощи, табак, чай, консервы... ИСКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ПРИВИЛЕГИЯ Неисчислимы перемены, происшедшие в Закавказье за годы Советской власти. Вот еще немного цифр. В 1910 году в Закавказье было i 0,5% грамотных — вдвое меньше, чем в России. А Россия тогда по уровню грамотности стояла в Европе на предпоследнем месте. 10,5%—это средний показатель. А вот отдельные области: Бакинская губерния — 7,9%; Елизаветпольская (Елизаветполь — это нынешний Кировабад)—4,8%... Еще раз заглянем в «Кавказский календарь». На 1 января 1916 года в Закавказье было 37 мужских гимназий с 15144 учениками, в том числе «потомственных дворян 1016, личных дворян и чиновников 3220, из духовного звания 833, детей почетных граждан и купцов 1756, детей мещан и цеховых 3895, детей казаков 468, детей крестьян 3342». Нетрудно сообразить, сколько среди этих десяти с половиной процентов грамотных было детей «цеховых» (то есть рабочих), казаков и крестьян. Советская власть открыла перед народами Закавказья широкую дорогу к образованию, к культуре. В юбилейном 1967 году только научных работников в одной Грузии было около 16 тысяч — больше, чем пятьдесят лет назад гимназистов во всем Кавказском крае... Высшие учебные заведения Закавказья окончили в 1967 году 26 тысяч человек, средние специальные — около 30 тысяч. Каждая из трех закавказских республик имеет Академию наук—мыслимо ли было такое на прежнем, азиатском Кавказе? Только развитием химической науки занимаются здесь 12 акадехМических институтов, в том числе такие, как получившие всесоюзную известность Институт тонкой органической химии в Ереване или Институт нефтехимических процессов в Баку. И это, пожалуй, одно из самых главных и самых ярких свидетельств глубоких перемен, ознаменовавших эти неполные полвека истории закавказских Советских республик. В конце концов, любую новую отрасль промышленности можно при необходимости создать и в колонии. Но создание новой культуры — исключительная привилегия Советской власти, ленинской национальной политики. Фото ТАСС 9
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ АТОМ БЕЗ ЯДРА (ПОЗИТРОНИЙ И ЕГО РЕАКЦИИ) Член-корреспондент АН СССР Б. И. ГОЛЬДАНСКИЙ, кандидат физико-математических наук В. П. ШАНТОРОВИЧ, Институт химической физики АН СССР Позитроний - самый легкий из водородоподобных "новых атомов", содержащих вместо протона другую положительную частицу, В течение многих лет в разных странах изучают свойства этого удивительного атома* Однако лишь в последние годы в Институте химической физики АН СССР впервые показана возможность использования химии "новых атомов11 и в частности позитрония для решения задач общей химии, радиационной химии 9 химической кинетики. Реакции позитрония легли в основу новых методов исследования веществ и процессов. Многие образованные люди убеждены, что атом водорода (изотоп Н1)—это легчайший из всех атомов, поскольку его ядро состоит только из одного протона. Тем не менее это не так: протон — далеко не самая легкая из положительно заряженных элементарных частиц. Если в атоме водорода заменить его более легкой частицей, например л- или ^-мезоном, получится мезоатом, примерно в десять раз более легкий, чем атом легкого водорода... И еще есть позитрон — антипод электрона, частица электронной массы, но с положительным зарядом. Атом, состоящий из позитрона и электрона, в 920 раз легче водородного атома (масса электрона и соответственно позитрона в 1840 раз меньше, чем протона). Позитроны были впервые обнаружены в 1932 году в составе космических лучей. Б сороковые годы физики стали задумываться, что же произойдет, если позитрон и электрон объединятся и образуют атом. Ясно, что такой атом должен быть очень короткоживущим. Ведь по существу атом позитрония (это название появилось в 1945 году) —«сгусток» из двух античастиц, которые должны очень быстро проанниги- лировать — уничтожить друг друга; при этом выделится определенная энергия, а от самих позитрона и электрона останутся одни воспоминания. Высчитали, что атом позитрония в основном состоянии может существовать самое большее 1,4-Ю-7 секунды. Спустя несколько лет, в 1951 году, американский физик М. Дейч впервые наблюдал образование позитрония и подтвердил эту величину экспериментально. Хотя позитроний «живет» исчезающе малое время, и аннигиляция, в конечном сче- ю
1 Схема атомов водорода, орто- и пара-позитрония. В атомах позитрония позитрон можно считать ядром лишь формально: обе частицы (е+ и е~) движутся вокруг общего центра тяжести. В случае более тяжелых атомов центр тяжести практически совпадает с ядром. Стрелками указаны направления спинов в атомах орто- и пара-позитрония 11 те, неизбежна, тем не менее этот оверхко- роткоживущий атом представляет для науки значительный интерес. Интересен он и сам по себе, прежде всего особенностями химических реакций (в сравнении с обычным водородом). Важнее, однако, другое: в последние годы установлено, что с помощью позитрония можно получать разнообразную информацию о других веществах и исследовать процессы их взаимодействия. «КОСВЕННЫЕ УЛИКИ» Наша лаборатория несколько лет занималась позитронием и его реакциями. Вряд ли можно сказать, что это был особенно приятный объект исследования. С атомами, которые живут миллиардные доли секунды, работать не просто; ведь чем короче время жизни, тем меньше концентрации атомов, которые удается накопить. В случае позитрония удавалось достичь концентрации порядка одного атома в кубическом сантиметре (!); ясно, что этого недостаточ-
но для исследования даже самыми точными методами современного химического анализа. Поэтому для наблюдения превращений позитрония физикам и химикам остаются только «косвенные улики». Что же было известно о позитронии? Во-первых, что этот атом очень легкий и очень короткоживущий. Во-вторых, ожидалось, что в химических реакциях он должен вести себя подобно атому водорода: и в том и в другом случае на орбите — только один электрон. В-третьих, что существуют две разновидности позитрония, которые называют орто- и пара-позитронием; первый «живет» примерно в тысячу раз дольше второго. Заметим, что существование двух разновидностей позитрония разнообразит информацию, которую можно получить с помощью этих необычных атомов. Орто-позитроний и пара-позитроний различаются значениями суммарного спина позитрона и электрона. Попробуем пояснить, что это значит. И у электрона, и у позитрона, образующих сверхлегкий атом, есть собственный угловой момент количества движения, то есть спин. Если направления вращения частиц вокруг их собственной оси одинаковы, то спины электрона и позитрона параллельны. В этом случае образуется относительно долгоживущий орто-позитроний; его время жизни — порядка 10~7 секунды. Если же спины антипараллельны, получается пара- лозитроний с временем жизни 1,25-10~10 секунды. В вакууме орто-позитроний гибнет с испусканием трех гамма-квантов, а пара-позитроний — двух. Позитроний, подобно зонду, можно «запустить» в любую среду и по изменению времени его жизни и других характеристик аннигиляции судить о том, что с ним там происходит. А поскольку эти изменения зависят от свойств среды, изменение характеристик позитрония может служить своеобразным индикатором, дающим информацию о самой среде. Но для того чтобы узнать что-либо о позитронии и среде его обитания, нужно прежде всего точно зафиксировать момент рождения и момент гибели позитрония. РОЖДЕНИЕ ПОЗИТРОНИЯ Проследим, как образуется позитроний. Есть радиоактивные изотопы, например натрий-22, при распаде которых возникают позитроны. Испустив позитрон, ядро натрия превращается в возбужденное ядро не- 12 она. Снять возбуждение оно может, только выбросив избыток энергии >в виде гамма- квантов. Поэтому практически в тот же момент, когда появляется свободный позитрон, вылетает и гамма-квант со строго определенной энергией—1,3 Мэв. Этот квант легко регистрируется, и таким образом определяется момент испускания позитрона, почти совпадающий с быстро следующим за ним возможным рождением позитрония. Мы говорим «возможным», потому что далеко не все позитроны превращаются в позитроний, этому препятствует много обстоятельств, и первое из них — собственная энергия позитрона. Новорожденные позитроны поначалу слишком энергичны. До тех пор, пока они не растеряют почти всю свою энергию, позитроний практически не образуется. Энергичные позитроны могут ионизировать окружающие молекулы, возбуждать внутри них электронные переходы или атомные колебания, но они не способны прочно соединяться с отнятыми у молекул электронами. Если даже в этих условиях и образуются немногочисленные атомы позитрония, то они будут иметь слишком большой запас энергии и моментально развалятся из- за столкновений с окружающими молекулами... Лишь после того как позитрон вдоволь «нагуляется» в веществе и растратит большую часть своей энергии (она уменьшается в сотни тысяч раз — от нескольких сотен тысяч электрон-вольт до нескольких электрон-вольт) , появляется реальная возможность образования атомов позитрония. Но важно, чтобы «гуляка» не растранжирил все, что имел: иначе ему уже не хватит энергии на то, чтобы отнять электрон у какой-либо молекулы. Словом, процесс образования позитрония, в какой бы среде он ни происходил, требует строгих энергетических рамок. Эти энергетические «от и до» в физике называют щелью Орё — в честь норвежского ученого, предложившего такую модель. Ширина щели определяется потенциалом ионизации окружающих молекул и энергией связи электрона с позитроном в атоме позитрония. Если по своим энергетическим данным позитрон попадает в щель Орё, то в среде инертного газа он почти наверняка образует атом позитрония, забрав электрон у одного из атомов. Но так обстоит дело только в инертных газах. В ином окружении это может слу-
читься, а может и не случиться, потому что у процесса образования позитрония есть конкуренты. Молекулы могут слишком резко замедлить позитрон, могут попросту захватить его, а может случиться и так, что позитрон оторвет какую-то часть молекулы, образуя с ней соединение... В любом случае спустя ничтожные доли секунды позитрон так или иначе погибнет вместе с каким-то электроном, и на счетчик придут кванты аннигиляции. Но это будут не те кванты, не та гибель: образовались комплексы с участием позитрона, а не позитрония. Совокупность всех процессов, уменьшающих вероятность образования позитрония, называют ингибированием. Разные вещества по-разному ингибируют позитроний. Поэтому, в частности, наблюдая превращения позитрона и позитрония, можно получать научную информацию о других веществах и процессах. Возьмем простейший пример: позитроны попали в воду. Какая-то часть их образовала атомы позитрония. Специальная аппаратура зарегистрировала все случаи рождения и смерти, и получил- 13 2 Временные спектры аннигиляции — зависимость числа актов аннигиляции от времени. 1 — аннигиляция в чистом растворителе, 2 — с добавками вещества-ингибитора. Наверху — схема методики измерения. Счетчик С, регистрирует момент появления позитрона, то есть практически момент рождения позитрония, а счетчик С2 улавливает гамма-кванты аннигиляции. Промежуток между этими сигналами и есть время жизни позитрония
ся совершенно определенный временной спектр аннигиляции позитронов, то есть зависимость логарифма числа актов аннигиляции от времени. Верхняя часть кривой образуется благодаря аннигиляции свободных позитронов и короткоживущего пара-позитрония, а «хвост»—благодаря распаду орто-позитро- ния. Получен один спектр. Теперь добавим в воду какую-то растворимую соль. В среде обитания позитронов стало больше катионов и анионов. Тогда, не успев еще образовать атомы позитрония, многие позитроны «прилипнут» к анионам — разноименные заряды притягиваются. Количество образовавшегося позитрония будет меньше, чем в первом случае, меньше станет «запоздалых» распадов, больше «ускоренных». Вид временного спектра аннигиляции, в первую очередь его «хвоста», изменится. В конечном счете, опыты с ингибирова- нием позитрония дают нам информацию о процессах замедления и захвата медленных Схема тройных совпадений позволяет регистрировать аннигиляцию атомов орто-позитрония с испусканием не двух, а трех гамма-квантов. Когда счетчики одновременно регистрируют три гамма-кванта с определенной энергией, это значит, что произошел распад орто-позитрония Корреляционные спектры аннигиляции, полученные другим — угловым методом. Их раскладывают на узкую и широкую компоненты (узкая заштрихована) N(Q) — количество распадов, при которых гамма-кванты разлетаются под определенным углом, отличным на величину 0 от 180°. У кривой 2 узкая компонента выражена сильнее, чем у кривой 1. Это значит, что во втором образце образуется больше атомов пара-позитрония благодаря тому, что происходит орто-пара-конверсия. Наверху — схема методики. С{ и С2 — счетчики гамма-квантов аннигиляции 14
;f Ф / _| cvsr . ( CO{ члени, I ЛУ позитронов (а тем самым — и об аналогичных, пока еще мало изученных, процессах для электронов). ГИБЕЛЬ ПОЗИТРОНИЯ Среда влияет не только на вероятность образования сверхлегких атомов. Она активно воздействует на позитроний в течение всей его короткой жизни, еще более ее укорачивая. В молекулярной среде долгоживущий орто-позитроний, как правило, не может просуществовать полный свой век—10~7 секунды. Он «гибнет во цвете лет». Лишь очень небольшая часть атомов орто-пози- трония, избежавшая взаимодействий, распадается, давая, как им и положено, три гамма-кванта. Остальные гибнут раньше, аннигилируя с испусканием только двух квантов. Обычно о гибели атома позитрония в веществе сообщают два гамма-кванта с энергией по 0,5 Мэв, разлетающиеся под углом, близким к 180°. Почему же в молекулярной среде позитроний живет меньше, чем ему положено жить в вакууме? Прежде всего потому, что в окружении чужеродных молекул атом позитрония может столкнуться с «посторонним» электроном, и тогда его позитрон проаннигилиру- ет с «чужаком» раньше, чем с собственным электроном... Установлено, что в жидкостях время жизни долгоживущего орто-по- зитрония по сравнению с вакуумом укорачивается примерно в 100 раз. В газе это уменьшение не столь велико и сильно зависит от давления. При атмосферном давлении оно почти не ощущается, при давлении в сотни атмосфер — может приблизиться к «жидкостной» цифре. У орто-позитрония, запущенного в чистую воду, время жизни — примерно 10"9 секунды. Добавим в жидкость какую-то примесь, чтобы проверить, как сказывается на времени жизни позитрония его химическая активность. Как и его химический двойник — атом водорода, позитроний встулает в разнооб- 15
разные реакции. Он может, например, стать участником окислительно-восстановительного процесса Ps 4- Fe3+^Fe2+ -f е+. Трехвалентное железо отняло электрон, позитрон освободился и почти сразу же столкнулся с чужим электроном И конец: счетчики фиксируют аннигиляционные гамма-кванты. Может произойти иное: позитроний соединился со свободным радикалом, присутствующим в растворе. Вокруг — изобилие чужих электронов, и позитрон, естественно, аннигилирует с одним из них прежде, чем со своим собственным. И гибнет раньше, чем мог бы. Еще есть явление, называодоое орто-па- ра-конверсией, тоже весьма пагубное для позитрония и приводящее к его преждевременной гибели. Конверсия всего-навсего превращает одну форму позитрония в другую, относительно долгоживущий орто-по- зитроний — в пара-позитроний, время жизни которого в тысячу раз меньше. Орто-па- ра-конверсия происходит при взаимодействии позитрония с веществами-парамагнетиками. У молекул парамагнетиков есть собственный магнитный момент и свой спин, не равный нулю. Под их влиянием в атоме позитрония происходит переворот в буквальном смысле этого слова. Суть его легко пояснить на примере реакции позитрония с окисью азота. Стрелками показано направление спинов. Пусть обычными стрелками будут обозначены спины электронов, а перечеркнутой — спин позитрона. Происходит реакция: Л т т «Опрокидывание» спина неспаренного электрона в молекуле парамагнетика и переориентация спина электрона в позитронии происходит, в частности, путем обмена электронами. Вместо своего электрона, вращающегося в ту же сторону, что и позитрон, позитроний приобретает электрон, вращающийся в обратном направлении. В результате наилегчайший атом переходит из орто- в пара-состояние и гибнет, даже в вакууме, уже не через 10~7, а через 10~10 секунды или чуть больше. Мы уже упоминали, что при аннигиляции пара-позитрония гамма-кванты разлетаются почти точно в противоположных направлениях. При аннигиляции движущегося позитрония угол разлета несколько иной. Свойства среды влияют и на угол разлета, ведь атомы и молекулы постоянно находятся в тепловом движении, а электроны внутри молекул — в движении с энергиями, в сотни раз превышающими тепловые. Величина отклонений угла разлета гамма-квантов от 180° зависит от природы вещества и особенностей происходящих в нем реакций. Это обстоятельство позволило создать новый метод сбора информации о веществах и процессах с помощью позитрония. Сопоставление данных, полученных разными методами, позволяет достаточно точно определить тип взаимодействия позитрония с различными химическими объектами. Применив три метода (их схемы даны на рис. 2, 3 и 4), сотрудники Института химической физики АН СССР собрали весьма обширную информацию и о самом позитронии, и о веществах, в которые вводили этот своеобразный зонд. РАСШИФРОВКА «ИНФОРМАЦИИ» (ХОТЯ БЫ НА ОДНОМ ПРИМЕРЕ) В предыдущих главах нашего рассказа мы умышленно почти ничего не говорили о том, что же нового удалось узнать о веществах и реакциях с помощью позитрония. Чтобы не вдаваться в подробности, конкретные примеры заменялись достаточно туманным словом «информация». Попробуем напоследок конкретизировать это общее понятие хотя бы одним примером. В нескольких сериях опытов изучались скорости аналогичных реакций позитрония и атомарного водорода, в частности реакции этих атомов с соединениями двух- и трехвалентного железа. Оказалось, что и в том и в другом случае позитроний реагирует с железом примерно в 100 раз быстрее водорода. О реакциях Fe2+ с водородом было известно, что здесь образуется нестойкий промежуточный комплекс HFe2+. Были все основания считать, что аналогичный комплекс (PsFe2+) возникает и при реакциях Fe2+ с позитронием, механизм же окисления атомов водорода трехвалентным железом (а это типичный пример окислительных реакций в растворах) оставался не совсем ясным. Предполагалось, в частности, что здесь действует так называемый туннель- 16
5 Схема туннельного эффекта — способности атомов или молекул реагировать при энергиях, меньших энергии активации Еа. В опытах с позитронием доказано, что в процессе окисления водорода трехвалентным железом туннельный переход электрона от восстановителя к окислителю не играет решающей роли ный эффект, благодаря которому электрон переносится от восстановителя к окислителю быстрее, чем это предписано классической, не квантовой, теорией. Суть туннельного эффекта поясняет рисунок 5. Скорость любой реакции в значительной мере определяется величиной энергии активации Еа. На графике Еа представляется потенциальным барьером — своеобразным пиком, внешне похожим на горный. Слева от горы — состояние молекул до реакции, справа — после нее. Согласно классическим представлениям, для того чтобы попасть из левого «отсека» в правый, молекула должна обладать энергией больше энергии активации Еа. В противном случае молекула отразится, отскочит от барьера и останется в левом отсеке. Но в обычных условиях лишь немногие, очень немногие молекулы могут в результате теплового движения приобрести энергию, большую Еа. Нужно как-то возбудить большое число молекул, тогда реакция пойдет со значительной скоростью, переход в правый отсек станет для них возможным. Но квантовая механика предусматривает и другой путь — путь, наиболее доступный для легких частиц, в частности для электронов. Эти частицы могут перейти из левого отсека в правый не поверх барьера, а сквозь него, будто бы там есть туннель. Это и есть туннельный эффект. В этом случае способностью к химическому взаимодействию обладают и те частицы, энергия которых намного меньше энергии активации. Предполагалось, что нечто подобное может происходить и при окислении водорода трехвалентным железом — электрон как бы просачивается от протона к иону железа... Если бы скорости окисления позитрония и водорода оказались одинаковыми, то предположение о решающей роли туннельного проникновения электрона в этой реакции можно было бы считать почти доказанным. Но опыты показали, что скорости этих реакций отличаются очень сильно. Следовательно, туннельный эффект не может играть здесь решающей роли, и это предположение надо отвергнуть. Видимо, как и в случае реакций «с двухвалентным железом, процесс идет через стадию образования нестойких комплексов. Этот сравнительно несложный пример показывает, как позитронныи метод дает 2 Химия и Жизнь, Н 8 17
конкретную информацию о механизме химических реакций, причем реакций уже не самого экзотического атома Ps, а веществ, весьма важных и распространенных. Эти результаты существенны для теоретической химии в целом. Позитроний оказался чрезвычайно чувствительным инструментом для установления структуры сольватных оболочек, окружающих ионы в растворах. Он помогает выяснить, насколько доступны для атаки извне ионы-комплексообразователи, защищенные оболочками, и в равной степени— атомы, входящие в оболочки. Позитрон- ный метод позволяет также определить, насколько сильно делокализованы, то есть «размазаны» по оболочке, непарные валентные электроны. Сопоставляя изменения времени жизни орто-позитрония в растворителях разной вязкости, можно разграничить скорости диффузии реагирующих атомов друг к другу и их взаимодействия в химической реакции. Это важно для изучения кинетики реакций в растворах. Опыты по конверсии, присоединению и замещению атомов позитрония в газах показали, что с помощью «новых атомов» можно обнаружить микропримеси посторонних веществ и свободных радикалов в газах. По изменению углов разлета гамма- квантов удается определять время жизни неустойчивых, весьма короткоживущих (порядка Ю-12 секунды) промежуточных продуктов. Словом, примеров, подтверждающих широкие возможности позитронного метода, можно было бы привести достаточно много. Но вряд ли это целесообразно в популярной статье, цель которой — предварительное ознакомление читателей «Химии и жизни» с новым методом физико-химического исследования и со сравнительно новым (во всяком случае, далеко не всем известным), самым легким из мыслимых атомов. Хотелось бы только, в заключение, отметить плодотворность экспериментальных методов ядерной физики при решении проблем современной химической науки. Изучение этими методами реакций позитрония— наглядный тому пример. Рисунки Ю. ВАЩЕНКО ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ш U ЕС О Международная конференция по удержанию плазмы в замкнутых ловушках. Сентябрь. СССР, Дубна. Международный симпозиум по теоретическим основам высокой первичной продуктивности экосистем. Сентябрь. СССР, Москва. 4-я международная конференция по техническому прогрессу в целлюлозно-бумажной промышленности. Сентябрь. Польша, Лодзь. 3-я международная конференция по глине. Сентябрь. Япония, Токио. Европейский симпозиум по сточным водам. Сентябрь. ФРГ, Мюнхен. 4-й международный конгресс по коррозии металлов. Сентябрь. Нидерланды, Амстердам. Международный симпозиум по дистилляции. Сентябрь. Великобритания, Брайтон. Симпозиум по учреждению музея естественной истории в ГДР. Сентябрь. ГДР, Берлин. Международная промышленная конференция. Сентябрь. США, Сан-Франциско. Международный симпозиум по аналитической химии. Сентябрь. Великобритания, Бирмингем. Международный симпозиум по химии и морфологии старения. Сентябрь. США, Атлантик-Сити. Международный симпозиум по биологическим аспектам радиационной защиты. Сентябрь — октябрь. Япония, Киото. 4-й конгресс Международной ассоциации по исследованию в области загрязнения воды. Сентябрь. Чехословакия, Прага. 29-й Международный конгресс по фармацевтическим наукам. Сентябрь. Великобритания, Лондон. 7-й Международный конгресс по клинической химии. Сентябрь. Швейцария, Женева. ш ** ffll ОО и* Сессия Научного совета по адсорбентам АН СССР. Сентябрь. Дзержинск. 2-я Всесоюзная конференция по тябрь. методам получения и анализа ского биохимических препаратов. Сен- ССР). Рига (Институт органиче- синтеза АН Латвийской -А- 18
ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ X m < U Международная выставка обуви, нвтуральной и искусственной кожи, кожгалантерейных изделий и оборудования для их производства («Обувь-69»). 24 сентября — 8 октября. Москва, парк «Соколь- в Национальная выставка «Народная Республика Болгария — 25 лет по пути социализма». 26 сентября — 20 октября. Москва, ВДНХ СССР. Выставка японских синтетических и текстильных материалов и изделий из них. 10—23 сентября. Москва, «Солнечный павильон» Центрального стадиона им. В. И. Ленина в Лужниках. Выставка измерительных приборов. Устроитель «Метронекс», Польша. 12—20 сентября. Киев, ВПОНХ УССР. л, U U и X X В сентябре пввипьон «Химическвя промышленность» организует семинары: «Ингибиторы, защитные смазки и консервация металлических изделий»; «Очистка сточных вод и газовых выбросов в атмосферу»; «Термическая обработка полимерных материалов (пластмасс и резин) в химическом и нефтяном машиностроении»; «Методика проведения анализов газообразных, жидких и летучих веществ с помощью современных хроматографов». X X В ближайшее время выходят в издательстве «Мир»: Гпикопротеины. Под редвкцией А. Готтшапка. Часть 1. 2 р. 50 к. Мвкромопекулярные синтезы. Вып. 2. 60 к. Полимеры в медицине. Сборник статей. 1966—1968. 1 р. 10 к. Химия бепкв. Сборник статей. 1 р. 25 к. Ф. Коттон, Дж. Уипкинсон. Современная неорганическая химия. Часть 1. 3 р. 80 к. Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. Современная неорганическая химия. Часть II. 2 р. 95 к. Ф. Крегер. Химия несовершенных кристаллов. 4 р. 20 к. Дж. ТомвСг У. Томас. Гетерогенный катализ. 3 р. 50 к. Физике полимеров. Сборник ств- тей. 1967—1968. 1 р. 30 к. | Всесоюзный институт научной и тех- нической информации (ВИНИТИ) X Государственного комитета Со- 5 вета Министров СССР по нау- К ке и технике и Академии наук § СССР издает информационные £ ежегодники: «Итоги науки» — по О естественным наукам и «Итоги науки и техники» — по техническим наукам. В ежегодниках обобщаются и систематизируются важнейшие достижения в отдельных областях науки и техники по материалам, опубликованным в Реферативном журнале за год. В области химии ВИНИТИ издает следующие выпуски: Кристаллохимия, Неорганическая химия. Технология органических веществ. Физическая химия, Электрохимия. 2* 19
ЭЛЕМЕНТ К!... ЭЛЕМЕНТ № ... ЭЛЕМЕНТ И? .,. ЭЛЕМЕНТ К? ... Na 22, 9898 НАТРИЙ Кандидат химических наук А. М. СКУНДИН Рисунки А. РУБИНИНА 3 января 1959 года в небе появилась комета. Не обычная комета — искусственная: из летящей к Луне советской космической ракеты было выпущено облако паров натрия. Пурпурное свечение натриевой кометы позволило уточнить траекторию первого летательного аппарата, прошедшего по маршруту Земля — Луна. Это было первое космическое применение элемента № 11. НАТРИИ - НАШИМ ПРЕДКАМ По распространенности на нашей планете натрий занимает шестое место среди всех элементов. Природные соединения натрия— это полевые шпаты и каменная соль, криолит и селитра, мирабилит и бура, нефелин и ультрамарин. И не удивительно, что с соединениями натрия наши предки познакомились очень давно, питекантропу хлористый натрий был так же необходим, как и современному человеку. В Ветхом завете упоминается некое вещество «нетер». Это вещество употреблялось, по современной терминологии, как моющее средство. Скорее всего, «нетер» — это^ просто сода, углекислый натрий, который образовывался в соленых египетских озерах с известковыми берегами. Об этом же веществе, но под названием «нитрон» писали позже греческие авторы — Аристотель, Диоскорид, а древнеримский историк Плиний Старший, упоминая это вещество, называл его уже «нитрум». (Как это часто бывает, в конце концов возникла путаница, и в XVI веке термином «нитрум» обозначали селитру — азотнокислый натрий.) У арабских алхимиков вместо «нитрум» употреблялся термин «натрон». От «натро- на» и произошло современное название «натрий». В XVIII веке химикам было известно уже очень много различных соединений натрия. Соли натрия широко применялись в медицине, при выделке кож, при крашении тканей. И хотя о соединениях натрия знали очень М'ного, сам элемент вплоть до XIX века открыт не был. Слишком активен этот элемент, чтобы его можно было выделить традиционными химическими методами. 20
ВЫХОДЕЦ ИЗ ЩЕЛОЧИ 19 ноября 1807 года в Лондоне на заседании Королевского Общества сэр Гемфри Дэви объявил об открытии им новых элементов — натрия и калия. Выделить эти элементы удалось с помощью электрического тока. Единственным реально применимым источником электричества в то время был вольтов столб. Вольтов столб, которым пользовался Дэви, состоял из 250 пар медных и цинковых пластин. Д. И. Менделеев так описывает открытие Дэви: «Соединяя с положительным (от меди или угля) полюсом кусок влажного (чтобы достичь галь- ванопроводности) едкого натра и выдолбив в нем углубление, в которое налита была ртуть, соединенная с отрицательным полюсом (катодом) сильного вольтова столба, Дэви заметил, что в ртути растворяется, при пропускании тока, особый металл, менее летучий, чем ртуть, и способный разлагать воду, вновь образуя едкий натр». Дэви первым изучил свойства натрия и калия, он отметил легкую окисляемость щелочных металлов, указал, что пары натрия воспламеняются на воздухе. Выделение щелочных металлов было, конечно, выдающимся открытием в химии, но технике того времени оно не дало ровным счетом ничего. Более того, никто не знал, какую вообще пользу могут принести мягкие и очень активные металлы, воспламеняющиеся под действием воды. Через год Жозеф Гей-Люссак и Луи Тенар получили натрий без электролиза, при реакции едкого натра с железом, нагретым до красного каления. Но и это открытие не изменило положения натрия как металла «только для химиков», металла без применений, и это продолжалось почти 17 лет. Но в 1824 году с помощью натрия 21 Гемфри Дэви A778—1829)—первооткрыватель натрия, калия, магния, кальция, стронция и бария Атомная подвпднан лодка, где роль теплоносителя в энергетической установке выполняет жидкий натрий. Буквой Р обозначен реактор
был выделен алюминий (из хлористого алюминия), и интерес к натрию сразу возрос. Вскоре, однако, для восстановления алюминия стали применять калий, и производство натрия опять пошло на убыль. Лишь через 32 года А. Сент-Клер Девиль и Р. Бунзен доказали, что в производстве алюминия все-таки лучше пользоваться натрием, а не калием. Сент-Клер Девиль разработал первый промышленный способ получения алюминия, для которого натрий был необходим. Пришлось попутно разработать и промышленный способ получения элемента № 11. По Сент-Клер Девилю, натрий получали, восстанавливая соду углем в присутствии известняка. В 1886 году этот способ был усовершенствован, но в том же году натрий снова остался не у дел: спустя буквально несколько месяцев американец Ч. М. Холл и француз П. Эру почти одновременно разработали электролитический способ получения алюминия. Для того чтобы натрий вновь вернулся в промышленные сферы, нужны были по меньшей мере две вещи: новые производства, которые не могли бы обойтись без него, и эффективные методы получения дешевого натрия. ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ В 1890 году был разработан электролитический способ получения элемента № 11. По существу это был перенос в промышленность опыта восьмидесятилетней давности— опыта Дэви. Электролизу подвергали расплав едкого натра, только источники энергии были уже иные — более совершенные, чем вольтов столб. Спустя 34 года американский инженер Д. Дауне принципиально изменил процесс электролитического получения натрия, заменив щелочь гораздо более дешевой поваренной солью. С этого времени поваренная соль постепенно вытесняла щелочь из натриевого производства, и теперь практически весь натрий получают из NaCl. Дешевле стала и электроэнергия. Все это, конечно, не могло не сказаться на стоимости элемента № И. Если в 1890 году килограмм натрия стоил 4,5 доллара, то в 1953 — всего лишь 35 центов. О масштабах мирового производства элемента № 11 можно судить по таким цифрам: 1913 год —6000 тонн, 1952 год (без СССР) —140 000 тони, 1966 год (тоже без СССР)—более 180 000 тонн натрия. На что же расходуются эти тысячи и сотни тысяч тонн? Прежде всего, на производство некоторых соединений элемента № 11 — далеко не все они есть в природе. Каменная соль (или галит) NaCl, чилийская селитра NaN03, криолит Na3AlF4, глауберова соль Na2S04- 10Н2О, бура Na2B407- 10H2O и некоторые силикаты — вот основные природные соединения натрия. А такие важные натриевые соли, как» например, соду или гипосульфит, приходится получать искусственно. К счастью, производства этих веществ обходятся без металлического натрия. Зато цианид натрия, применяемый в электрохимии и при добыче цветных металлов, выгоднее всего получать, используя в качестве сырья сам элемент № 11. Или другой пример. Производное аммиака— натрийамин (он же — натрийамид) NaNH2 получают в реакции жидкого NH3 с металлическим натрием. Это вещество нестойко, оно бурно реагирует с водой, и вообще, работая с ним, нужно соблюдать не меньше осторожности, чем при работе с металлическим натрием. Натрийамин нужен для получения двух очень важных для нас веществ — синтетического индиго и витамина А. Следовательно, для получения и красителя, и витамина нужен натрий. В 1928 году группа ленинградских химиков во главе с профессором С. В. Лебедевым синтезировала первый в мире син- 22
тетический каучук, который назвали натрий-бутадиеновым. «Бутадиеновым» — потому, что этот СК — продукт полимеризации бутадиена-1,3, а «натрий» — оттого, что именно элементарный натрий служил катализатором процесса полимеризации. Исходными веществами в производстве синтетических моющих средств чаще всего бывают высшие спирты (то есть спирты, молекулы которых содержат длинные цепочки атомов углерода). Эти спирты получают восстановлением соответствующих кислот, а лучший восстановитель в этих реакциях — все тот же натрий... Многим, вероятно, покажется странным утверждение, что элемент № 11 нужен транспорту. Тем не менее это так. В производстве тетраэтилсвинца — самого распространенного антидетонатора моторных топлив — в качестве сырья используют сплав свинца с натрием (в соотношении 9:1). Другой сплав на основе свинца, в составе которого 0,58% натрия, необходим железнодорожному транспорту. Из этого сплава делают подшипники осей железнодорожных вагонов. Значительные количества элемента № 11 идут на производство перекиси натрия Na202. Это вещество применяют для регенерации кислорода на подводных лодках. Металлический натрий — и твердый, и жидкий — очень хорошо проводит и передает тепло. На этом основано его применение в качестве теплоносителя. Такую роль 23 натрий выполняет в довольно многих химических производствах (когда нужен равномерный обогрев с температурой 450— 650°С), в машинах для литья под давлением, в клапанах авиационных двигателей, в атомных реакторах. Для атомной техники важно также, что натрий почти не захватывает тепловые нейтроны и не влияет на ход цепной ядерной реакции. Нельзя забывать еще об одном важном применении натрия. Как один из самых активных восстановителей элемент № 11 используют для получения некоторых редких металлов, например циркония. Стоит ли после всего этого удивляться не прекращающемуся росту производства натрия? Заканчиваем наш рассказ об элементе № 11 словами Дмитрия Ивановича Менделеева, написанными сто лет назад, но вдвойне справедливыми для наших дней: «Получение металлического натрия относится к важнейшим открытиям в химии не потому одному, что через то расширилось и стало более правильным понятие о простых телах, но потому особенно, что в натрии видны химические свойства, лишь слабо выраженные в других общеизвестных металлах». Подробный рассказ о химических свойствах натрия опущен по той причине, что это один из немногих разделов химии, которые достаточно полно излагаются в школьных учебниках.
Что вы знаете и чего не знаете о натрии и его соединениях НАТРИЙ НА ПОДВОДНОЙ ЛОДКЕ Натрий плавится при температуре 98° С, а кипит только при 877° С. Следовательно, температурный интервал жидкого состояния у этого элемента достаточно велик. Именно поэтому (и еще благодаря малому сечению захвата нейтронов) натрий стали использовать в ядерной энергетике как теплоноситель. Некоторые атомные подводные лодки оснащены энергоустановками с натриевыми контурами. Тепло, выделяющееся в реакторе, нагревает жидкий натрий, который циркулирует между реактором и парогенератором, В парогенераторе натрий, охлаждаясь, испаряет воду, и полученный пар высокого давления вращает паровую турбину. Для тех же целей используют сплав натрия с калием. ОКИСЬ И ПЕРЕКИСЬ Обычно при окислении натрия образуется окись состава ЫагО. Однако если сжигать натрий в сухом воздухе при повышенной температуре, то вместо окиси образуется перекись ЫагОг- Это вещество легко отдает свой «лишний» атом кислорода и обладает поэтому сильными окислительными свойствами. Одно время перекись натрия широко применяли для отбелки соломенных шляп. Но сейчас это вещество применяют с другими целями — для отбелки бумаги и для регенерации воздуха на подводных лодках. При взаимодействии перекиси натрия с углекислым газом протекает процесс, обратный дыханию: 2 Na202 + 2 С02 -+ 2 Na2C03 + 02, то есть углекислый газ связывается, а кислород выделяется. НАТРИИ И ЗОЛОТО К тому времени, как был открыт натрий, алхимия была уже не в чести, и мысль о превращении натрия в золото не будоражила умы естествоиспытателей. Однако сейчас ради получения золота расходуется очень много натрия. Золотую руду обрабатывают раствором цианистого натрия. При этом золото превращается в растворимое комплексное соединение, из которого его выделяют с помощью цинка. Известно, что 15 лет назад в цианистый натрий ежегодно превращали около 20 тысяч тонн металлического натрия. В промышленных масштабах цианистый натрий получают при взаимодействии натрия, аммиака и кокса при температуре около 800° С. НАТРИЕВЫЕ ПРОВОДА Электропроводность натрия в три раза ниже, чем электропроводность мед к Но натрий в девять раз легче! Выходит, что натриевые провода выгоднее медных. Конечно, тонкие провода из натрия не делают, но вот шины для больших токов целесообразно из- говлять именно из натрия. Эти шины представляют собой зава- реннме с торцов стальные трубы, внутри заполненные натрием. Та' кие шины дешевле медных. НАТРИЙ В ВОДУ?! Каждый школьник знает, что произойдет, если бросить кусочек натрия в воду. Точнее, не в воду, а на воду, потому что натрий легче воды. Тепла, которое выделяется при реакции натрия с водой, достаточно, чтобы расплавить натрий. И вот бегает по воде натриевый шарик, подгоняемый выделяющимся водородом. Однако реакция натрия с водой — не только опасная забава; напротив, она часто бывает полезной. Натрием надежно очищают от следов воды трансформаторные масла, спирты, эфиры и другие органические вещества, а с помощью амальгамы натрия (то есть спла- 24
ва натрия со ртутью) можно быстро определить содержание влаги во многих соединениях. Амальгама реагирует с водой намного спокойнее, чем сам натрий. Для определения влажности к пробе органического вещества добавляют определенное количество амальгамы натрия и по объему выделившегося водорода судят о содержании влаги. НАТРИЕВЫЙ ПОЯС ЗЕМЛИ Вполне естественно, что на Земле натрий никогда не встречается в свободном состоянии —слишком активен этот металл. Но в верхних слоях атмосферы — на высоте около 80 км — обнаружен слой, содержащий атомарный натрий. На такой высоте практически нет кислорода, нет там и паров воды и вообще ничего, с чем натрий мог бы вступить в реакцию. Спектральными методами натрий был обнаружен и в межзвездном пространстве. ИЗОТОПЫ НАТРИЯ Природный натрий состоит только из одного изотопа — с массовым числом 23. Известны шесть радиоактивных изотопов этого элемента, причем два из них представляют значительный интерес для науки. Натрий-22, распадаясь, излучает позитроны — положительно заряженные частицы, масса которых равна массе электронов. Этот изотоп с периодом полураспада 2,55 года используют в качестве позитронного источника. А изотоп натрий-24 (его период полураспада — около 15 часов) применяют в медицине для диагностики и лечени я некоторых форм лейкемии — тяжелого заболевания крови. КАК ПОЛУЧАЮТ НАТРИЙ Современный электролизер для получения натрия—довольно внушительное сооружение, внешне напоминающее печь. Эта «печка» сложена из огнеупорного кирпича и снаружи окружена стальным кожухом. Снизу через дно электролизера введен графитовый анод, окруженный кольцеобразной сеткой — диафрагмой. Эта сетка не дает возможности натрию проникнуть в анодное пространство, где выделяется хлор. Иначе натрий сгорел бы в хлоре. Катод, кстати, тоже кольцеобразный. Он сделан из стали. Обязательная принадлежность электролизера — два колпака. Один устанавливают над анодом для сбора хлора, другой — над катодом для отвода натрия. В электролизер загружают смесь тщательно высушенных хлористого натрия и хлористого кальция. Такая смесь плавится при более низкой температуре, чем чистый хлористый натрий. Обычно электролиз происходит при температуре около 600° С. На электроды подают постоянный ток (обычно напряжением около 6 вольт); на катоде происходит разряд ионов Na+ и выделение металлического натрия. Натрий всплывает и отводится в специальный сборник (разумеется, без доступа воздуха). На аноде разряжаются ионы хлора С1~ и выделяется газообразный хлор — ценный побочный продукт натриевого производства. Обычно электролизер работает над нагрузкой 25—30 тысяч ампер, при этом в сутки производится 400—500 кг натрия и 600—700 кг хлора. «САМЫЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ МЕТАЛЛ» Так иногда называют натрий. Это не совсем справедливо: в менделеевской таблице нарастание металлических свойств происходит по мере продвижения справа налево и сверху вниз. Так что у аналогов натрия по группе — франция, рубидия, цезия, калия — металлические свойства выражены сильнее, чем у натрия. (Конечно, имеются в вицу только химические свойства.) Но и у натрия есть полный комплекс «металлических» химических свойств. Он легко отдает свои валентные электроны (по одному на атом), всегда проявляет валентность 1+, обладает ярко выраженными восстановительными свойствами. Гидроокиси «типичных металлов» должны быть основаниями. Гидроокись натрия NaOH—сильная щелочь. Все это объясняется строением атома натрия, во внешней оболочке которого только один электрон, и с ним атом легко расстается. В кислороде, фторе и хлоре натрий горит, с серой реагирует уже при растирании в ступке, серную кислоту восстанавливает до серы или даже до сульфида, а «сухой лед» (твердая углекислота) при контакте с датрием взрывается. Поэтому углекислотно- снежные огнетушители ни в коем случае нельзя применять для тушения горящего натрия. 25
Самолет сельскохозяйственной свиации разбрасывает минеральные удобрения на поля СЕВЕРНЫЙ КАВКАЗ ПОСЛЕ ПЫЛЬНЫХ БУРЬ. КАКИМ БУДЕТ УРОЖАЙ? Каждую зиму над Сибирью и Уралом образуется зона повышенного атмосферного давления — сибирский антициклон. Между этой зоной и атмосферой над Черным морем возникает перепад давлений — огромные массы воздуха устремляются на запад и юго-запад. И вплоть до весны, временами ослабевая, а иногда достигая ураганной силы, на равнинной части Северного Кавказа дуют ветры. Так было и в этом году. Но на этот раз антициклон сместился западнее, а ветры были значительно сильнее обычного. В начале января скорость урагана, который пронесся над Кубанью, Нижним Доном и Ставропольем, пересек Черное море и достиг Болгарии, превышала пятьдесят километров в час. Потом ветер немного утих, а через три недели — в начале февраля — началась новая буря. В сложной обстановке трудящиеся, партийные и советские организации республик, краев и областей Северного Кавказа проявили большую выдержку и мужество. Хотя от урагана пострадали многие промышленные предприятия, ни один завод, ни одна фабрика не прекращали работу, и в городах последствия зимних бурь были 26
полностью ликвидированы за несколько дней. Положение в сельском хозяйстве края оказалось значительно сложнее. Прошлый год был на Северном Кавказе рекордным по урожайности: на Кубани собрали в среднем по 30 центнеров озимой пшеницы с гектара. Специалисты полагали, что в 1969 году удастся превысить прошлогодние результаты. Но зима выдалась на- редкость морозной и бесснежной, влажность почвы была примерно вдвое ниже обычной. И в это время начались ураганные ветры. Верхний слой почвы не был защищен снегом, был слишком сухим. Ветер вымел или повредил всходы озимой пшеницы на сотнях тысяч гектаров. Начались пыльные бури. Ураган поднял в воздух сухую землю, засыпал оросительные каналы и ирригационные сооружения. Поля, особенно не защищенные лесными массивами, лишились верхнего слоя почвы. Толщина этого слоя всего четыре-пять сантиметров, а пласты кубанского чернозема достигают метра в глубину. Но верхний, так называемый гумусный, слой почвы самый плодородный. Он состоит из продуктов биохимических превращений растительных и животных организмов. В гумусе в виде нитратов, сульфатов и фосфатов находятся необходимые для питания растений элементы— азот, сера, фосфор. В гумусе сосредоточены органические соединения и микроорганизмы, которые перерабатывают удобрения и остатки растений в легко усваиваемые сельскохозяйственными культурами вещества. Наконец, именно гумусный слой — наиболее прочная и устойчивая к вымыванию часть почвы. Сразу же по окончании пыльных бурь перед пострадавшими от урагана районами встали две задачи: не допустить резкого снижения урожаев в 1969 году и в короткие сроки восстановить плодородие почвы. Чтобы сохранить урожай, было необходимо: 1) расчистить оросительные каналы, 2) пересеять пострадавшие посевы (после февральских бурь выяснилось, что погибло больше половины посевов озимой пшеницы), 3) внести дополнительно большое количество минеральных удобрений. Очистка оросительных систем от земляных заносов началась еще в феврале. В колхозы и совхозы края приезжали работать рабочие городских предприятий, студенты сельскохозяйственных институтов. В основном мелиоративные и ирригационные сооружения были восстановлены к началу посевной. Вместо погибшей озимой пшеницы, по рекомендациям ученых, было решено сеять кукурузу, ячмень, яровую пшеницу. Кукуруза и ячмень — наиболее подходящие культуры для сложившихся в крае условий. В отличие от пшеницы, зерна которой заделывают в почву на глубину один- два сантиметра, кукурузу сеют в три-четыре раза глубже. Поэтому весенние ветры не могут повредить ее посевы. И ячмень, и кукуруза неприхотливы: даже на полях, лишенных гумусного слоя, можно ожидать высоких урожаев этих культур. Во время посевной этого года кукурузой на Северном Кавказе засеяли около полумиллиона гектаров пашни, 80 тысяч гектаров заболоченных земель отвели под рис. Для пересева пострадавших полей нужны были семена и техника: ведь объем весенних полевых работ увеличился почти вдвое. В начале этого года Партия и Правительство приняли меры по оказанию помощи краям, областям и автономным республикам Северного Кавказа. Только Кубань получила сверх плана больше полутора тысяч грузовиков, триста комбайнов, больше тысячи сеялок, кукурузоуборочные комбайны, экскаваторы, бульдозеры, разбрасыватели удобрений. А чтобы закончить сев в благоприятные сроки, на полях края была организована круглосуточная работа. В Краснодарском крае днем и ночью (машины были оборудованы дополнительным освещением) работали десятки тысяч тракторов Минеральные удобрения особенно эффективны на черноземах Северного Кавказа: при благоприятных условиях 5 центнеров удобрений на гектар могут дать прибавку урожая пшеницы до 15 центнеров. В этом году только в Краснодарский край завезли дополнительно 200 тысяч тонн азотных и 80 тысяч тонн фосфорных удобрений. Во время посевной механизаторы грузили в бункеры сеялок смесь удобрений й семян— одновременно сеяли и подкармливали обедненную питательными веществами почву. На Дону и Кубани больше трехсот самолетов сельскохозяйственной авиации удобряли посевы с воздуха. А ночью на поля выезжали тракторы с прицепными разбрасывателями удобрений. 27
Когда эта заметка будет опубликована, на Кубани и в Ставрополье начнется уборка. Какой урожай можно ждать в этом году? Специалисты считают, что на полях Северного Кавказа, несмотря на стихийные бедствия, удастся собрать урожай, мало уступающий прошлогоднему. Кукуруза, ячмень, рис восполнят потери пшеницы в зерновом балансе края. Впрочем, урожаи главной зерновой культуры снизятся незначительно: например, полеводы Кубани рассчитывают получить не менее 25 центнеров пшеницы с гектара. Урожай этого года — тактическая цель хлеборобов Северного Кавказа. Их стратегия — полностью восстановить плодородие почвы. Сделать это за один год вряд ли удастся: структура и химический состав гу- мусного слоя складываются годами. Чтобы ускорить естественные биохимические процессы образования слоя плодородия, придется несколько лет вносить в землю большие количества минеральных и органических удобрений, тщательно контролировать химический состав почвы. В последние годы на Северном Кавказе недостаточное внимание уделяли посадке леса. Но уже в этом году в наиболее «продуваемых» местах края закладывают лесные полосы на площади пятьдесят тысяч гектаров. Новые посадки остановят эрозию почвы, удержат в земле влагу и питательные вещества, защитят поля Кубани, Дона и Ставрополья от северо-восточных ветров, которые могут повторяться каждый год. Ф. ДОРОВСКИХ, сотрудник газеты «Советская Кубань» ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ ПЕСЧИНОК По просьбе корреспондента «Химии и жизни» заведующий лабораторией физики аэродисперсных систем Научно-исследовательского института имени Л. Я- Карпова доктор химических наук Николай Альбертович ФУКС рассказывает о механизме эрозии почвы. Впервые в мировой научной литературе механизм возникновения пыльных бурь описал геолог Н. А. Соколов в книге «Дюны, их образование и развитие», изданной в конце прошлого века. Вот как происходит ветровая эрозия почвы. Даже в самый сильный ветер воздух у поверхности земли почти неподвижен, но с высотой скорость ветра быстро увеличивается. Воздушные потоки ударяются о выступающие на поверхности земли песчинки и начинают их перекатывать. Налетая на выступы и другие песчинки, частицы почвы подпрыгивают, падают обратно на землю, снова подпрыгивают. Как установил Н. А. Соколов, это явление (так называемая сольтация) играет основную роль при переносе почвы и песка под действием сильных (но не ураганных) ветров. А во время урагана подпрыгивающие частицы приобретают большую кинетическую энергию и, упав на землю, выбивают не* сколько новых песчинок. По сути дела это — автокаталитический процесс, подобный разветвленным цепным реакциям. Прн сильном ветре частицы почвы уносятся турбулентными потоками воздуха вверх — переходят в аэрозольное состояние. Так начинается «черная буря». Ветер «вырывает» слои почвы и переносит их за многие сотни километров. Чтобы прервать «цепную реакцию песчинок» и остановить эрозию почвы, вспаханные поля на пути ветра должны чередоваться с участками земли без необходимого для «реакции» материала — с лугами, засеянными многолетними травами. Но сокращать посевные птощади в таких плодородных районах, как Кубань и Ставрополье, по меньшей мере бесхозяйственно. И единственное средство защиты от пыльных бурь — лесные полосы, преграждающие дорогу ветру. На Северном Кавказе мне не раз приходилось осматривать поля, пострадавшие от пыльных бурь. Примерно в трехстах-пятистах метрах от лесных посадок верхний слой почвы и всходы озимых, как правило, почти не страдают от ветра. Затем следует полоса пашни с прореженными всходами, а дальше — голая земля. Все это видно исключительно четко, как условные обозначения степей, полупустынь и пустынь на географической карте. И, по-видимому, принятую во многих районах частоту посадки лесных полос — че- 28
Под напором воздушного потока тическую энергию, достаточную Турбулентные потоки воздуха под- от земли оторвалась всего одна для того, чтобы поднять в воздух хоатывают частицы почвы и под- песчинка. Попав в зону «большо- еще несколько частиц. Так начи- нимают их вверх — начинается го ветра», она приобретает кине- нается «цепная реакция песчинок». пыльная буря ^■У ййй ~sf &JLs£><Z~. ^^ 5* Я рез один километр — следует пересмотреть: закладывать полосы нужно вдвое чаще. В начале пятидесятых годов существовало мнение, что мощные лесные массивы — ветроломы, высаживаемые по водоразделам рек, гораздо эффективней лесополос на полях. Однако посадка больших лесов обходится слишком дорого, а защищают они от ветра те же пятьсот метров пашни, что и лесная полоса в несколько метров шириной. Какие еше требования предъявляют полезащитным насаждениям? Полосы должны быть сплошными, без разрывов и просек: потоки воздуха врываются в просеки и растекаются по полям. И в то же время лесополоса не должна быть очень густой, иначе воздушные массы, не теряя своей силы, переваливают через нее, «Продуваемые» полосы, напротив, рассеивают энергию воздушного потока и хорошо защищают посевы. Надо сказать, что лесополосы защищают поля не только от ветровой эрозии; с уменьшением скорости ветра сокращается испарение влаги из почвы. Не менее важную роль играют посадки высоких трав и кукурузы, так называемые кулисы: они защищают поля от летних ветров — суховеев, которые на Северном Кавказе не менее опасны для урожая, чем зимние и весенние бури. Поэтому дополнительные посевы кукурузы, призванные в этом году восполнить потери зерна, могут на время заменить недостающие пока лесные посадки. ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ВМЕСТО ПЛАТИНЫ В последнее время большое распространение получило производство теплоизоляционных тканей из расплавленных силикатов способом раздува вытекающих струй. Основной недостаток этого способа—применение фильерных питателей из дорогого и дефицитного платино-родиевого сплава. Недавно на опытно-промышленной установке для производства силикатного штапельного волокна испытаны фильеры из дисилицида молибдена (MoSb). Хотя отверстия таких фильер под воздействием струй расплавленного базальта со временем разъедаются, металлокерамические питатели могут работать без замены в течение 10 суток. Это время можно увеличить, используя платино-ро- диевые вкладыши, которые весят в 20 раз меньше платино-родие- вых питателей. «Порошковая металлургия», 1968, № 8 ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ АММИАК В Стэнфордском университете (США) разработан электролитический способ синтеза аммиака из молекулярного азота. Процесс идет при комнатной температуре и атмосферном давлении в электролите, состоящем из раствора четырехокиси титана и хлористого алюминия в органическом растворителе 1,2-диметоксиэтане. Хотя при плотности тока 50 миллиампер на квадратный сантиметр поверхности электрода и напряжении 90 вольт выход продукта невелик — всего 10%, электрохимики считают, что электролитический метод вполне может конкурировать с высокотемпературным синтезом аммиака на катализаторе. «Nitrogen» (Англия), 1968, №56 29
Энергосиловая установка для электромобиля: бензиновый двигатель, генератор, аккумулятор "Историю бензинового и электрического автомобилей можно сравнить с гонкой. Электромобиль засиделся на старте, а теперь пытается догнать далеко ушедшего вперед соперника. Станем ли мы свидетелями конца автомобильного века и начала электромобильного? Кто выиграет гонку? Время покажет...". Так заканчивалась статья "Второе открытие электромобиля" в восьмом номере "Химии и жизни" за 1967 год. Конечно, два года - срок недостаточный, чтобы выявить победителя гонки. Но за это время наряду с новыми моделями бензиновых машин появились вполне современные экспериментальные электромобили. Об одном из них, Сделанном в нашей стране, рассказывают корреспонденты "Химки и жизни" И.ГУРЕ- ВИЧ и О.ЛИБКИН. г 30
В НАЗНАЧЕННОЕ ВРЕМЯ электромобиля на месте не оказалось: он уехал заправляться бензином. Минут через пятнадцать светло-зеленый микроавтобус, точь-в-точь такой же, как маршрутное такси, которым мы добирались от метро, въехал во двор. Впрочем, когда он остановился и его можно было как следует разглядеть, оказалось, что сходство неполное. Во-первых, над решеткой радиатора не было традиционной эмблемы Рижского опытного автобусного завода «RAF». Во-вторых, сзади на кузове оказались вентиляционные решетки. И, наконец, на номерном знаке после цифр 22-23 белым по черному было написано «проба». В 1966 ГОДУ в Центральной лаборатории нейтрализации и проблем энергетики автомобилей и тракторов (ЛАНЭ) начали конструировать силовую установку, которая, по зймыслу инженеров, должна была быть теоретически абсолютно безвредной. Начало этой работы совпало с охватившим все развитые страны «электромобильным бумом». Загрязнение городского воздуха выхлопными газами зашло так далеко, что машина без бензина, солярки, цилиндров и выхлопной трубы, казалась чуть ли не панацеей от всех автомобильных бед. На страницах научных и популярных журналов замелькало слово «электромобиль», *а ведущие автомобильные и электротехнические фирмы принялись усиленно рекламировать свои экспериментальные машины, предсказывая им господство на дорогах в самом ближайшем будущем. Когда же рекламные страсти несколько поутихли, стало ясно, что химические источники тока пока слишком тяжелы и дороги, чтобы можно было заявить о начале электромобильного века. Трезво оценив обстановку, инженеры-автомобилисты стали говорить о будущем вообще, а не о будущем ближайшем. Именно в это время и вспомнили о компромиссном решении проблемы: автомобильный двигатель малой мощности, работающий в постоянном режиме и поэтому практически нетоксичный, плюс аккумуляторы, но не стартерные, а тяговые, приводящие в действие электродвигатель. В ЛАНЭ под руководством профессора И. Л. Варшавского впервые в нашей стране сконструировали как раз такую комбинированную энергосиловую установку для типично городской машины — микроавтобуса. На такой «компромиссной» машине, которая вынуждена ездить на заправку, нам и предстояло проехать чуть больше десяти километров, от Ленинградского рынка в Фили. НАМ, КАК И ПОДАВЛЯЮЩЕМУ БОЛЬШИНСТВУ ЧИТАТЕЛЕЙ, не приходилось прежде ездить на электромобиле (если не считать, конечно, минутных переездов на электрокарах от здания аэропорта к трапу самолета). И поэтому немного смущала будничность обстановки: в машину грузили ящики с проводами и мелкой электротехнической утварью, автомобильные детали и простые стальные болванки. Испытательные рейсы, да еще в присутствии корреспондентов, принято обставлять иначе. Но это был не испытательный рейс, а стальные болванки оказались вовсе не балластом. Просто нужно было перевезти груз из одного места в другое. И если раньше мы тайно сомневались, стронется ли он с места, этот первый электромобиль-гибрид, то теперь, когда его создатели деловито заталкивали в салон ящики, стало ясно — поедет... Но водитель машины, он же главный конструктор проекта, А. А. Тимофеевский, прикинув вес груза и пересчитав пассажиров (а было их девять: шесть инженеров и техников ЛАНЭ, два корреспондента с блокнотами и фотокорреспондент с полной выкладкой), все-таки усомнился в возможностях электромобиля: «Потянет ли?» Потянул. МАШИНА МЯГКО, ПО-ТРОЛЛЕЙБУСНОМУ, сделала несколько поворотов, выехала на Ленинградский проспект и попала в московское дорожно-транспортное пекло. Электромобиль легко шел в одном ряду с грузовиками, обгоняя троллейбусы, но не пытался соперничать в скорости с такси. Впрочем, на перекрестках -наш «рафик» догонял «Волги» и «Москвичи»; а когда загорался зеленый свет, даже выходил немного вперед: Тимофеевскому не приходилось переключать скорость — коробки передач в электрическом «рафике» нет, значит, нет и рычага переключения скорости. А есть вот что: рулевое колесо, педаль тормоза и педаль акселератора. Именно акселератора, а не газа. Обычный автомобиль ускоряют, увеличивая подачу топлива. Здесь же расход бензина заранее задан. И педаль регулирует ток в цепи электродвигателя (подобно контроллеру— реостату с рукояткой на пульте перед трамвайным вагоновожатым). Видимо, управлять серийным электромобилем (когда таковые появятся) будет пре- 31
Если глядеть сзади, из салона, приборный пульт машины напоминает панель управления самолета в несколько упрощенном виде дельно просто, и начинающим водителям придется тратить меньше энергии, чтобы получить шоферские права. Но электромобиль ЛАНЭ — машина экспериментальная, машина-лаборатория. И справа от водителя укреплен самодельный винипластовый щит с десятком вольтметров и амперметров, тумблерами и сигнальными лампочками. Если глядеть сзади, из салона, приборный. пульт машины напоминает панель управления самолета в несколько упрощенном виде. Водитель «рафика» то и дело смотрит на приборы и сообщает сидящим в салоне инженерам, а заодно и нам: «Шестьсот ампер», «Аккумулятор — на заряде», «Подъем — аккумулятор разряжается»... Эти короткие реплики тут же комментируют— специально для корреспондентов. Автомобильный двигатель вращает вал генератора постоянного тока. Ток от генератора идет в обмотки электродвигателя, который вращает колесо, и параллельно на клеммы свинцового аккумулятора. Когда машина идет по ровной гладкой дороге и бензиновый двигатель дает энергию в избытке, то этим самым избытком заряжается аккумуляторная батарея. Когда же электромобиль трогается с места или преодолевает крутой подъем, ток электродвигателю дают и аккумулятор, и генератор. Сам же бензиновый двигатель никакой механической передачей с колесами не связан. Все переключения в электрической цепи происходят автоматически. Выражаясь техническим языком, аккумулятор играет роль буфера, он запасает избыток энергии и отдает ее в трудную для двигателя минуту. Такая система несколько напоминает живой организм. Нагляднее всего эту аналогию можно проследить на примере вер- НУЖЕН ЛИ АВТОМОБИЛЬ-ГИБРИД? Идея заменить автомобильный двигатель внутреннего сгорания (и связанную с ним трансмиссию) простым и нетоксичным источником энергии и более простой трансмиссией — ие нова. Еще с прошлого века известны паровые и электрические автомобили. Существовали и различные «гибридные» системы, подобные описанной в репортаже. Так что его авторы напрасно сомневались в работоспособности электромобиля ЛАНЭ. Суть проблемы — не в том, поедет или не поедет машина, а в эффективности ее энергетической схемы. Любой автомобиль, в котором для получения тяговой энергии постоянно нли периодически используются химические аккумуляторы, по нынешним представлениям, недостаточно эффективен: тяжел, тихоходен, имеет малый радиус действия. Но как только появятся легкие, мощные, долговечные и дешевые аккумуляторы (а рано или поздно это случится), начнется широкое распространение электромобилей. Легкий аккумулятор нужен «гибридной» машине не меньше, чем чисто электрической. Но тогда, быть может, нет нужды в «компромиссной» схеме, и нужно ждать результатов работы электрохимиков? 32
Электромобиль может развивать ров в час. А быстрее ездить по скорость до шестидесяти километ- городу все равно нельзя..* блюда, поедающего избыток колючек, чтобы аккумулировать энергию в горбу на черный день. В АВТОБУСЕ РАЗГОВАРИВАТЬ ТРУДНО. Приходится повышать голос, чтобы перекричать шум бензинового двигателя, который расположен сзади, за тонкой металлической стенкой. Но это не означает, что буферная установка обязательно должна быть шумной. Напротив, электромобиль, пожалуй, наиболее «тихий» вид транспорта: в нем нет коробки передач, а хорошо отрегулированный электромотор почти бесшумен. Но в этой конкретной конструкции использован самый маленький и самый громкий отечественный автомобильный двигатель—от «Запорожца». И к тому же работает он на максимальных оборотах. Сделано это из некоего «инженерного шика»: двигатель микролитражки мощностью чуть больше 20 лошадиных сил тянет (конечно, вместе с аккумуляторами) трехтонный автобус, на котором обычно стоит семидесятисильный мотор «Волги». Когда электромобили с комбинированной энергетической схемой будут делать на заводах, создадут, конечно, для них такие же маленькие, но не столь шумные бензиновые двигатели, а возможно, и двигатели других типов: роторные, газотурбинные, электрические— с батареями топливных элементов. А пока опытная машина ЛАНЭ шумит, привлекая внимание водителей и прохожих. И все-таки одно из основных преимуществ электромобиля налицо. Мощность силовой установки, работающей в нормальном режиме, не превышает десяти киловатт. А на обычном «рафике» ставят все же семидесятисильный двигатель — ради непрямой переход к «чистому» электромобилю не исключен, но переход этот наверняка оказался бы очень болезненным. Пришлось бы в короткие сроки строить зарядные станции и новые пункты технического обслуживания, решать проблему использования освободившихся производственных мощностей и кадров нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Решение этих проблем может оказаться не менее трудным, чем создание каких-то промежуточных «гибридных» моделей. Наверное, все-таки определенное время «компромиссные» автомобили и машины с двигателем внутреннего сгорания будут сосуществовать. Последние будут постепенно выходить из употребления, по крайней .мере в городах, г бензиновые двигатели «гибридных» машин уступят место аккумуляторам и топливным элементам. К этому времени будет налажена новая система снабжения и обслуживания, да и химические источники энергии достигнут необходимого совершенства. Все это произойдет, наверное, очень не скоро. Между тем, очищать воздух в городах необходимо уже теперь. И если «гибридные» автомобили могут хотя бы немного этому способствовать, создание таких машин надо приветствовать. Для конструктора, занимающегося общей компоновкой автомобиля, электропривод представляет особый интерес. Дело в том, что один из главных недостатков любого современного автомобиля — механическая связь между двига- 3 Химия и Жизнь, № 8 33
Единственное внешнее отличие электрического «рафика» от обычного — вентиляционные решетки скольких минут в день, когда машина работает в тяжелых условиях (вообще же средняя мощность, отдаваемая мотором «Волги»,— всего 10—12 лошадиных сил). В «рафике» электрическом с пиковыми нагрузками справляются аккумуляторы. А как же скорость при такой малой мощности? Двигались мы со скоростью со- рок-пятьдесят километров в час; конструкторы уверяют, что, если немного увеличить напряжение аккумуляторов, скорость достигнет шестидесяти километров в час. Большего и не надо — в городе это и есть тот предел, который допускают правила уличного движения. Скромно двигаясь в правом ряду, мы доехали до Филей минут за двадцать — чуть- чуть медленнее, чем на такси. КО ВРЕМЕНИ ПОЕЗДКИ, о которой идет речь, машина была уже обкатана, и в ЛАНЭ обрабатывали первые результаты испытаний. О самом важном из них рассказал начальник сектора, в котором создана машина, Б. Е. Зубчук. — Мы старались сделать чистый двигатель. Судя по всему, двигатель нашего «рафика» достаточно чист. Мы провели газовый анализ выхлопных газов. В выхлопе двигателя опытной установки — от двух до трех десятых процента угарного газа. Сравните: содержание этого газа в выхлопе среднестатистической «Волги» (в ЛАНЭ проводили замеры на семистах московских такси) — четыре процента. Если же поставить на выхлопную трубу комбинированной установки «рафика» каталитический нейтрализатор, содержание угарного газа станет ничтожным. Но это уже следующий эксперимент. — Как вы думаете, будут ли когда-нибудь делать такую машину серийно? — Вы неправильно ставите вопрос. Микроавтобус РАФ-977Д выпускают серийно в Риге. Мы лишь разработали энергосиловую установку, почти нетоксичную. А чтобы испытать ее не только на стенде, установили ее на готовое шасси. В нашу задачу не входило сделать электромобиль. Но, как видите, нечто похожее получилось... ч РАССМАТРИВАЯ в свое время проект электрического «рафика», некоторые весьма авторитетные автомобилисты опасались, что машина не поедет... Когда переезд к Филям был закончен, счетчик спидометра показывал 310 километров. Фото Л. ЧИСТОГО телем и колесами. На автомобилях так называемой классической схемы (двигатель спереди, задние колеса — ведущие) необходим тоннель в полу — это нарушает комфорт салона, а у машин с передними ведущими колесами неважные ходовые характеристики: сцепление колес с дорогой, проходимость, маневренность. На бензиновых машинах громоздкий и тяжелый силовой агрегат занимает строго определенное место. Из-за этого, как правило, увеличиваются габариты и вес автомобиля , уменьшается объем кузова. Практически силовой агрегат электромобиля может быть расположен где угодно, даже на крыше кузова (если это необходимо для рациональной компоновки). Располагая такой свободой решений, конструкторы могут сделать электромобиль просторным, комфортабельным и вместе с тем компактным. Последнее особенно важно для разгрузки городских улиц и, следовательно, для безопасности движения. Наконец, электропривод упрощает управление машиной, а это важно не только для удобства водителя, но к для безопасности. Всех этих благ можно ждать и от «гибридного» электромобиля. Если, конечно, конструкторам удастся создать машину, не уступающую по скорости и экономичности обычным автомобилям. А для этого нужно время. Кандидат технических наук Ю. А. ДОЛМАТОВСКИЙ 34
ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ ЛИТЕРАТУРНЫЕ Каждому из вас, вероятно, приходилось смотреть научно-популярные кинофильмы. Вы видели на экране результат работы коллектива людей разных профессий: сценариста, режиссера, оператора, редактора, консультанта. В готовой картине трудно выделить составляющие ее компоненты. Но начиналось все с замысла автора, воплощенного в особую литературную форму - киносценарий. Сегодня мы знакомим вас со сценарием научно-художественного фильма "Праздники и будни", который снимается сейчас на студии "Центрнаучфильм". Поначалу вам может показаться необычной манера записи. Но очень быстро вы привыкнете к особенностям фильма: описание того, что будет происходить на экране, перебивается дикторским текстом (жирный шрифт). Теперь, не дожидаясь выхода фильма на экран, вы можете увидеть его таким, каким его хотел видеть автор. А может быть, а несколько иначе: ведь вам придется самому стать "режиссером" и мысленно представить себе каждый кадр. Для нашего журнала автором подготовлен сокращенный вариант сценария. ПРАЗДНИКИ И БУДНИ В. АЗЕРНИКОВ Рисунки Б. АКУЛИНИЧЕВА Фильм начинается с кадров, снятых на международном конгрессе. Перед началом заседания в фойе — приподнятая, оживленная атмосфера. В водовороте гостей и делегатов выделяются неподвижные группы. В центре их — известные на весь мир ученые, словно сошедшие с портретов в учебниках. Их окружают почтительно внемлющие коллеги. 3* 35
ДИКТОР: Мы живем в мире, познаваемом и направляемом иаукон. Ученые исследуют законы природы и общества, разумно используют энергию и вещества, найденные на Земле, намечают контуры будущего. В актовом зале ученые слушают выступления, но каждый — по-разному: один записывает, другой шевелит губами в такт синхронному переводу, третий, слушая, рассеянно ищет что-то в карманах, четвертый и вовсе читает книгу. Но всегда ли правильно представляем мы себе ученых... На экране докладчик показывает схемы, графики, уравнения, комментируя их с помощью световой указки. ...и их профессию? Замер в стоп-кадре ученый на фоне формул. Новелла первая. ПРАЗДНИКИ Эта надпись возникает на темном экране, на звуковом фоне бравурного марша. Ритмично, в такт маршу, сменяются на экране фотографии. Заголовок в газете: «Крупная победа ученых». Лекция академика П. А. Ребиндера в Центральном лектории. Толпа слушателей после лекции окружила ученого. Защита диссертации аспирантом А. В. Ивановым. Банкет по случаю успешней защиты Выступление профессора 3. А. Роговина по телевидению. Афиши кинотеатра «Наука и знание». Мы встречаемся с учеными, как правило, только в их праздники. Поэтому у нас может сложиться впечатление, что наука — это сплошные праздники. Старинная гравюра: расправа святой инквизиции с Джордано Бруно. Кстати, было время, когда подобная мысль вряд ли приходила кому-нибудь в голову. Кадры кинохроники: старинный зал Стокгольмской ратуши; шведский король вручает Нобелевскую премию академику Н. Н. Семенову. В иаш же век роль науки и ученых столь возросла, что вручение Нобелевской премии стало международным событием... Этот момент— вручение премии — стремятся запечатлеть фото-, кино- и телсрепорте- 38
ры. О нем сообщают в броских заголовках газеты всего мира. ...Широко освещаемым всеми средствами массовой информации. Но премия, доклад, статья в журнале — это результат длительного труда... Пустынны коридоры институтов. Отпугивающе непонятно выглядят для непосвященных названия лабораторий. ...скрытого от посторонних глаз. Роскошь музейных экспонатов, блеск натертых полов, вдохновенное лицо экскурсовода, рассказывающего о древних захоронениях, сияющий лик золотой маски... Очень скоро студенты убеждаются, что золотые маски и курганы — это праздники науки. Маску раскапывает один из тысячи. ...чередуются с усталыми грязными лицами копающих археологов. А наука делается по будням. Около университета — оживленная толпа Новелла вторая, абитуриентов. будни Заблуждения насчет характера научной работы ие так уж невинны. Спросите любого десятиклассника: что ои знает об археологии? Музей. Мерцают за толстыми стеклами золотые украшения, замерли в вечном покое массивные саркофаги. — Археология? Ну как же,—ответят наверняка два из трех,— это сфинксы, курганы, клады, сокровища, романтика. Какие только сцены не увидишь возле приемной комиссии университета. Не всем, кого не приняли, удается сдержать слезы огорчения. В результате этого заблуждения конкурс на отделении археологии достигает нескольких десятков человек на место. Кафедра археологии университета. Студенты делают работу, вовсе лишенную ожидаемой романтики, — перебирают черепки, изучают карточки, вычерчивают планы. Но работа археолога — это не обязательно раскопки. Эта надпись появляется на темном экране, в конце звуковой заставки. Утренний час «пик» в метро, слышен голос дежурного: «Отойдите от края, проходите внутрь вагона!», потом команда «Готов» — и поезд отъезжает. Академик В. А. Каргин и аспирант Д. X. Халиков по-разному приезжают на работу. Академик — на машине, с ним почтительно здороваются вахтер и гардеробщица, его ждут исполнительная секретарша, нетерпеливо звонящие телефоны, руководители лабораторий и десятки проблем, которые нужно решить немедленно. Аспирант добирается пешком, вахтер придирчиво рассматривает его пропуск, гардеробщица снисходительно разрешает самому повесить пальто. Он поднимается в свою небольшую комнату, к своей установке, и ждет его только одна дипломница. Но когда через час или два ученые сходятся вместе около установки, они — равные партнеры в поединке с неизвестностью. У Джурабая Халикова еще не было в жизни научного праздника, он лишь предстоит ему. Года через полтора, а если повезет очень, то через год... ' 37
щ0с*Щ*$8Ы В. А. Каргин, Н. А. Платэ и Д. X. Халиков обсуждают новый номер журнала «Высокомолекулярные соединения». ...Появится в этом журнале статья с названием, мало что говорящим непосвященному, что-нибудь вроде «Новое в термодинамике поведения полимеров при растяжении». Рядом с фамилиями академика Каргина п доктора химических наук Платэ будет стоять и имя Халикова. График в журнале описывает поведение полимеров при растяжении — прямая линия идет из левого нижнего угла в правый верхний. График заполняет весь экран; потом на его фоне чередуются кадры: подскакивает на выбоинах колесо автомобиля, бьет по мячу футболист, мужчина надевает подтяжки. Тридцать лет в научной литературе химики описывали поведение полимеров при растяжении вот таким графиком. Каргин, беседуя с Платэ и Халиковым, чертит на доске совершенно иной график — линия- идет из левого верхнего угла в правый нижний. Группа московских ученых во главе с академиком Каргиным предположила, что при растяжении в полимерах происходят иные процессы. Если это предположение окажется правильным, изменятся не только учебники, но, быть может, и технология получения и переработки синтетических каучуков. Халиков берет пластинку каучука и растягивает ее руками. Чтобы доказать эту гипотезу, нужно поставить эксперимент: растягивать пластинку каучука при различных, ио постоянных температурах и замерять возникающие при этом напряжения. Сверкают стеклом и сталью новенькие приборы. К сожалению, существующие приборы годятся, как правило, лишь для демонстрации существующих идеи. На столе у Халикова прибор несколько отличается от остальных — видно, что он самодельный. Для проверки новой идеи приходится создавать новый прибор своими силами... В мастерской один из коллег Халикова вытачивает деталь для своего прибора. ...и своими руками. Вот так нескол ько месяцев работал здесь Джурабай. Халиков зажимает в своем приборе пластинку каучука. Если бы иа этом приборе удалось получить, скажем, восемь точек — при восьми разных температурах... 38
На графике, где по горизонтальной оси обозначены разные температуры, рука рисует одну за другой восемь точек. Каждая следующая расположена ниже и чуть правее предыдущей. Эти точки рука соединяет прямой линией. ...И они уложились бы в одну прямую, идея была бы доказана. Это означало бы, что при растяжении каучуков меняется не только энтропия, как считалось раньше, но и внутренняя энергия. А это значит, что можно увеличить круг веществ, используемых как каучуки. Одна из точек приближается, заполняя весь экран, и оказывается отверстием. Сквозь него мы видим, как проходит один из экспериментов (во время которого и была получена эта точка). Весь эксперимент идет под неумолимое тиканье часов. Кажется, не так уж сложно — попытаться доказать эту гипотезу. Халиков готовит раствор каучука, затем— раствор хлора. На установке с обратным холодильником он хлорирует раствор каучука. Потом он проделывает еще шесть операций, и все столь тщательно и неторопливо, что зритель физически ощущает вязкость времени. Как бы в подтверждение этого ощущения ученый, закончив подготовку опыта, зачеркивает в календаре четыре дня. Наконец, получив тонкую пленку каучука, он режет ее на пластинки и из десяти получившихся образцов выбирает один: девять не годятся. А ведь сам эксперимент еще не начинался. Халиков зажимает пластинку в приборе, включает его. Опускается груз, растягивая каучук. Перо самописца делает резкий скачок вверх, а затем медленно ползет вниз, чертя вогнутую кривую на клетках миллиметровой бумаги. А потом перо движется по клеткам календаря, продолжая черту, недавно проведенную Халиковым. День за днем отмеряет перо, пока не замирает на десятом, с начала опыта, дне. Но теперь это не клетка календаря, а клетка диаграммы, соответствующая значению 15,75 кг/см2. Рука ставит здесь точку. И эта точка, приближаясь и увеличиваясь, закрывает отверстие, сквозь которое мы видели весь опыт. График отодвигается от нас, и мы видим, что это лишь одна из нужных восьми точек — первая. Четырнадцать дней требуется, чтобы провести всего один эксперимент. А чтобы получить одну достоверную точку, надо провести десять таких экспериментов. Халиков ставит над этой точкой знак вопроса. Но можно ли доверять самому эксперименту? Об этом Халико в спрашивал себя три года назад, когда в первый раз самописец начертил ожидаемую кривую. Аппарат крупным планом показывает отдельные узлы установки. Он ищет в созданном им приборе ошибку, которая могла бы быть зафиксирована пером самописца. Перо замерло на точке 10,15. Эту точку Халиков переносит на график — она уже седьмая. И только убедившись в чистоте эксперимента, ученый поверил в его результат. Правда, на это ушло вместо нескольких месяцев четыре года. На конвейере идут покрышки, галоши, футбольные и велосипедные камеры. За это время химическая промышленность выпустила тысячи тони полимеров, которые ежедневно растягиваются и сжимаются... 39
С силой бьет по воротам футболист, промахивается лову. и с досадой хватается за го- ...И которые изготовлены в соответствии со старыми представлениями. Халиков в лаборатории читает новые журналы и труды научных конгрессов: по их обложкам можно изучать географию. За это же время вышло 810 номеров журналов, состоялось девять международных конгрессов, каждый из них мог принести весть, что они — не первые. Темнеет. Халиков зажигает свет. Одевается и уходит дипломница. Что мог сделать ученый? Сжать время? В конце рабочего дня один за другим вешают' на доску ключи от лабораторий. И когда поздно вечером в коридоре гаснет свет, на доске не хватает только одного ключи — от комнаты Халикова. Он и так сжал его. Он не прерывал эксперимент на ночь, он заставлял прибор десять суток работать без передышки. Одиноко светится в ночи окно. И работал по восемнадцать часов в сутки. Он и дольше мог бы выдержать. Рвется пластинка каучука. Падает со стуком груз. Стрелка резко прыгает влево. Но не выдерживал полимер. Халиков выключает прибор, прячет в стол лабораторный журнал, запирает дверь лаборатории. И как ни сжимай время, нужно будет еще не меньше года... В вестибюле он подходит к доске объявлений, читает сообщение о чьей-то защите. ...Чтобы увидеть здесь свою фамилию. Рели все сложится удачно. Новелла третья. НЕУДАЧА Эта надпись появляется на темном экране в конце звуковой заставки — рефери на ринге считает в напряженной тишине: «Раз, два, три, четыре, пять, шесть, семь, восемь, девять, аут!» Взрывается аплодисментами и свистом зал. Кадры из первой новеллы. Толпа абитуриентов около университета. Каждый из нас, вступая на неизведанный путь, не знает, дойдет ли он до конца. Плачет студентка, не сдавшая экзамен или не прошедшая по конкурсу. И если мы не достигаем поставленной цели, то значит время и силы потрачены впустую и все надо начинать сначала. Обложка диссертации В. Мальцева «Ионная полимеризация триэтилвинилолова и некоторых его углеродных и германиевых аналогов». А в науке? Строки из диссертации: «Ни в одном из опытов по катионной гомополимеризации ТЭВО продуктов присоединения получено не было...», «При действии упомянутых выше анионных инициаторов на 3,3-диметил- бутен-1 продуктов полимеризации получено не было.» Год из трех, отпущенных на диссертацию» автор исследования потратил, чтобы прийти к этим выводам. Обложка диссертации В. Якименко «К вопросу о существовании монополей». 40
Автор этой диссертации, физик, четыре года пытался доказать гипотезу о существовании монопо- лей — частиц, имеющих не два магнитных полюса, а один. Вывод в конце диссертации: «...не обнаружены». Так зря или не зря потрачены эти годы? Кадры узкопленочного фильма, снятого учеными ИЭПИТа: отъезжает из Сухуми колонна автомашин. Они бегут по дорогам страны — к Балтийскому морю. В Таллинском порту машины грузят на теплоход, отправляющийся к берегам Африки. И вот машины уже мчатся по дорогам Нигерии, через пустыни, джунгли, в глубь африканского континента. В 1965 году группа ученых института экспериментальной патологии и терапии Академии медицинских наук из Сухуми отправилась в экспедицию в Нигерию, чтобы проверить одну очень заманчивую гипотезу. На карте Африки путь экспедиции прочерчен замысловатой петлей. Она захватывает часть зоны, проходящей через страны Экваториальной Африки. В некоторых странах Экваториальной Африки, лежащих в одинаковых климатических условиях, медики обнаружили распространение одной и той же довольно редкой болезни — лимфосаркомы. На электронномикроскопической фотографии довольно четко видна вирусная частица. Ученые предположили, что болезнь передается кровососущими насекомыми. И, возможно, ее возбудитель — инфекционная частица, вирус. Если бы удалось обнаружить этот вирус, была бы доказана одна из самых волнующих гипотез нашего времени: вирусное происхождение рака. В вольерах сухумского питомника резвятся обезьяны. Сухумские ученые много лет занимаются моделированием болезней человека на наших «ближайших родственниках» — обезьянах. Кадры узкопленочного фильма: на воле, в лесу, обезьянам, конечно, вольготнее. В африканской экспедиции одна из главных ролей была отведена красным мартышкам. Кадры узкопленочного фильма: в сложных походных условиях, прямо в палатке проводится операция на обезьянке. Ученые брали у больных людей маленький кусочек опухоли, готовили суспензию, помещали ее в камеру с мельчайшими порами, сквозь которые мог пройти только вирус, и вводили эзу камеру обезьянке под кожу. Обезьянке, даже такой маленькой, как мартышка, не пролезть между прутьями клетки. Зато воробей свободно влетает в клетку и вылетает из нее. Если бы в опухоли был вирус, ои должен был бы пройти сквозь поры в организм мартышки и заразить ее. (Окончание на стр. 88) 41
Новгород. Фреска собора Анто- ниева монастыря (Саломея), 1125 г, 4Щ** ДРЕВНЕЕ ИСКУССТВО ФРЕСКИ: КРАСКИ Н. КОЛОВРАТ Художественные музеи и картинные галереи несколько напоминают оранжереи: в залах поддерживается постоянная температура, постоянная влажность; приспущенные шторы на окнах не пропускают яркого солнечного света. Эти предосторожности вызваны губительной для картин способностью красок изменять свойства и разрушаться под действием света, резких изменений атмосферных условий, при взаимодействии с парами и газами, которыми насыщен воздух больших городов. Фресковая живопись не нуждается в таких тепличных условиях — твердая, нерастворимая в воде пленка углекислого кальция защищает краски от всех внешних раз- Первую статью «Древнее искусство фрески: левкас* см. в «Химии н жизни», 1969, № 6. рушителей, кроме света Но, с другой стороны, в фресковой технике сам грунт представляет внутреннюю опасность для красок: известь обладает слабой щелочной реакцией. Поэтому для фрески наиболее надежны краски, стойкие против света и нейтральные к щелочной реакции. Эти требования весьма ограничивают выбор красок для фрески. Микрохимический анализ образцов росписей показал, что обычную палитру фресковых живописцев в древности составляли природные минеральные краски: земляные железноокисные (земли), известь, цветные минералы, сланцы и туфы. Земли — это смеси кремнезема и глинозема с металлическими окислами (преимущественно окислом железа Fe203). Эти краски легко растираются в мелкий одно- 42
Флоренция. Музей святого Марка. Фреска Беато Анжелико, XV в. Киев. Фреска собора Софии (Борьба ряженых), XI в. г К родный (по размеру частиц) порошок. Тонкий помол способствует хорошему закреплению красок в грунте. Металлические окислы и силикаты цементируют поверхностную пленку углекислого кальция, повышая прочность грунта и красочного слоя. Фресковую живопись, выполненную земляными красками, можно узнать по нежным, неярким тонам. Это гамма светло- желтых, коричневых, красных и светло- голубых тонов. Живописцы новгородских, псковских, киевских и грузинских церквей XI—XII веков пользовались исключительно земляными красками. Скупая палитра придавала древним фрескам особую выразительность и благородную простоту. Природные минералы — лазурит: nNaAlSi04-1110325104, азурит СиС03- •2Си(ОНJ и малахит СиСОз- Си(ОНJ из- за своего кристаллического строения не могут быть растерты в мелкий однородный порошок. Поэтому они плохо закрепляются в грунте и дают неплотное покрытие: более грубые частицы смываются водой или осыпаются после высыхания фрески. Русские и итальянские руководства по технике фрески предусматривают массу предосторожностей при использовании красок из природных минералов. Эти краски нужно разводить на клеях (яичном желтке или казеине); перед нанесением покрывать грунт земляной краской нейтрального цвета, чтобы красочное покрытие было более 43
плотным и сильным. Краски из лазурита и малахита дают яркие, насыщенные синие и зеленые тона, отсутствующие в палитре земляных красок. Цветные сланцы и туфы близки по свойствам землям; но их жесткая структура требует очень тщательного помола и просева на мелких ситах. Хорошо обработанные, они прекрасно закрепляются и плотно покрывают поверхность грунта. Известный пример удачного применения цветных сланцев — роспись в Ферапонтовом монастыре. Большое разнообразие оттенков (фиолетовых, зеленых, интенсивно-красных, серых, черных) позволило Дионисию создать необыкновенные по колориту фрески. Современная химическая промышленность поставляет на художественный рынок множество искусственных минеральных красок. Но стремление живописца расширить свою палитру в технике фрески может принести горькие плоды: употребление ненадежных, непроверенных красок нередко приводит к гибели всей росписи... После описания подготовки грунта и красок для фрески мы можем перейти к рассказу о работе живописца, который должен вдохнуть в «прах земной дыхание жизни». Повторим кратко, как происходит процесс. Прежде всего стены покрывают слоем штукатурки (левкаса), толщиной около двух сантиметров, который сглаживает неровности кирпичной кладки. Когда этот слой просохнет, его скоблят теркой, чтобы разрушить поверхностную пленку углекислого кальция, затем смачивают водой и наносят второй слой грунта, толщиной около десяти миллиметров. После нанесения вто- рпго ллоя на его поверхности начинается образование пленки углекислого кальция. Нанесение красок на фреску возможно лишь в краткий период образования этой пленки, когда частицы краски попадают в насыщенный раствор извести и после высыхания оказываются в вечном плену у прозрачных кристаллов. Таким образом, художник-фрескист может работать, лишь когда грунт уже лежит на стене, но еще не затвердел... За это время живописец должен нарисовать контуры рисунка, положить основные тона, проработать тени, исправить неудавшиеся места. Угроза быстрого изменения свойств грунта в течение дня определяет многие живописные приемы техники фрески. 44
Эскиз картины, обязательно в натуральную величину, должен быть окончательно отработан до начала живописной работы. Контуры рисунка полностью переносятся на поверхность нижнего, высохшего слоя грунта. Делается это разными способами. Итальянские живописцы чаще всего наносили рисунок «припорохом» — угольным порошком через точечные отверстия в картоне. На Руси рисунок переносили острием — «графьей», и следы вдавливания можно увидеть на многих фресках. Тона красок подбирали заранее и проверяли, какой тон они приобретут после высыхания. Дело в том, что тона красок, положенных на сырую штукатурку, обманчивы: после того, как фреска просыхает, они могут измениться. Особенно это относится к светлым тонам, которые получаются при добавлении извести к основному тону. Каждое утро штукатур покрывал влажным грунтом небольшую часть стены — столько, сколько художник рассчитывал расписать за день. Контуры рисунка просвечивали с нижнего слоя, и художник обводил их цветной жидкой краской. В первые часы работы грунт может быть настолько влажен, что он плохо «принимает» краски: излишки воды отталкивают воду, на которой разведены краски; известь может смешаться с красками, высветлить тона... Но в течение дня наступает время — оно длится час или два, когда мазок входит в стену без малейшего усилия художника, когда краски как бы «погружаются» в грунт. Этот терпеливо выжданный благоприятный момент служит наградой фресковому живописцу за все трудности и капризы техники фрески. Он доставляет ему ни с чем не сравнимую радость творчества. Этой радостью пронизаны все описания работ фресковых живописцев, художников, различных по темпераменту и мировоззрению. Художник, расписывая фреску, постоянно ощущает напряженность и тревогу из-за быстрого высыхания грунта и невозможности переделать уже написанное, так как краски очень быстро закрепляются на фреске. Требуются уверенная рука и большой опыт, чтобы все время ощущать ссязь с этим живым, дышащим существом. Мн- келанджело полагал, что фреска — единственный способ живописи, достойный мужчины. Это искусство требует не только опыта и художественного мастерства, но и физической силы, твердости духа и терпения.
Аджанта. Фреска из пещеры М 5 (Танцовщица), V в. На второй день штукатур наносит влажный грунт вплотную к рисунку предыдущего дня; на многих фресках можно увидеть соединительные швы дневной работы. Швы стараются проводить по складкам одежды, архитектурным деталям, в глубоких тенях. На рисунке (стр. 46 и 47) пунктирными линиями обозначены соединительные швы фресок Микеланджело в Сикстинской капелле. Они дают представление о том, сколько художник успевал расписывать за день; насколько больше времени он уделял таким 46 Фрески Микеланджело в Сикстинской капелле. Пунктиром обозначены швы штукатурки частям росписи, как лица, по сравнению с одеждой и другими деталями. Роспись стен способом фрески занимает много времени. Иконописная артель Дионисия расписывала храм в Ферапонтовом монастыре два года. Так как для фресковой живописи наиболее благоприятна теплая и влажная погода (тогда грунт дольше сохраняет свои закрепляющие свойства), русские мастера работали только в летнее время. В обшей сложности Дионисий с помощниками расписали храм за шесть-восемь месяцев. После окончания росписи фреска высыхает медленно и неравномерно. Скорее высыхают более светлые тона, с большей примесью извести, а темные доходят до своей настоящей силы еще в течение нескольких месяцев. Только через год можно было увидеть окончательные плоды этого труда, начало которого теряется в известняковых карьерах, где каменщики добывали известняк для составления грунта... А спустя еще десять- двадцать лет становится ясно: создана ли фреска для жизни и славы или она обречена на гибель и медленное разрушение.
Малейшая небрежность, оплошность, просто незнание дела могут послужить причиной внутренних болезней фрески, часто неизлечимых. Недостаточно просушенная стена выделяет вредные, разрушающие штукатурку соли. Плохо промытая от растворимых солей или не очищенная от грубых примесей известь становится причиной «выпотов», покрывающих живопись белым порошкообразным налетом. Наконец, художник, прельстившийся яркими, сочными тонами новых непроверенных красок, может быть жестоко наказан: через несколько лет его краски потускнеют, изменят цвет или полностью разрушатся. Для фресковых живописцев как нельзя более важна заповедь: «Все мелочи существенны!», И строгое соблюдение их — залог долговечности и красоты фрески. ПОПРАВКА В «Химии н жизни» № 6 на странице 22 помещена фотографий не Рождественского собора, а Благовещенской церкви Ферапонтова монастыря. 47 Аджанта. Фреска из пещеры № I (Бодисатв » с лотосом), V в%
«БОГАТ, КАК КРЕЗ» Немногие, наверное, помнят, кто такой Крез. Но зато то, что он был несметно богат, знает каждый — благодаря пословице. Так вот. Крез был последним царем Лидии — государства, расположенного в Малой Азии, правил он в VI веке до новой эры. Крез считался одним из богатейших людей древности, правда, долго сведения о его сокровищах относились скорее к области легенд. Однако, как известно, в легендах часто есгь зерно истины. И действительно, археологи находят подтверждения старинным легендам. Недавно, например, они натолкнулись на интересную находку: недалеко от Сард — древней столицы Лидни (ныне Сарт), откуда Крез правил своим государством (Лидия при Крезе занимала почти всю Малую Азию), обнаружены развалины золотой мастерской, которая, как признали ученые, принадлежала последнему лидийскому царю. Мастерская была расположена на берегу рекн Пактолус, о которой Геродот писал, что она в древние времена славилась своими золотоносными песками. Отсюда драгоценный металл шел прямо в казну Креза. На развалинах мастерской найдены кусочки золота и части устройств для очистки металла от примесей: маленькие печи, тигли, паяльные трубки и более 300 «купелей» (небольших углублений в полу, выложенных глиной). Все :*то позволяет судить также и о том, как лидийские мастера обрабатывали драгоценные металлы. Археологи полагают, что очистку (аффинаж) золота вели в две стадии. Сначала «грязное» золото смешивали со свинцом (в соотношении 5:1), и эту смесь помещали в купель. Сверху выкладывали слой древесного угля. С помощью паяльной трубки углн раскаляли — свинец сплавлялся с золотом, отделяя его от примесей. Затем сплав золота со свинцом расплавляли в другой купелн, выложенной костяной золой. Свинец превращался в окнсь, которую поглощала зола, на дне купели оставалось чистое золото. Серебро от золота отделяли в печах. Светло-желтый сплав золота с серебром — «электрон» — смешивали с листьями н помещали в печь. Под печн был выложен какой-то азотнокислой солью и кирпичной крошкой. Когда печь разогревалась до 700° С, серебро переходило в окись, а затем AgsO вступала в реакцию с солью; образовывался нитрат серебра, который адсорбировала кирпичная крошка. С пода собирали чистое золото. Но вот что озадачило археологов. В кусочках уже очищенного золота оказалось, как показал анализ, многовато серебра. Тогда ученые высказали такое предположение: возможно, здесь изготовляли неполноценный сплав для подделки золотых монет. Объяснить эту гипотезу можно тем, что примитивный способ очистки не мог дать в короткие сроки большого количества золота, в котором, невзирая на все богатства, постоянно нуждался цгрь. Известно, например, что Крез, добиваясь поддержки дельфийских жрецов, подносил более чем щедрые дары Дельфийскому храму. Кроме того, он постоянно воевал с греческими городами в Малой Азии за выход к морю. Вот поэтому в монетный сплав вводили серебро (оно было дешевле) н, вполне возможно, с ведома самого царя. А стало известно об этом через 2500 лет; недаром ведь говорят, что любая хитрость все равно в конце концов выплывает на свет, даже если для этого требуется такой долгий срок. Д. Н. ОСОКИНА В древние времена река Пактолус славилась своими золотоносными песками. Недавно археологи нашли на ее берегу развалины золотой мастерской, которая, как признали ученые, принадлежала лидийскому царю Крезу. На вклейке схематически изображено, как лидийские мастера очищали золото от примесей (верхний рисунок), сплавляя его со свинцом, а затем с помощью костяной золы извлекая свинец из расплава. На нижнем рисунке показано, как шла очистка золота от серебра 48
iOO-650f-C ЗОНА ПОДОГРЕВА Р крушение глинисть л^мпонентов Н' ч о химического лимодеис твия 50 -60°/о А. тт
900- 1200 С ЗОНА КАЛЬЦИНИРОВАНИЯ Pg тожение известняка, ро • ити< гьердофазовых р" кции 20-23-у I300 - I450 'С ЗОНА СПЕКАНИЯ Появление pucnnup Образование алита 10-15 . юо юоо с ЗОНА ОХЛАЖДЕНИЯ Кристаллизация Застывание промышленного вещества ?-4с
ВОЗДУХ ВОЗДУХ - У ХОЛОДНАЯ вода вода вода
замораживание ® На цветной вклейке — схема одного из способов промышленного получения пенициллина. Сначала в микробиологической лаборатории в небольших плоских стеклянных сосудах (кстати, из-за своеобразной формы их называют «матрасами») выращивают чистую культуру пенициллинового грибка A). Одновременно с этим в специальных аппаратах B) готовят питательную среду, содержащую три процента экстракта кукурузы (в этом экстракте есть вещества, повышающие выход пенициллина), два процента глюкозы или лактозы и небольшие количества солей натрия, кальция, калия, магния и цинка. Питательную среду сте- ® ПЕНИЦИЛЛИН рилизуют перегретым паром C), охлаждают в холодильнике D) и затем выращивают на ней так называемый посевной материал E), то есть ту же культуру грибка, но только в большем количестве. Посевной материал вносят в большие закрытые чаны с питательной средой — ферментаторы F); здесь в течение примерно 70 часов при температуре 23— 24°С и обильной аэрации происходит дальнейший рост плесени, сопровождающийся образованием пенициллина. После завершения ферментации раствор отделяют от грибка с помощью фильтра G) и перекачивают в чан (8). Вслед за этим следует цикл выделения пенициллина методом «замены растворителя» (9); окончательно очищенный и пропущенный через бактериальный фильтр раствор натриевой соли пенициллина замораживают (W), лед удаляют возгонкой в вакууме — лиофилизаци- ей A1) и готовый к употреблению сухой препарат A2) укупоривают в стерильные баночки 49
КАК ДОМА СДЕЛАТЬ ПЕНИЦИЛЛИН? Я хочу в домашних услоаиях сделать пенициллин, пусть не такой, какой продают в аптеках, но все же сделать. Только не знаю, каким образом получить его из плесени! О. БИРЮКОВА, Пермь На внутреннем развороте вклейки — главный агрегат современной цементной промышленности — вращающаяся пень. Она почти такая же длинная, как средний пассажирский поезд. Шлам, подаваемый в холодный конец печи,— темная вязкая пульпа — кажется совершенно однородным. Но однородность эта мнимая. Под микроскопом, даже при сравнительно небольшом увеличении, нетрудно увидеть сложность и разнообразие шлама. Самые грубые фракции размером 20—40 микронов — это кварц, известняк, гипс (эти кристаллы показаны на микрофотографии 1); самые тонкодисперсные, размером до 5 микронов,— глинистые минералы B). Двухчасовой путь по печи, по ходу которого температура меняется от 20 до 1450° С, должен, казалось бы, «уравнять в правах» все частицы. Действительно, шарики клинкера (фото 3 — просто фото, а не микрофо- Увы, наладить домашнее производство пенициллина практически невозможно. Но не стоит из-за этого огорчаться: надо думать, что с этой задачей не справился бы и сам доктор Флеминг, открывший этот антибиотик... И вот почему. В природе существует около тысячи видов плесневых грибков-пенициллов. Грибки эти встречаются всюду — в почве, на растениях, в воздухе жилых и подвальных помещений, на испорченных фруктах, хлебе... Все они образуют колонии в виде зеленой плесени, внешне ничем не отличающиеся друг от друга; мало того, и с помощью микроскопа даже наметанному глазу трудно сразу определить, к какому же виду принадлежит та или иная колония. А сделать это необходимо, потому что пенициллин вырабатывают лишь немногие виды. Сам же процесс получения образцов плесени несложен. Для этого нарезанный картофель на- тография) внешне совершенно одинаковы. Но взгляните на микрофотографию одного из таких шариков D). Одни и те же компоненты сырьевой смеси образовали видимые при 400-кратном увеличении кристаллы важнейших искусственных минералов цемента— алита, белита и прослойки промежуточного вещества, в составе которого больше двадцати различных искусственных минералов. На этом снимке все «угловатые» кристаллы — алит, округлые— белит, прослойки также видны достаточно четко. Лишь после помола заканчивается процесс изготовления цемента. Но затем начинается новая серия превращений. Под действием воды силикатные минералы образуют маленькие кристаллики гидросиликатов E). В проходящем свете они выглядят прозрачными призмами (при 600-кратном увеличении). От алита отщепляется окись кальция и, превратившись до положить на блюдца или тарелки, слегка смочить слабым раствором медного купороса и оставить на несколько дней: медный купорос препятствует росту микробов, на рост же грибков влияния не оказывает. Через несколько дней кусочки картофеля прорастут зеленой плесенью. (Кстати, это единственно осуществимый в домашних условиях этап работы. Подходит ли эта плесень для получения пенициллина или нет, можно определить только в условиях микробиологической лаборатории.) Для того чтобы грибок вырабатывал пенициллин, его необходимо поместить в благоприятную питательную среду, содержащую сахар и минеральные соли. Но это еще не все. Грибок вырабатывает много химически родственных разновидностей пенициллина, из которых только несколько оказывают лечебное действие. И вот, чтобы грибок производил больше ценных компонентов, в питатель- в гидроокись, образует красивые ромбоэдрические кристаллы. Их правильность можно увидеть уже при 70-кратном увеличении F). Проходит время, но в затвердевшем бетоне — в давно заселенных домах, действующих плоти- нах и автострадах — продолжается жизнь кристаллов. Они срастаются, переплетаются, образуют непрерывный каркас. Эти кристаллы, увеличенные в 50 000 раз, можно увидеть с помощью электронного микроскопа G); именно этим кристаллам и образованному ими переплетению бетон обязан своей прочностью. 50
ную среду добавляют особые органические вещества, так называемые предшественники пенициллина. Пенициллин — не универсальный антибиотик. Мало того, он сам может разрушаться многими микробами, и если их споры попадут в культуральную жидкость, то пенициллин получить не удастся. Вот почему в цехах, где делают антибиотики, стерильная чистота. Кроме того, выход пенициллина увеличивается, если температура культуральной жидкости и ее кислотность (рН) поддерживаются на строго заданном уровне. А за этим следят специальные автоматические приборы... По мере роста грибков антибактериальную активность культуральной жидкости проверяют. Для этого ее наносят на чашки с чистой культурой стафилококка. В случае, если пенициллин уже образовался, микробы погибают и образуются зоны просветления, видимые невооруженным глазом. Чем больше эти зоны, тем выше концентрация антибиотика. Выделение пенициллина представляет собой самый ответственный этап производства. Достаточно сказать, что на заводах, несмотря на постоянное совершенствование технологии, теряется не менее 30 процентов пенициллина, содержащегося в культуральной жидкости. Основная причина столь больших потерь кроется в чрезвычайной химической неустойчивости этого антибиотика. Пенициллин имеет кислотные свойства. Кроме того, он легко растворяется в эфире, ацетоне, этиловом спирте, воде. Поэтому сначала культуральную жидкость подкисляют минеральной кислотой (соляной, серной или фосфорной), а затем обрабатывают амилацетатом. Полученный экстракт, содержащий пенициллин, концентрируют, а в случае надобности предварительно очищают активированным углем. После этого пенициллин переводят в растворимую в воде натриевую соль, для чего амилацетатный экстракт обрабатывают водным буферным раствором. Но это еще не все: водный раствор вновь подкисляют, антибиотик извлекают хлороформом и снова переводят в водный раствор; этот раствор пропускают через бактериальные фильтры и получают препарат, пригодный для лечения больных. Крайне нестойкий в растворах пенициллин не подлежит длительному хранению. Иное дело — кристаллическая натриевая соль. Чтобы ее получить, раствор пенициллина замораживают и помещают в глубокий вакуум. Через некоторое время весь лед испаряется (это так называемая лиофильная сушка), и остается белый порошок, способный полгода сохранять свои свойства. Этот порошок, расфасованный во флакончики, и продают в аптеках. ОБЫКНОВЕННОЕ ВЕЩЕСТВО ОБЫКНОВЕННОЕ ВЕЩЕСТВО ОБЫКНОВЕННОЕ ПОРТЛАНД-ЦЕМЕНТ Кандидат технических наук Л. М. СУЛИМЕНКО ДВА СУЖДЕНИЯ — Да ну, скажите, Весловский, чем соединяют камни? — Разумеется, цементом. — Браво! А что такое цемент? — Так, вроде размазни... иет замазки,— возбуждая общий хохот, сказал Весловский. Можно присоединиться к гостям Вронского и вместе с ними (и вместе с автором «Анны Карениной») посмеяться над барскими суждениями о цементе. Но задумайтесь, что же в действительности представляет собой цемент. Дмитрий Иванович Менделеев писал: «Цемент, составляющий одно из важнейших приобретений между приложениями химии к потребностям жизни, есть строительный материал будущего». В этом своем предвидении, как и во многих других, гениальный химик оказался совершенно прав. Уже в течение нескольких десятилетий существует 51
?? Вращающаяся печь — главный агрегат цементной промышленности несколько высокопарное, но в общем справедливое определение: «цемент — хлеб строительства». Портланд-цемент — порошкообразное вяжущее, одно из веществ, которые при смешивании с водой образуют пластичную массу, со временем превращающуюся в камень. При этом вяжущее,накрепко соединяет кирпичи, бетонные блоки и плиты. По существу это не столько хлеб, сколько клей строительства. Благодаря своим качествам портланд-цемент стал самым важным из вяжущих. Почти 80% всех вяжущих, применяемых в современном строительстве,— это цемент и материалы на его основе. Кроме того, цемент — важнейший компонент большинства сортов бетона, а что для нас значит бетон, вероятно, объяснять излишне. Достаточно вспомнить взлетно-посадочные полосы аэродрома или просто любой большой дом. Производство цемента (вместе с добычей угля и нефти, производством электроэнергии, чугуна, стали, проката) —один из основных показателей индустриального развития государства. Шесть лет назад Советский Союз вышел на первое место в мире по производству цемента и с тех пор никому не уступает первенства. Важен не только количественный рост, цемент меняется и качественно. В начале этого века пределом мечтаний строителей был цемент, у которого прочность на сжатие в месячном возрасте (со временем прочность цементного камня растет) составила бы 100 кг на квадратный сантиметр. Ныне этот показатель в среднем по стране превысил 500, а на некоторых заводах делают цемент с пределом прочности 800 и даже 900 кг/см2.. Цемент стал абсолютно необходим и во многих случаях незаменим. А изобретено это вещество каких-нибудь неполных полтора века назад. ДВА ИЗОБРЕТАТЕЛЯ 6 ноября 1824 года жители английского города Лидса прочли в местной газете такое сообщение: «Мы слышали, что Джозеф Аспдин, каменщик этого города, получил патент на лучший цемент, похожий на портландский камень»... Латинское слово ceament означает «битый камень, щебень». Ко времени открытия 52
В таких бассейнах сырьевая смесь готовится и хранится до подачи в печь. Постоянное перемешивание не позволяет ей осесть на дно Аспдина цементами называли все порошкообразные вяжущие. Добавкой «портланд» изобретатель, видимо, хотел подчеркнуть сходство своего материала с широко применявшимся в Англии строительным камнем, который добывали около города Порт- ланда. Но справедливо ли считать изобретателем «главного» цемента одного только Аспдина? В марте 1825 года в Москве вышла книга с длинным (согласно обычаям того времени) названием: «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший Мертель или Цемент, весьма прочный для подводных строений, как-то: каналов, мостов, бассейнов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений. Изданное по опыту произведенных в натуре строений Начальником Московской Обложка челиевского «Наставления», выпущенного в 1825 году, спустя несколько месяцев после того, как англичанин Аспдин получил патент на изобретение портланд цемента ПОЛНО !£vav НАСТАВЛЕНГЕ^ Kasa nfmwicmxm* дешевый ш луч- Ш!й Шртль тли Цршитъ, т%ьт щрттй дап аедюдныхъ строедой, кЭДито*? мяадоте, мостош** бассей- и ттушпурьи ктеныыт и дерем и- Ш* ОИрО€Н1*1 A**?i' «Wfafi*»^ я ЦЩ* %ЫХ&К*!шЪ ****** -.х*8^ & ->- Военнорабочей Бригады Мастерских команд 2-го разряда, 6-го класса и Кавалером Че- лиевым». Это длиннющее, заковыристое название приведено вовсе не затем, чтобы позабавить читателя. Суть дела выражена в нем весьма полно. Обратите внимание: «наставление» издано «по опыту произведенных в натуре строений». Надо полагать, что «опыт строений» не мог длиться меньше года. Следовательно, Челиев получил портландцемент одновременно, а возможно, и раньше Аспдина, ибо в патенте английского каменщика и книге русского инженера речь идет об одном и том же веществе. И не известно, чья заслуга больше. Аспдин руководствовался только опытом и интуицией, он не знал даже основ химии. В его патенте не указывалось соотношение основных компонентов смеси, заявитель ограничился расплывчатым «беру определенное количество». В книге Челиева описаны несколько конкретных смесей для получения вяжущих с отличающимися свойствами. Аспдин предостерегал от повышения температуры обжига выше 1000°С, отбрасывал спекшиеся частицы. По Челиеву температура обжига на 200—300° С выше — гораздо ближе к современным условиям получение портланд-цемента. Челиев размалывал спекшиеся частицы — именно в них находятся наиболее активные минералы портланд-цемента. Аспдин хранил секрет изобретения в строгой тайне, место производства окружил 53
трехметровой стеной, составление смеси, кроме сыновей, никому не доверял. Челиев выпустил книгу и рассылал ее вместе с образцами цементного камня. Он писал в предисловии к «Наставлению» о надежде, что его изобретение «распространится не только для подводных строений, но и для прочих, смотря по местным положениям... Сие и было причиной издания прилагаемой книжицы». Только вот длинную приставку «порт- ланд» к названию своего цемента Челиев не прибавлял, в этом приоритет Аспдина бесспорен. На родине Аспдина установлена мемориальная доска, постоянно напоминающая об авторе изобретения, «сделавшего весь мир его должником». Имя Егора Герасимовича Челиева известно немногим, не выяснен даже год его смерти. Но мы, соотечественники Челиева, должны помнить о первом цементщике России. А теперь о том, как делают портландцемент. СУГУБО ХИМИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО Те, кто избрал профессией технологию цементного производства, в обиде на химиков. Почему-то сложилось мнение, что получение цемента почти полностью сводится к механическим операциям: смешению, дроблению, перемалыванию, а химизм сведен к минимуму. Corpora non aqunt nisi soluta — вещества не взаимодействуют, пока они не растворены. Эту старинную догму, порожденную еще во времена алхимиков, вольно или невольно проповедуют те, кто утверждает, будто цементное производство — это не химия. Я цементщик и горжусь своей сугубо химической специальностью, ибо производство цемента основано на сложнейших физико-химических превращениях. В нем слились воедино высокотемпературная химия, химия расплавов и твердофазовых реакций, термодинамика, минералогия и кристаллография. Производство цемента начинается с под^ готовки сырья. Главные компоненты — известняк и глина в соотношении примерно 3: 1. Природное сырье такого состава (мергели) встречается редко, поэтому обычно смесь приходится составлять искусственно. Иногда смешивают сухие компоненты, предварительно измельченные и очищенные, чаще же пользуются гак называемым мокрым способом, который пригоден для всех видов сырья и гарантирует лучшее перемешивание. Поначалу компоненты готовят отдельно. Глыбы известняка проходят несколько стадий измельчения, глина же поступает в специальные бассейны, где под действием воды она «распускается», превращается в суспензию. Подготовленные компоненты встречаются на последней стадии измельчения — в трубных мельницах. Отсюда выходит однородная смесь частичек известняка и глины, размеры которых исчисляются микронами. На этой же стадии в смесь вводят разнообразные добавки, предназначенные для того, чтобы так или иначе изменить свойства конечного продукта. Например, добавление некоторых фтористых солей @,1—1 %) ускоряет образование новых веществ при обжиге и уменьшает на 80—150° С температуру плавления смеси. И то и другое очень важно, поскольку сильно влияет на экономику производства. Кроме минеральных частиц, смесь, выходящая из трубных мельниц, содержит до 40% воды. Только после многократных анализов эта смесь (производственники называют ее шламом) поступает на обжиг в огромную вращающуюся печь. КАК ВОЗНИКАЮТ НОВЫЕ МИНЕРАЛЫ Главный агрегат цементной промышленности представляет собой огромную стальную трубу длиной почти-в два футбольных поля, диаметром 5 метров. Такая печь каждый час дает более 70 тонн продукции, а управляет ею всего один человек. Изнутри печь выложена огнеупорным кирпичом. Она кажется горизонтальной, но в действительности чуть наклонена. Это сделано для того, чтобы шлам, а потом и образовавшийся клинкер могли перемещаться по трубе самотеком. А навстречу им идет поток горячего воздуха: в нижний конец трубы введена большая газовая горелка. Естественно, температура в печи не постоянна. По этому признаку печь условно разделена на шесть зон, они показаны на цветной вклейке. Сырье движется из относительно холодных зон в более горячие, и если на «холодном» торце печи температура едва превышает 20° С, то в самой горячей зоне она больше 1400° С. 54
Процесс начинается в зоне сушки, где из шлама испаряется влага, удаляются немногочисленные летучие, выгорает органика. Здесь же теряют связанную воду молекулы глинистых минералов. В следующих зонах — зонах подогрева и декарбонизации — процесс разложения затрагивает уже и известняк. Из него улетучивается СОг, и, пройдя эти зоны, бывший шлам превращается в смесь четырех окислов: CaO, Si02, A1203 и Fe203, не считая соединений некоторых сопутствующих элементов. При комнатной температуре все четыре окисла — вещества достаточно инертные и совсем не склонные к взаимодействию. Но в печи-то температура далеко не комнатная. Уже при 400° С начинаются твердо- фазовые реакции— реакции между твердыми минеральными соединениями. Чем дальше продвигается материал по печи, тем выше становится температура. Чем выше температура (и чем тщательнее измельчены глина и известняк), тем активнее взаимодействуют окислы. Продукты взаимодействия скрепляют частицы. Порошок исчезает, вместо него появляются раскаленные зерна. В них — продукты твердофазовых реакций— новые минералы, минералы цемента. Это двухкальциевый силикат, или белит 2СаО - Si02, трехкальциевый алюминат ЗСаО*А1203, четырехкальциевый алюмофер- рит 4CaO-Al203-Fe203. Заметьте, всюду присутствует окись кальция. Но до тех пор, пока не начнется плавление новых минералов (а это происходит при температуре от 1300°С и выше), в печи будет и свободная, ничем не связанная окись кальция. Толькс после того, как материал попадет в четвертую зону, которую называют зоной экзотермических реакций, раскаленные зерна начнут плавиться. Где-то здесь и проходит граница между зонами экзотермических реакций и спекания. А температура продолжает расти. Постепенно смесь пропитывается расплавом, и из расплава выпадают новые кристаллы— кристаллы еще одного, самого важного минерала цемента. Его состав — ЗСаО • Si02 с небольшими примесями окислов алюминия и магния. Цементщики называют его алитом. Алит считается главным из цементных минералов по двум причинам: во-первых, его образуется больше, чем всех прочих, вместе взятых; во-вторых, именно он — самое сильное вяжущее. В последней зоне вращающейся печи — зоне охлаждения — расплав застывает. Из печи в холодильник ссыпаются черные шарики. Это и есть клинкер. Внешне он кажется однородным, но под микроскопом картина мгновенно усложняется: видны темно-серые пластинчатые кристаллы элита, реже встречаются овальные светлые зерна — белит, и еще заметны тонкие прослойки промежуточного вещества, весьма сложного по составу. В нем — больше двадцати различных минералов. ЦЕМЕНТ ПО ЗАКАЗУ Нередко можно услышать, что, дескать, цемент— порождение опыта и интуиции. Это песня из репертуара тех, кто считает, будто цементное производство — не химия. Первоначально так и было, но очень недолго. Химическими способами были выделены отдельные минералы цемента. С позиций химии изучались их состав и свойства. И когда были найдены способы воздействия на соотношение основных минералов цемента, положение изменилось: появилась возможность получать цемент «по заказу», цемент со многими предварительно заданными свойствами. Как это делается? Приведем только один пример. Во многих случаях нужен быстротвер- деющий цемент. Цементщики знают, что в цементном тесте (цемент плюс вода) алит твердеет намного быстрее белита. Значит, нужно сделать так, чтобы в клинкере стало больше алита. А для этого нужно прежде всего изменить состав сырьевой смеси — увеличить количество известняка. Кроме того, алит образуется при температуре от 1300° С и выше. Значит, нужно повысить температуру обжига. Рисунок на стр. 56 показывает «цементное древо» наших дней. Видите, сколько цементов, разных по составу и назначению, производит промышленность! Цементы гидротехнические, тампонажные (необходимые при бурении нефтяных скважин), расширяющиеся в процессе твердения, декоративные... Это «древо» выращено руками химиков. Регулирование состава сырьевой смеси, всевозможные добавки, умелое оперирование режимами — вот основные методы воздействия на свойства будущего цемента, будущего бетона, будущих сооружений. Мы говорим «будущих» потому, что в 55
своем путешествии по цементному заводу добрались только до клинкера. А клинкер— это еще не цемент. Вяжущие свойства цементных минералов могут проявиться лишь после того, как черные зерна клинкера превратятся в тончайший серый порошок. Частицы цемента размером больше 40 микронов «вяжущей силы» не имеют. Поэтому, пройдя через холодильник и окончательно остынув, клинкер попадает в шаровую мельницу. О трудоемкости превращения клинкера Безусадочные Е Тампонажный Расширяющийся Магнезиальный Щ Ьыстротеерреющий Г4*0, **> *Т, "а Н^е, Высокопро«сый *1f, "'б/ I Сульфатостойкий гч> I Сульфатостойкий \луццопановый Л Щр{ *°Ъ '*** Ч*с«нТ Супьсротостойкий Низкотермичный Гидрофобный Пластифицированный УЗ^^Л^Т^ЙВКя Для глубоких скважин Ъ а о i Антибактериальный I \*> **>. ,*► *** *>* | Утяжеленный Облегченный Волокнистый Быстротве рдеющий j Особо быстротвердеющий |У/д Дорожный 1 Высокопрочный [ Магнезиальный оо' ,9^ ►*да I- X С^ /^i'lrP J'l Щь^^^^ЁгЩ Баритовый J (поглощающий J радиоактивное . Дл« асбесто-цем. изд. fljajft излучение^ ИЛ ш X < с; а. О С t*K#a ^ n^tP' ,*** Песчанистый Кладочный Песчано-^ луццолановый , 56
Кривая изменения прочности цемента во времени показывает, что формирование камня наиболее интенсивно происходит в первые дни после взаимодействия цемента с водой. Спустя неделю рост прочности заметно а после 28 суток — ищется уменьшается, почти прекра- гь время в сушках в цемент можно судить по тому, что еженедельно в мельницу приходится добавлять новые «мелющие тела» — стальные шары и цилиндры. Тонна цемента «съедает» до 800 граммов стали. ПОСЛЕДНЕЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ «Гидравлические свойства цементов определяются тем, что в них находятся известковые кремнеземисто-глиноземистые соединения, могущие соединяться с водой и образовывать гидратные, водой неизменяющиеся соединения». В этих словах Менделеева отражена химическая основа последнего превращения цемента — процесса твердения. В самом общем виде этот процесс сводится к простой формуле: минералы клинкера + вода = твердые нерастворимые кристаллогидраты. Это утверждение справедливо для всех цементных минералов, кроме алита. Алит же под действием воды частично гидролизуется, от него отщепляется молекула гидроокиси кальция, и после твердения получается вещество состава 2CaO-Si02-nH20;. п — потому, что количество связанной воды зависит от внешних условий. Оно равно 2±0,2. Цементный камень состоит из кристаллогидратов, это ясно. Но физическая сторона процесса остается предметом дискуссий. Каким путем нечто «вроде размазни... нет, замазки» превращается в камень? Точного ответа на этот вопрос нет, хотя теории твердения цемента создавали многие известные ученые. БЛИЗКОЕ БУДУЩЕЕ Сегодня последнее слово техники в отечественной цементной промышленности — это гигантская вращающаяся печь длиной 230 и диаметром 7 метров. Но со временем от вращающихся печей для обжига, видимо, откажутся. Они высокопроизводительны, но не экономичны; цементные минералы могут образовываться в считанные секунды — во вращающихся печах минерал находится 2—3 часа. Что придет им на смену? Скорее всего — печи «кипящего слоя». Изменится и технология помола: слишком энергоемки нынешние мельницы. Возможно, их заменят струйные — без всяких шаров и цилиндров. Струя сжатого воздуха или горячего газа будет разгонять куски клинкера до скорости порядка 150— 200 метров в секунду, и от соударений эти куски рассыплются в пыль... И конечно, цементный завод будущего — это полностью автоматизированное предприятие. На Себряковском цементном заводе уже проходит «производственное обучение» управляющая машина широкого профиля «Днепр». Она способна контролировать 250 параметров и управлять 128 исполнительными механизмами. * Словом, цементный завод будущего окажется совсем непохожим на современный. 57
о и \. о о С РОГА И КОПЫТА В последнее время эти слова ассоциируются у читающей публики преимущественно с шутками. Попытаемся (в виде исключения) поговорить о рогах и копытах всерьез. БЕДА В ТОМ, ЧТО РОГА использовали (и используют) не только как материальное подтверждение охотничьих рассказов, но и для приготовления лекарств и лаков, для украшений и множества поделок. Не будь этого, рогатое племя было бы сейчас, вероятно, куда многочисленнее. В течение многих веков рога вместе со слоновыми бивнями, черепаховыми панцирями и так называемой «рыбьей костью» — моржовыми клыками были тем самым материалом, который отчасти заменял нынешние пластмассы. Понятно, что прежде рог был универсальным материалом. Сейчас же промышленное значение имеют лишь рога благородных оленей и их ближайших родственников — маралов и изюбров. Да и то не как готовый материал. Из этого своеобразного сырья делают широко известное лекарство — пантокрин. Причем делают не из крепких, «костяных» рогов, а из молодых, еще не окостеневших, пронизанных сетью мельчайших, наполненных кровью капилляров. В конце ноября — начале декабря олени сбрасывают рога, и уже через две—три недели у них начинают расти новые, достигающие к маю нормальных размеров (это означает восемь — десять килограммов веса и более метра высоты). В мае или июне эти неокостеневшие рога, которые называются пантами или мюнгесами, срезают. Долгие годы европейские ученые скептически относились к лекарствам из рогов, как, впрочем, и ко всей восточной медицине. Однако в начале нашего века интерес к ней, и в первую очередь к лекарствам, изготовленным из женьшеня и пантов, резко возрос. Вещества, экстрагированные из пантов, оказались чуть ли не панацеей: список болезней и недугов, при которых их рекомендуют применять-, весьма солиден. (Интересно, что до сих пор химикам не удалось определить точный состав лекарственных веществ, извлекаемых из пантов, и синтезировать их.) Вот что написано в энциклопедическом словаре прошлого века: «Панты имеют огромное значение в торговле с Китаем, где очень высоко ценятся (на месте рога скупаются по 5—10 рублей за фунт, в самом Китае — по 50—60 и более рублей за фунт). По одним слухам, из пантов готовят сильнейшие возбуждающие средства, по другим— ими лечат женщин от бесплодия и они помогают при тяжелых родах; рога или кусочки рога являются непременной частью приданого». А вот современная оценка, взятая из «Большой медицинской энциклопедии»: «Пантокрин — жидкий спиртовой экстракт из пантов марала и изюбра. В народной медицине Востока — тонизирующее средство. Пантокрин обладает стимулирующим действием на сердечно-сосудистую систему, кишечник, скелетную мускулатуру. Применяется при переутомлении, неврастении, неврозах, после острых инфекционных заболеваний. Повышает свертываемость кро- HP HP HP HP HP HP HP 58 (
ви и используется при гемофилии и сильных кровотечениях». Сейчас созданы специальные мараловодческие совхозы, что положило конец хищническому уничтожению оленей. КАК ЖЕ ПРИГОТОВЛЯЮТ ПАНТОКРИН? Сначала, естественно, панты отпиливают. (Надо сказать, что эта операция довольно неприятна для оленя, хотя через два — три дня он совершенно оправляется.) Потом панты переносят, тщательно оберегая от повреждений, — иначе кровь, а вместе с ней и «сила» лекарства вытечет,— в чаны с крепким соляным раствором и вымачивают там несколько дней, после чего хорошо высушивают. Законсервированные таким образом рога можно хранить не один год. Для приготовления пантокрина рог размалывают в порошок и заливают спиртом. Через несколько дней раствор отфильтровывают и получают знаменитый целебный пантокрин — желтоватую жидкость со слабым запахом фенола. В НАРОДНОЙ МЕДИЦИНЕ ТРОПИЧЕСКИХ СТРАН горячо и совершенно незаслуженно превозносится рог носорога. Ему приписывали даже магические свойства, растертый в порошок рог считался средством от всех без исключения болезней. Но исследования показали, что никакими лечебными свойствами он не обладает, потому что состоит из волос, плотно сросшихся между собой; их несложно расщепить ножом. Однако и до сих пор у некоторых народов рог носорога — большая ценность. Сохранилось поверье, что кубок из такого рога можно принять без опаски: если в вино подмешан яд, то оно закипит. В Абиссинии высоко ценят холодное оружие с рукояткой из рога носорога, и не столько за изящество хорошо отполированного рога, сколько за то, что он отгоняет от хозяина злых духов. ВПРОЧЕМ, ДОВОЛЬНО ОБ ЭКЗОТИКЕ. Когда читатель слышит слово «рога», то оно вызывает у него представление не об антилопе-гну или белом носороге, а о корове или баране. Из рогов домашних животных— буйволов, зубров, быков — с древнейших времен делали разнообразные предметы домашнего обихода, начиная от пуговиц и кончая музыкальными инструментами. Особенную известность получили сосуды, они были известны еще в глубокой древности и в несколько измененном виде сохранились до наших дней. Как известно, ни одно торжество на Кавказе не обходится без питья вина из рога. В свое время рога служили пороховницами— через узкий их конец было удобно засыпать порох в пищаль или мушкет. Любопытна история охотничьего рога: он прошел путь от простейшего устройства для подачи сигналов до многих современных духовых инструментов. В средние века стекло ценилось в Европе очень дорого и было доступно далеко не каждому. Поэтому в окна вставляли слюду, бычьи пузыри, промасленную бумагу. А для небольших фонарей и витражей применяли так называемое роговое стекло — тонкие, тщательно отшлифованные пластинки светлого рога. Сейчас рог как готовый материал утратил свое былое значение, хотя из него и делают художественные, а иногда и бытовые изделия. Конечно, для этого рог предварительно обрабатывают. 59
i При нагревании в воде и в щелочрюм или кислом растворе рог набухает, становится мягким. Конец рога — сплошной, поэтому из него вырезают фигурки, мундштуки и т. п. Остальную же часть рога — «трубку» греют с полчаса в воде, разрезают вдоль и разгибают в прессе. Получается пластина, из которой делают обычно гребенки и расчески. Одним из лучших лаков для кожи до сих пор считают роговой лак. Готовить erq крайне просто: обезжиренный рог растирают в порошок и растворяют в горячем спирте. Такой лак очень стоек, эластичен и прекрасно сцепляется с кожей. У рога — очень хорошие физико-химические и механические свойства; некоторые из них даже лучше, чем у многих современных пластмасс. Состоит рог в основном из рогового вещества — кератина. Собственно говоря, кератин — это группа белковых веществ, сходных по своим свойствам, и поэтому правильней употреблять это слово во множественном числе. Итак, кератины — белковые вещества, которые входят в ткани, несущие защитные функции,— в волосы, шерсть, щетину, перья, рога. Этим объясняется их стойкость к внешним воздействиям — к нагреву, ко многим химическим веществам, к механическим нагрузкам. Характерный признак кератинов — высокое содержание в них аминокислоты цистина и серы. При сгорании выделяются сернистые соединения, отсюда и специфический запах паленого рога. Интересно, что на роговые вещества не действуют ферменты, и поэтому они не перевариваются и не усваиваются организмом. Лишь личинки моли и некоторые хищные птицы синтезируют ферменты, разлагающие кератины. НАШИ ЗАМЕТКИ ПОДХОДЯТ К КОНЦУ, а раскрыта лишь половина темы — о копытах почти ничего не сказано. Автор приносит извинения за краткость рассказа о них. Дело в том, что по составу копыта близки к рогам, а вот область их применения значительно уже, хотя и у рогов она не бог весть как широка. Сейчас копыта используют (наряду с отходами рога) лишь для костяной муки — удобрения с очень высоким содержанием азота. А как их использовали раньше? Из копыт делали в свое время пуговицы и... ту же костяную муку. Впрочем, пусть читателя не смущает, что рога и копыта — не предмет первой необходимости. Ведь не из-за них же, в конце концов, разводят рогатый скот... Ю. ЗАЙЦЕВ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ НОВОЕ ОБ ОКОРОКАХ В Институте кормов Иенского университета (Германская Демократическая Республика) завершены длительные опыты с подкармливанием свиней сернокислой медью. Журнал «Wissensdiaft und Fortschritt» A969, № 2) сообщил, что получены доказательства прямой пользы такого новшества: добавление одного грамма CuS04 на килограмм сухого корма увеличивает привес свиней более чем на 7%. Иначе говоря, расход кормов на каждый килограмм окороков и колбас вполне ощутимо уменьшается. Исследователи считают, что добавление сернокислой меди в корм повышает содержание протеина в мясе и уменьшает количество жира в печени и окороке. Если же хотят, чтобы печенка осталась жирной, надо за 10 дней до убоя отменить химическую добавку к рациону. 60
ИЗ ДАЛЬНИХ ПОЕЗДОК ИЗ ДАЛЬНИХ ПОЕЗДОК ИЗ ДАЛЬНИХ ПОВЗДОК КЕМБРИДЖ: КОЛЛЕДЖИ, ЛАБОРАТОРИИ, ЛЮДИ Доктор биологических наук К А. КИСЕЛЕВ Рисунки Е. ГОЛЬДИНА Работая в Лаборатории молекулярной биологии, я столкнулся с некоторыми особенностями организации научной работы в Англии. Одна из этих особенностей заключается в том, что в Кембридже опытные научные сотрудники, как правило, мало опекают своих молодых коллег. Молодой аспирант, который собирается получить звание доктора философии, или, как кратко говорят англичане, «пи-эйч-ди» (Ph. D.— эта степень примерно соответствует нашей кандидатской), обсуждает со своим научным руководителем тему работы и реальность ее выполнения, но в дальнейшем получает от этого руководителя значительно меньше помощи, чем это принято у нас в СССР. Другая особенность связана с тем, что большинство научных сотрудников фактически не имеет лаборантов и всю техническую работу вынуждено делать самостоятельно. В Лаборатории молекулярной биологии сюда входит наладка приборов и изготовление чертежей оборудования, выделение препаратов, фотоработы и многое другое. Все это требует времени, и недаром после ужина многие возвращаются в лабораторию и работают допоздна. Такая система оправдывает себя в том отношении, что способствует развитию у молодых ученых инициативы, самостоятельности мышления, а тем из них, кто не обладает достаточными способностями или просто не очень стремится к работе, преграждает путь в науку. Конечно, в таких условиях процесс исследования значительно замедляется. Кроме того, современная аппаратура для исследований в молекулярной биологии довольно сложна и разнообразна — это центрифуги, электронные микроскопы, рентгеновские Окончание. Начало в № 7 за 1969 г. установки. Овладеть всеми этими приборами достаточно глубоко без ущерба для основной работы в состоянии очень немногие. К тому же когда над каким-нибудь сложным прибором, например электронным микроскопом, нет постоянного надзора квалифицированного специалиста, то каждый раз приходится тратить время на его стандартную наладку. Во многих других областях современной науки такой подход вообще невозможен. Когда Резерфорд был директором Кавенди- шевской лаборатории, у него работало около 30 физиков и несколько лаборантов. Сейчас из той скромной области физики, которой они занимались, выросли ядерная физика и атомная энергетика. Для проведения опытов необходима сложнейшая вакуумная техника и электронная аппаратура, обслуживаемая десятками инженерно- технических работников. Можно предположить, что нечто похожее ожидает в будущем и некоторые отрасли молекулярной биологии. Характерно, что из 40 научных работников, находящихся в штате Лаборатории молекулярной биологии, лишь немногие работают постоянно. Остальные спустя 2— 4 года обязаны менять место работы. Так принято и в других английских лабораториях. Считается (главным образом, в кругах тех сотрудников, которые могут работать постоянно), что смена научного состава позволяет легко избавляться от слабых работников и способствует притоку новых идей. Вместе с тем в Британии не так много мест, куда можно перейти из Лаборатории молекулярной биологии, сохранив при этом свою тематику работы. Это одна из причин утечки научных работников в другие страны. Миграция научных работников из Британии, получившая название «утечки моз- 6i
гов» («brain drain»), носит очень серьезный характер. В 1967 г. специальная комиссия в своем докладе отмечала, что интеллектуальные силы медленно, но верно покидают страну. В 1961 г. из Британии выехало 1900 инженеров и технологов и 1300 ученых, а в 1966 г.—уже 4200 инженеров и 2000 ученых. Хотя некоторая часть их возвращается обратно, тем не менее такая миграция приносит Британии большой ущерб. Обучение человека до защиты им диссертации стоит 16 000 фунтов стерлингов. В действительности потери еще больше, так как хорошо обученный специалист приносит стране пользу своей деятельностью. Если учесть и это обстоятельство, то получается, что потеря способного инженера обходится Британии в 30 000 фунтов. Среди мотивов выезда комиссия отметила неудовлетворенность условиями жизни в стране, возможность достигнуть более высокого положения, получить более высокую заработную плату или лучшее оборудование для научной работы. Главное направление миграции научных работников из Англии — США. В последнее время к ним прибавилась еще и ФРГ. Например, в августе 1968 г. рентгеноструктур- щик К.Холмс и первоклассный химик Р. Ле- берман переехали из Кембриджа в Гей- дельбергский университет, где Холмс получил в свое распоряжение великолепно оборудованную лабораторию для изучения структуры белка. Кстати сказать, судьбы двух университетских городов — Кембриджа и Гейдельбер- га — пересеклись во время войны. Мне рассказывали историю, похожую на легенду, о том, что англичане будто бы узнали о намерении немцев бомбить Кембридж. Тогда по каким-то каналам в Германию было сообщено, что англичане нанесут ответный удар по Гейдельбергу. Так или иначе, за все время войны на Кембридж упало лишь несколько случайных бомб, хотя в нем много научно-исследовательских лабораторий. Кроме штатных научных работников, по^ лучающих заработную плату от английского правительства, в Лаборатории молекулярной биологии обычно работает 25—30 ученых, приехавших на различные сроки из других стран (большинство — из США). Их финансируют самые разнообразные организации: университеты, фирма «Фольксваген», американские ВВС, даже НАТО. «Гранты» (так называют в Англии и США такую финансовую помощь) выдаются на определен- 62
ные сроки, и в конце года ученые обычно сидят и пишут в разные адреса письма с просьбами о финансировании их исследований. Иногда письма сопровождаются ходатайствами директора лаборатории. Обычно часть прошений удовлетворяется. Система долгосрочных командировок ученых приносит большую пользу тем странам, которые их посылают: проработав 3—4 года в талантливом коллективе, можно многому научиться. Многие из приезжавших сюда стажеров по возвращении домой становятся крупными учеными. В Лаборатории молекулярной биологии работает также около 20 аспирантов и студентов из Кембриджского университета. Таким образом, больше половины сотрудников (а всего их около 160) — научные работники. Лаборатория молекулярной биологии — одна из лучших в мире. Она значительно лучше оборудована, чем другие британские лаборатории такого же профиля, располагает блестящей вычислительной техникой. Но для Британии такая лаборатория — пока исключительное явление. В целом в стране положение с развитием молекулярной биологии признано неудовлетворительным: к такому выводу пришла Рабочая группа по молекулярной биологии под председательством Джона Кендрью, организованная в 1966 г. Советом по научной политике. Это заключение было основано на анализе научных публикаций по биологии за два предыдущих года. Статьи, которые можно было счесть «молекулярными», составили только 10% общего числа, и качество их оказалось «очень неровным». Рабочая группа утверждает, что во всем виновата «система»: хотя среди молекулярных биологов Британии вполне достаточное число «звезд», но полезных и компетентных работников второго ранга из-за неблагоприятных условий работы относительно мало. В поисках выхода из создавшегося положения Рабочая группа предложила создать в университетских городах небольшое число центров, задача каждого из которых — организовывать и координировать исследования в определенных, наиболее важных направлениях. Своеобразна организация рабочего дня в Лаборатории молекулярной биологии. Работа здесь начинается в 9—9.30 утра. Как и в других научных учреждениях Британии, большую роль играют систематические перерывы на кофе, ланч и чай. В 11 часов все живое в лаборатории исчезает: все сидят в столовой и пьют кофе. Примерно в час дня снова перерыв — для ланча. В третий раз все встречаются в столовой в 4 часа, когда пьют крепкий чай с молоком. Во время этих перерывов все заняты не только едой, но и оживленными беседами на самые разнообразные темы. Это чрезвычайно прочная традиция, и многие ученые говорили мне, что просто не смогли бы работать без привычной чашки чая, выпитой в кругу коллег. Мне вначале казалось, что такие частые перерывы мешают работе. Но потом я к ним привык, и через несколько месяцев они мне стали приятны. Эти перерывы задают четкий ритм рабочего дня, что, безусловно, повышает работоспособность. С точки же зрения сохранения здоровья ученых такой режим, бесспорно, полезен. У истоков Лаборатории молекулярной биологии стояли такие крупные ученые, как Дж. Бернал. сэр Лоуренс Брэгг. Сейчас в ней работают Макс Перутц, Джон Кендрью, Фрэнсис Крик, Сидней Бреннер, Хью Хаксли, Арон Клуг, Дэвид Блоу, Джон Финч и другие «звезды» современной молекулярной биологии. В заключение своих заметок я попытаюсь рассказать о некоторых из них. Один из самых интересных для советских читателей ученых Кембриджа— Фрэнсис Крик. Читатели «Химии и жизни» уже многое узнали о нем из книги Уотсона «Двои- 63
пая спираль». Портрет, созданный Уотсоном, во многом верен. Например, Крик действительно разговаривает очень много и на самые разнообразные темы. Кто знает, может быть, это в какой-то мере спасает его мозг от переутомления, к которому часто преждевременно приходили многие талантливые ученые, и помогает зарождению новых идей, в том числе и действительно гениальных. Когда я впервые увидел Крика, он почему-то напомнил мне портреты офицеров начала прошлого столетия. Может быть, этому способствовало то, что Крик тогда зачесывал редкие рыжеватые волосы с висков вперед. Крик — высокий, широкоплечий человек. Одевается он скромно: в лаборатории он всю зиму проходил в красном свитере, а летом носил цветные рубашки-распашонки. Крик выглядит моложе своих лет (сейчас ему немного за пятьдесят). Начав свою карьеру как физик, он провел семь лет в адмиралтействе, разрабатывая магнитные и акустические мины. В возрасте 30 лет, когда ученый обычно имеет устоявшееся направление исследований, он решил перейти в биологию. «Я не видел, что смогу сделать дальше, изготовляя оружие»,— говорил он через 15 лет корреспондентам. Нельзя сказать, что первые же годы работы в биологии принесли Крику успех. Он начал работать в одной из кембриджских лабораторий чисто биологического профиля, но через два года, в 1949 г., перешел в Кавендишевскую лабораторию, где через некоторое время встретился с Уотсоном. Обоих очень интересовала структура ДНК, и они пытались ее установить используя рентгенограммы, снятые Морисом Уилкин- сом и Розалинд Фрэнклин. На это ушло два года, но решающая часть работы была проделана, как утверждает Крик, за два • месяца. Одновременно Крик заканчивал свою докторскую диссертацию. Она называлась «Полипептиды - и белки: рентгено-: структурные исследования». В ней не было, ни слова о структуре ДНК, хотя диссертация была закончена в том же 1953 году, когда совместно с Уотсоном была предложе- • на знаменитая модель. Стал бы Крик известным ученым, если- бы честь открытия; структуры ДНК досталась кому-нибудь другому? Можно без, колебаний ответить —да. Примерно в эти же годы он опубликовал классическую работу по теории спиральных структур, ему принадлежит ряд выдающихся работ по генетическому коду. В 1956 г. Крик и Уотсон высказали очень важные соображения о структуре вирусов. К тому времени стали появляться первые экспериментальные данные о строении небольших вирусов, состоящих главным образом из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки. Один из них — вирус табачной мозаики — оказался построенным из одинаковых белковых субъединиц, уложенных по спирали. Частица этого вируса на электронных микрофотографиях выглядит как палочка. Два других вируса на микрофотографиях казались сферическими, а рентгеноструктурный анализ показывал, что в их строении есть симметрия. Уотсон и Хрик предположили, что общим свойством таких небольших вирусов является организация их из одинаковых субъединиц, уложенных или по спирали, или в икосаэдрическую оболочку, во внутренней полости которой находится нуклеиновая кислота. Эту работу помнят сейчас только в среде небольшой группы ученых, занимающейся структурой вирусов, а между тем она отмечена той же печатью удивительного проникновения в суть вещей, что и работа по структуре ДНК. В последующие годы предположение Крика и Уотсона полностью оправдалось. Сейчас найдено множество вирусов разных размеров и с разными свойствами, оболочки которых имеют икосаэдрическую симметрию. 64
Будущие биографы Крика, вероятно, найдут его личность сложной и противоречивой. С одной стороны, известно, что Крик не любит официальных почестей и однажды отказался принять какое-то почетное звание. С другой стороны, Крик не стесняясь доминирует над всеми во время беседы в обществе; как отмечает знаменитый справочник «Кто есть кто», особенно он любит разговоры с приятными женщинами. Если в лаборатории слышен более обычного оживленный и громкий его голос, то можно быть уверенным, что Крик беседует с дамой. Женщины отзываются о Крике как об очень интересном собеседнике. Любопытно, как Крик распорядился несколькими полученными им денежными премиями. Став знаменитым, он купил соседний дом, перестроил его и объединил со старым. В честь структуры ДНК новый дом получил название «Двойная спираль». Теперь, однако, он называется «Золотая спираль». (Не знаю, хотел ли Крик отразить в этом новом названии улучшение своего финансового положения после открытия структуры ДНК.) Потом Крик, проявив предприимчивость, построил в Кембридже двухэтажный двадцатиквартирный «доходный» дом, спланированный так, как принято у нас,— двери квартир в нем выходят на лестничную клетку. Для Англии, и Кембриджа в особенности, такая планировка необычна. Англичане любят, чтобы у каждого был отдельный вход и хотя бы небольшой, но собственный сад. Поэтому квартиры там часто расположены как бы по вертикали: гостиная и кухня на первом этаже, кабинет на втором, спальни на третьем. Такие одинаковые узкие дома обычно строятся рядом, образуя удручающе скучные «террао хаусы». Правда, в Кембридже их немного, но один из них мне запомнился. У каждого дома — небольшое крылечко, на первом этаже — выступающий фонарь гостиной, деэ окна на втором этаже-, два — на третьем, а с задней стороны дома — узкие садики, отгороженные каменными стенами от точно таких же соседних. И все это повторяется без всяких вариаций 31 раз. Конечно, Крик не стал бы строить такой скучный дом! Своеобразие личности Крика сказывается и в том, как он, я бы сказал, афиширует свою антирелигиозность, чго вообще не типично для Англии. У него даже были какие-то легкие трения в Черчилл-колледже, членом которого он состоит, по поводу строительства там церкви: Крик относился к этому проекту отрицательно. Крик — жизнерадостный человек, наделенный чувством юмора. Я видел бланк вступительного заявления в шуточный «клуб», членами правления которого были, кроме Крика и Уотсона, два выдающихся биохимика — Сидней Бреннер и Жак Моно. Вступающий в клуб должен был ответить на несколько вопросов. Например, иронизируя над недостаточно глубоко продуманными экспериментами, его спрашивали: «Синтезировали ли вы жизнь в пробирке? Если да, то каким образом? Электрическим разрядом? Горячим воздухом? Линейным ускорителем? С помощью бактериальных загрязнений?». Последний вопрос особенно язвителен, так как именно к этому сводились многие сенсации. Предлагались и такие вопросы: «Какие из нижеследующих утверждений справедливы? Вирусы — причина возникновения рака. Рак — причина возникновения вирусов. Вирусы — причина возникновения мутаций. Мутации — причина возникновения вирусов. Мутации —причина возникновения рака. Рак—причина возникновения мутаций». Не обошло Крика и всеобщее увлечение научной фантастикой Он даже прочитал в Кембридже лекцию «Жизнь на других мирах», где поддержал идею о посылке в ракете искусственного гуманоида для связи с внеземными цивилизациями. Он очень хорошо отзывается об известной книге на* 65
шего астрофизика И. С. Шкловского, которую читал в переводе. Фрэнсис Крик стал в Кембридже, да и не только в Кембридже, легендарной личностью. Открытая им и Уотсоном структура ДНК, его доклады на отвлеченные темы, кажущееся безделье и затем—великолепные работы, вновь и вновь появляющиеся в печати,— все это и многое другое не может не привлекать к нему внимания. Интерес к личности Крика не затухает. Не зря М. Перутц в одном из своих интервью шутливо предсказал, что в 2000 году количество генетической информации будет измеряться в мегакриках... Нынешний директор Лаборатории молекулярной биологии Макс Перутц — также всемирно известный ученый. По образованию Перутц химик и кристаллографией стал заниматься только в Кембридже, куда переехал из Австрии, когда туда вторглись фашисты. Это было время, когда ничего еще не было известно о связи ДНК с генами, и самой важной проблемой казалось выяснение структуры белков. Химическое образование Перутца очень ему пригодилось: он разработал так называемый метод изоморфного замещения — когда какой-нибудь известный атом или группа атомов в изучаемой молекуле белка замещаются другим, «тяжелым» атомом (например, атомом ртути или урана), сильно рассеивающим рентгеновские лучи, благодаря чему по рентгенограмме удается установить расположение в молекуле замещенных атомов. Свой метод Перутц применил к расшифровке структуры гемоглобина. Хотя она уже в основном расшифрована и Перутц получил за это Нобелевскую премию, он продолжает заниматься гемоглобином и сейчас. Теперь он ставит перед собой задачу выяснить, как изменяется структура этого белка, когда он присоединяет кислород. Перутц — не только крупный ученый, но и великолепный организатор. Став директором Лаборатории молекулярной биологии, он сумел поставить дело так, что не более 10% своего рабочего времени тратит на администрирование, остальное время отдано исследованиям. Между тем, его административный аппарат совсем невелик: личная секретарша директора, бухгалтер (она же кассир), работник, ведающий снабжением, и еще, может быть, два-три человека. И это на 160 научных сотрудников! Перутц ведет свои исследования фактически один (если не считать специальной группы, обслуживающей рентгеновский дифрактометр). Его можно увидеть в лаборатории и поздно вечером, и в нерабочие дни. Когда я спросил его, зачем он так себя перегружает, Перутц объяснил, что не может никому доверить свою работу. У него была когда-то прекрасная сотрудница, но она бросила работу, выйдя замуж. А те, что были после нее, делали ошибки, и Перутц от них отказался. И последний штрих, характеризующий Перутца как директора. Первое время я обращался к нему «доктор Перутц». Но на второй или третий раз он меня прервал и сказал: «Пожалуйста, Николай,— меня все в лаборатории зовут Макс...». Несмотря на далеко не блестящее здоровье Макса и неспортивную с виду фигуру, любимый отдых его — горнолыжный спорт. Он даже тренировал одно время группу лыжников. Любит Перутц также возиться в саду, но это у него после лыж — на втором плане. В саду колледжа Питерхаус, членом которого Перутц состоит, он с гордостью настоящего садовода показывал мне красные георгины «Арабская ночь». Мне они очень напомнили георгины, растущие в палисадниках у нас, в подмосковных деревнях. Между прочим, там же, в Питер- хаусе, Перутц показал мне отделанные почерневшим от времени деревом комнаты и трапезную, где на стене висели портреты ученых, состоявших членами колледжа в XV—XVII веках, и рассказал, что эти полотна еще в 1948 году просветил рентгеновскими лучами Джон Кендрью и обнаружил 66
Макс Перутц прекрасно водит машину» но его любимое средство передвижения по Кембриджу — велосипед под более поздними слоями красок первоначальную живопись. Впоследствии картины были реставрированы. Это был, кажется, один из первых случаев применения рентгена в художественной реставрации. Как-то молодые сотрудники Лаборатории молекулярной биологии совершенно серьезно обсуждали вопрос, кто в лаборатории — гений. Сошлись на том, что гениев трое: Фрэнсис Крик, биохимик Сидней Бреннер и Арон Клуг. О некоторых научных достижениях Клуга я уже говорил в начале своей статьи. Он действительно один из самых умных и проницательных людей, каких я когда-либо встречал. Однако самая привлекательная его черта—это талант иметь учеников. В Кембридже не принято опекать молодых научных работников. Этого правила придерживается и Клуг, но делает это очень ловко, с поразительной точностью определяя момент, когда следует вмешаться. В начале работы он обычно проводит длинную беседу с сотрудником, обсуждает с ним план исследования, методы. Как правило, Клуг дает только реально выполнимые задания. После этого сотрудник предоставлен самому себе. Это, конечно, не значит, что он не может обратиться к Клугу с вопросами: тот всегда даст нужные разъяснения и при этом будет по своей привычке писать на листке бумаги что-то вроде тезисов того, что говорит, и рисовать схемки. К Клугу с вопросами идут и такие, как «сам» Крик. Когда же в работе начинают намечаться результаты, Клуг уверенно помогает определить наиболее важное направление дальнейших поисков, сам активно включается в исследования, берет результаты для обработки к себе домой. Удивительно противоположен Клугу другой выдающийся сотрудник Лаборатории молекулярной биологии — Хью Хаксли. Это рано поседевший красивый человек, всегда элегантный, даже в грязном халате, залитом кровью лягушек (он исследует их мышцы). Клуга в халате я вообще никогда не видел, и по характеру деятельности он скорее теоретик. Хаксли же — великолепный экспериментатор истинно резерфордовской школы, основное правило которой — осуществлять эксперимент любыми средствами с минимумом затрат — он усвоил, очевидно, еще тогда, когда работал в Кавендишев- ской лаборатории. Установки, на которых он занимается рентгеновскими исследованиями мышц, поражают своей кажущейся примитивностью — никаких пультов с лампочками, раскрасок и полировок. У Хаксли почти нет учеников. Мне кажется, что у него только одно истинное увлечение—работа. И он работает с утра до позднего вечера, почти все делая сам. Таких людей в старой Кавендишевской лаборатории называли «монахами». Одним из них был Вильсон — тоже кавендишевец, изобретатель знаменитой «туманной камеры» для определения траекторий элементарных частиц, про которого рассказывают, что он сам делал даже аккумуляторы. 67
Арон Клуг Хью Хаксли 63 Мне хотелось бы рассказать еще о человеке, объединяющем в себе многие положительные черты, присущие англичанам. Таким представляется мне Джон Финч — из- \ вестный электронный микроскопист и рент- геноструктурщик. Я написал «известный», но здесь придется добар.ить — в узком кругу электронных микроскопистов, изучающих структуру вирусов. Такая ограниченная популярность Джона во многом объясняется его чрезвычайной скромностью. Он — редкий гость на конференциях, и даже на тех, где он присутствует, он сидит где-нибудь позади, посасывая трубку, как это было летом 1968 г. на совещании по структуре вирусов. Полной противоположностью ему был тогда американец Джонатан Кинг. Бородатый и длинноволосый, в джинсах и красной рубахе, Кинг то поглаживал бороду пальцами в перстнях, то, сверкая глазами, с жаром излагал свои гипотезы и замечания. А Финч большей частью помалкивал, хотя часто мог сказать больше других. И только тогда, когда ги- < потеза вырастала вавилонской башней или, наоборот, спор заходил в тупик, он вынимал трубку изо рта и говорил несколько фраз, после чего дискуссия выходила из тупика, а построенные на песке башни рушились. (Этим я вовсе не хочу сказать, что Кинг — слабый ученый. На том же совещании он докладывал прекрасную работу, посвященную одному из бактериофагов.) До приезда в Кембридж я работал главным образом на японских электронных микроскопах, а в Лаборатории молекулярной биологии тогда было два старых прибора фирмы «Сименс», Никакого техника, который бы их обслуживал, не было. Только в случае серьезных повреждений можно было вызвать по телефону из другого города английского инженера, обслуживающего в Англии все микроскопы этой фирмы и получающего от нее зарплату. Первое время я испытывал большие трудности в работе на новом для меня приборе и всегда обращался к Финчу. Как бы он ни был занят, он всегда отрывался от работы и шел к микроскопам, которые он знает, как хороший солдат — свое оружие. Работы Финча очень надежны. Это объясняется несколькими причинами. Прежде всего — огромным опытом и талантом увидеть на микрофотографиях то, чего другие не замечают. Кроме того, Финч — физик и анализирует структуры с присущей людям этой профессии точностью. Если та или f
I an лешм tyvo avvu выглниел новый корпус Лаборатории молекулярной биологии иная работа вызывает сомнение и не хватает данных, чтобы понять, в чем дело, Джон откладывает ее, порой на несколько лет, изыскивая новые пути решения проблемы. Вероятно, из-за этого еще ни один из выводов Финча, насколько мне известно, не пересматривался. Джон — истинный англичанин; может быть, поэтому он несколько консервативен. Его жена жаловалась мне, что он не ест продукты, сравнительно недавно появившиеся в Англии. В доме Финча есть все виды отопления: электрокамин, керосиновый камин, в одной из комнат — даже обогрев через пол. Нет, однако, самого рационального — центрального отопления. Оно вызывает у Джона прямо-таки неприязнь: он считает, что при центральном отоплении нельзя регулировать температуру комнат. Но, будучи консерватором в своих личных делах, Джон — подлинный новатор в работе. Нет ни одной полезной методики, которую он не начал бы немедленно применять. Мои заметки о Кембридже заканчиваются. Многое из того, о чем я писал, сейчас уже изменилось: одно — неприметно, другое — значительно. Старого здания Лаборатории молекулярной биологии, где я работал, хватило только на шесть лет. В 1968 г. к нему пристроили новое, удвоив его рабочую площадь. Один за другим покидают лабораторию выросшие в ее стенах ученые, на смену им приходят другие. И кто знает, может быть, среди них будут новые Крик и Уотсон, Перутц и Кендрью, Клуг и Хаксли... Кембридж тоже ждут перемены. На окраине города площадь в 120 гектаров собираются застроить лабораториями и аудиториями. В первую очередь сюда хотят перевести физический факультет университета. Стоимость строительства в 1966 г. оценивалась в 50—-100 миллионов фунтов стерлингов. Правда, этих денег пока нет, и кембриджская студенческая газета назвала план научной утопией и фантазией. Во всяком случае, мне в этом плане определенно нравится одно: он не затрагивает старого города. И я надеюсь, что еще многие поколения смогут почувствовать удивительное обаяние древнего Кембриджа. ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ИЗ ПИСЕМ В РЕЛАКЦИЮ ИЗ ПИСЕМ В РЕЛАКЦИЮ АЗОТНАЯ КИСЛОТА И МЕТАЛЛЫ В 12 номере вашего журнала за 1968 год на стр. 33 опубликован ответ А. А. Багатурьянца на вопрос Г. Петровой: какие газы и в каких условиях выделяются при реакциях металлов с азотной кислотой и может Ли при этом выделяться водород? Очень трудно согласиться с напечатанным в журнале категорическим утверждением: «Заметим сразу же, что водород при реакциях с азотной кислотой не выделяется». В кратком сообщении А. А. Гринберга и А. Ф. Вьюгиной «О взаимодействиии азотной кислоты с магнием» (с<Журнал неорганической химии», том 5, 1960 год, стр. 1389) было показано, что при растворении в азотной кислоте магния выделяется смесь газов, содержащая до 160 мл водорода на 1 грамм растворившегося магния. Количество водорода, выделяющегося при растворении одного грамма магния, уменьшается с увеличением концентрации азотной кислоты и отношения взятого количества азотной кислоты к количеству магния. Недавно скончавшийся академик Александр Абрамович Гринберг при чтении курса неорганической химии демонстрировал студентам выделение водорода при растворении магния в азотной кислоте. А. Ф. ВЬЮГИНА 69
НОВОСТИ ОТОВСЮЛУ НОВОСТИ ОТОВСЮЛУ НОВОСТИ ОТОВСЮЛУ НОВОСТИ ФРУКТЫ И ВИНО Если начать перечислять все виды консервов, которые выпускают сейчас в нашей стране, то, пожалуй, журнальной страницы не хватит. Недавно к этому длинному списку прибавилось еще несколько наименований: разработаны рецепты новых консервов — «Вишня в вине», «Алыча в вине», «Слива в вине». Самый пикантный, вкусный и ароматный десерт, как утверждают дегустаторы, — «Вишня в вине». Новые консервы выпускают Славянский и Георгиевский консервные заводы. ЛЕКАРСТВО ДЛЯ ДЫНИ Дыню часто поражает гриб рода фузариум: растение начинает вянуть задолго до того, как на нем появятся плоды. Инфекция передается через почву и семена, поражая молодые ростки и взрослые растения. Журнал «Защита растений» A969, № 3) сообщает, что недавно установлено: предотвратить эту болезнь можно с помощью биогенных стимуляторов анабазин-сульфата и янтарной кислоты. Если замочить семена дыни в анабазин-сульфате, то растения будут устойчивее к заболеванию, а урожай возрастет на 30%. СИРЕНЬ И МОЧЕВИНА Мечта каждого цветовода — как можно больше цветов. Оказывается, растение можно заставить выбросить больше почек, чем обычно. В уральском научно-исследовательском институте Академии коммунального хозяйства РСФСР установили, что если сиреневые кусты опрыскивать 0,5%- ным раствором мочевины, то число почек, а значит, и кистей, которые расцветут на этих кустах, увеличится на 70% по сравнению с необработанными. Чистая прибыль цветоводческих хозяйств от такой операции — более 3000 рублей с каждой тысячи кустов. Только следует соблюдать такое условие: начинать обработку растений не позже 20 июня (четыре опрыскивания через 7—10 дней). НОВЫЙ МИНЕРАЛ Собирая образцы руд в Восточной Сибири, геологи обнаружили кристаллы неизвестного минерала — бесцветного, полупрозрачного, с поперечным волокнистым строением. Позднее, когда в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР был проведен полный анализ кристаллов, оказалось, что геологи начали новый минерал — борат кальция состава Са3[В(ОНL]4(ОНJ. В память крупного специалиста в области физической геохимии Якова Иосифовича Ольшанского новый минерал назван ольшан- скитом. Образцы ольшанскита переданы в минералогические музеи Москвы и Ленинграда. СЛАДКАЯ ЖИЗНЬ Как сообщает журнал «Science Digest» A968, № 5), разработан препарат, который, по утверждению его авторов, способен предотвращать кариес зубов. Это фермент декстраназа, он разрушает клейкий налет на поверхности зубов, который, возможно, и является одной из причин болезни. Этот налет служит средой для размножения бактерий, которые, перерабатывая содержащиеся в нем вещества, образуют кислоты. Они-то и разъедают зубную эмаль, что приводит к заболева- ванию кариесом. Если опыты с декстраназой закончатся успешно, то ее можно будет принимать в виде отдельного препарата, добавлять в зубную пасту или даже в питьевую воду. И тогда, вне зависимости от количества съеденных за день пирожных, конфет и варенья, зубы останутся здоровыми. В перспективу такой сладкой жизни хочется верить... СТОЙКИЙ АРОМАТ Многие душистые вещества очень реакционноспособны и нестойки. Кислород воздуха, свет, тепло — все вызывает их разрушение: меняется цвет, вязкость, но, главное, они быстро теряют свой аромат. Самые нестойкие — соединения класса альдегидов, среди которых много ценных для парфюмерии веществ (например, гидро- оксицитропеллаль и цикламеналь- дегид). Срок хранения альдегидов — не более 5—6 месяцев. Журнал «Масло-жировая промышленность» A969, № 3) сообщает, что недавно испытаны антиокислители, позволяющие удлинить срок хранения ароматических веществ до 21 месяца. Новые стабилизаторы нетоксичны, и поэтому их будут применять при изготовлении косметических кремов. ВДВОЕ ДОЛЬШЕ, В ДЕСЯТЬ РАЗ ДЕШЕВЛЕ Давно минуло время тряских булыжных мостовых — их заменили гладкие асфальтовые дороги. Но асфальтовое покрытие несравненно менее долговечно, чем покрытие из камня. Вспомните, сколько раз вам доводилось наблюдать, как заливают битумом трещины, как снимают старый асфальт, чтобы заменить его новым... Эта работа по реставрации старых асфальтовых дорог идет непрерывно и не менее, пожалуй, интенсивно, чем строительство новых. А нельзя ли пойти другим путем, нельзя ли как-то продлить жизнь асфальта? Как сообщает журнал «New Scientist» A969, № 636), в принципе эта задача решена. Асфальт разрушается потому, что постепенно окисляется кислородом воздуха, чему способствует еще и солнечный свет. Исследования показали, что этот процесс можно замедлить, если добавлять в асфальт антиоксиданты, причем наиболее эффективным оказалсч диэтилдитиокарбамат цинка — один из антиоксидантов, широко 70
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ используемых для предотвращения старения резины. Достаточно добавить всего 1,5 процента этого вещества, как срок службы покрытия возрастает вдвое. При этом стоимость добавки в десять раз меньше стоимости ремонта. ОПЯТЬ ХЛОРЕЛЛА Ученые и журналисты уже широко прославили хлореллу — скромную водоросль, незаменимый спутник будущих космических путешественников. Теперь ей найдена еще одна, если и менее фантастическая, то куда более заметная на Земле, роль. Оказалось, что хлорелла, как и другая распространенная водоросль — хламидомонада, обладает незаурядной способностью поглощать из водоемов, где она живет, пестициды типа у~ге><сахлорциклогекса- на (линдана) и перерабатывать их в безвредные соединения. Эти водоросли извлекают примеси из воды в пять раз быстрее, чем это происходит при естественном самоочищении водоема без их участия. Уже выдвинуто предложение заселять хлореллой дренажные канавы, служащие для осушения полей, обработанных лин- даном. И ДЕТЯМ, И ВЗРОСЛЫМ Несмотря на то, что новому напитку, рецепт которого разработан в Молдавии, присвоено название «Детский», не откажутся от него и взрослые. Кисло-сладкий, с приятным ароматом, он обладает еще и лечебно-диетическими свойствами. Изготовляют его из молочной сыворотки (осветленной), морковного сока и свекловичного сахара. НЕРАСТВОРИМЫЕ ТАБЛЕТКИ Некоторые лекарства, попадая в желудок, действуют раздражающе на его слизистую оболочку. Чтобы избежать этого, можно покрывать таблетки слоем какого- нибудь вещества, устойчивого к действию желудочного сока. Такая таблетка, благополучно миновав желудок, попадает в кишечник, где защитная пленка растворяется и лекарство всасывается. Такие покрытия наносят, например, на таблетки рибофлавина, некоторых антибиотиков (пенициллина, эритромицина), аспирина и некоторых других лекарств. В Харьковском научно-исследовательском химико-фармацевтическом институте разработана технология нанесения на таблетки таких покрытий. В состав их входят производные целлюлозы, лактоза, а также связывающие, скользящие и другие вещества. При лабораторных испытаниях таблетки с напрессованным покрытием сохранялись в искусственном желудочном соке в течение двух часов и полностью распадались за несколько минут в искусственном кишечном соке. СТОЙКИЕ КРАСИТЕЛИ Малышу купили яркую, веселую полиэтиленовую игрушку. Но очень скоро ребенок перестал обращать на игрушку внимание, и совсем не потому, что она успела надоесть. Просто игрушка потускнела и приобрела какой-то грязноватый оттенок. Произошло это потому, что органические красители, которыми чаще всего окрашивают полиэтилен, на свету и в тепле разрушаются. Как сообщает журнал «Пластические массы» A969, № 4), недавно разработаны рецепты новых красителей, в состав которых входят стойкие и недорогие пигменты: например, сурик желтый марки Б, мумия естественная, кадмий оранжевый, литопон. После двухсот часов самых жестких испытаний цвет изделий, окрашенных новыми красителями, не изменился, тогда как органические краски в таких условиях выцветают на 50%. СОКИ, БОГАТЫЕ КАЛИЕМ Апельсиновый и лимонный соки известны как источник витаминов. А недавно изучен их минеральный состав, в частности содержание в них солей натрия и калия. Оказалось, что в 100 мл этих соков содержится от 114 до 193 мг калия — значительно больше, чем натрия. Роль ионов калия в организме хорошо известна медикам: этот элемент необходим для нормальной работы сердца и сердечнососудистой системы. Поэтому новые данные о высоком содержании калия в апельсинах и лимонах прибавляют дополнительный балл к нашей оценке этих плодов. ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ ВМЕСТО ФОТОСИНТЕЗА Недавно, как сообщает журнал c<Science Journal» A968, № 11), была показана возможость синтеза аминокислот и Сахаров зелеными растениями без солнечного света. Опыт был поставлен так. Из листьев шпината экстрагировали хлорофилл. Экстракт поместили в электролитическую ячейку, через которую пропускали углекислый газ. Некоторое время в ячейке шел электролиз раствора хлорофилла, а потом электролит проанализировали. В нем оказались аминокислоты и сахара, то есть те вещества, которые образуются в листьях зеленых растений при солнечном свете. ПОЧКИ В ДЕКСТРАНЕ Врачи уже много лет используют полисахарид декстран в качестве заменителя крови при травмах и ожогах. Недавно было предложено использовать это вещество для сохранения в течение двух- трех суток органов, предназначенных для пересадки. Взятые у людей и животных почки выдерживали при температуре 2—4° С и давлении около четырех атмосфер в специальном контейнере, через который протекал раствор дек- страна-40 (полисахарид с молекулярным весом 40 000). Двум больным уже пересадили почки, которые хранили этим способом несколько часов. 71
-2b*dfcWi
СПОРТПЛОЩАЛКА СПОРТПЛОЩАЛКА СПОРТПЛСЩАЛКА СПОРТПЛОЩАДКА ПОТЕШНЫЕ СУДА Яхта — потешное мореходное небольшое судно. В. Даль. Толковый словарь живого великорусского языка Миновала эпоха парусного флота. Пароходы, дизельэлектроходы, наконец, атомоходы вытеснили парусники с морских путей. Остались лишь маленькие «потешные» парусники — яхты, на которых тысячи людей ежегодно выходят в плавание. Одни довольствуются небольшими прогулками, другие отправляются в кругосветное путешествие, третьи принимают старты всевозможных парусных гонок. Именно о тех судах, на которых ходят эти третьи, и пойдет здесь речь. Еще на заре парусного спорта решили разделить суда на классы — по весу, размеру, парусности и экипажу, чтобы объективно оценивать и мастерство вождения, и подготовку самой яхты. Сейчас на олимпийские игры допускают лишь суда-монотипы, которые строят по одним и тем же чертежам с жесткими допусками. Но, несмотря на внешнее подобие яхт одного класса, по-прежнему многое решают ходовые качества яхты. В ВОДЕ В каждое лето повинен комнссар пересматривать все суды... и ежели порченье немалое или гнилость немалую в снастях и прот- чем, то спорченное починить... Из инструкции первого российского яхт-клуба A2 апреля 1718 года) Ранней весной все приписанные к яхт-клубу суда можно увидеть на берегу — идег весенний ремонт. Даже начинающему яхтсмену известно, что сила трения корпуса о воду резко возрастает, если поверхность шероховата. Чтобы лодка свободно скользила по волнам, ее днище нужно довести до зеркального блеска. Вот и приходиться колдовать с клеями, шпаклевками, красками и эмалями. Колдовать — потому что из огромного числа веществ, предлагаемых промышленностью, ни одно не обладает всем комплексом необходимых свойств. Отчаянные экспериментаторы перепробовали множество составов, начиная с традиционного для флота густотертого сурика. Покрывали корпуса обычными масляными красками, водостойкими нитрокрасками, автомобильными пен- тафталевыми и глифталевыми эмалями, кислотостойкими и жаростойкими лаками. По форме и конструкции вертикального «плавника» яхты делят на килевыр и швертботы. «Плав- ник» придает судну устойчивость и удерживает его на курсе при боковом ветре. У килевых яхт он сделан в виде противовеса — тяжелый, чугунный, он подвешен под днищем. Легкие швертботы созданы для плавания по рекам и озерам. Чтобы Они свободно проходили по мелководью, их девают плоскодонными. Вместо тяжелого киля из днища выдвигают легкий металлический, пластмассовый или деревянны 7 лист — шверт. Милый вес и плоское днище позволяют таким лодкам легко глиссировать — скользить по поверхности воды. Равномерно движущийся воздушный поток разбивается парусом на два. Один обтекает поверхность по большой дуге, другой — по малой. Поскольку с обеих сторон паруса проходит одновременно сдно и то же количество воздуха, скорость частиц, движущихся по большой дуге, увеличивается. Но общая энергия воздушного потока не может измениться; значит, энергия перераспределяется внутри самого потока В результате возникает тянущая сила. Теперь паруса предпочитают делать из синтетики. Помимо того, что они не намокают, не садятся и не тянутся, у них очень гладкая поверхность. А хлопчатобумажный парус — ворсистый, у его поверхности возникают завихрения, воздушное сопротивление увеличивается в несколько раз, и яхта движется медленнее. 73
Одно время даже натирали корпуса яхт перед гонками графитовыми, силиконовыми и другими гидрофобными смазками, чтобы уменьшить сопротивление движению. Но от такой подготовки быстро отказались, смазка держится практически одну гонку, а соревнования — это серия гонок, обрабатывать корпус между которыми правила запрещают. Не оправдала себя и попытка обшивать корпус тонкими гладкими листами полистирола. Зато повезло эпоксидным смолам. Эмали на их основе сейчас в чести у яхтсменов. Больше того, с помощью этих смол корпуса яхт некоторых классов стали обклеивать стеклотканью. Такая стеклопла- стиковая защита прочна, не боится воды, не нуждается в окраске, отлично полируется и защищает дерево от всех напастей. Но если стеклопластик столь хорош для яхт, есть ли вообще необходимость в деревянном корпусе? Достаточно увеличить число слоев стеклоткани и в наиболее нагруженных местах поставить усиливающие ребра, и стеклопластик из обшивки превратится собственно в корпус судна. В 1962 году приняли старт первые яхты из стеклопластика — одиночки олимпийского класса «Финн». Дебют был настолько удачным, что уже на олимпийских играх в Мехико все «финнисты» выступали на пластмассовых судах. Дело не только в уже перечисленных достоинствах материала. Есть еще одно, пожалуй самое главное, об- эти яхты ПРЕДСТАВЛЯЮТ ПАРУСНЫЙ СПОРТ НА ОЛИМПИЙСКИХ ИГРАХ «Звездный» класс, самый старый. Первые гонки на «звездни- ках» состоялись 30 мая 1911 года. В них участвовали двадцать две яхты, построенные по проекту В. Гардена. Сейчас небольшое килевое судно с угловатыми обводами пользуется огромной популярностью во всем мире. Несмотря на то, что яхта спроектирована более пятидесяти лет назад, она очень современна: большая парусность и своеобразные обводы позволяют ей глиссировать, длинная гибкая мачта — менять профиль паруса. Такие яхты недавно начали делать из стеклопластика. Экипаж яхты два человека Норвежский конструктор Анкер, представляя в 1929 году свою яхту «Дракон» на конкурс в Ге- теборге, считал, что она будет ходить в дальние плавания. В 1948 году, когда «Дракон» вышел на международную арену, яхта была переоборудована из крейсерской в гоночную. (У ее корпуса плавные обводы, а киль тяжелый — около тонны весом.) Сейчас яхта несет три паруса: два из них (грот и стаксель) треугольные, а огромный спинакер похож на мешок. Он обычно ставится при попутном ветре. Общая площадь парусов (не считая спинакера) — примерно 22 квадратных метра. Управляют яхтой три человека. «Дракон», так же как и «Звездный»,— строгий монотип 74
стоятельство: корпуса получаются совершенно одинаковыми, если при изготовлении многих яхт использовать одну и ту же форму— матрицу. Поэтому организаторы олимпиады попросту разыграли между спортсменами корпуса «Финнов», сделанные в одной форме. Точно так же по жребию были разыграны мачты, паруса и прочие принадлежности, вплоть до запасных частей. Именно на такой «стандартной» яхте завоевал золотую олимпийскую медаль советский гонщик В. Манкин. Преимущества пластмассовых яхт оказались столь очевидными, что вслед за «Финном» стали делать синтетические корпуса и для яхт других классов. Правда, не все первые старты осовремененных яхт были такими же удачными. Например, корпус яхты «Звездного» класса удалось сделать достаточно легким (как того требовали правила), лишь применив «сэндвичевую» конструкцию, чередуя стеклопластик с легким наполнителем. Зато яхты вновь создаваемых классов стали сразу проектировать с пластмассовыми корпусами. Так, в прошлом году Международный парусный союз утвердил олимпийский класс «Солинг». Яхты этого класса строят только из пластмассы по единственной матрице или ее дублям. Если учесть, что Международный парусный союз намерен не допускать к олимпийским играм классы, созданные более двадцати лет назад, то, по-видимому, в недалеком будущем в гонках будут участвовать Самая молодая в семействе килевых — яхта «Солинг». Ей всего один год, если считать днем рождения тот день, когда она была утверждена Международным парусным союзом. Экипаж пластмассовой яхты «Солинг» — два человека. Корпуса всех яхт этого монотипа делают в единой матрице. Мачта «Солинга» металлическая Швертбот «Финн» — самая маленькая из олимпийских яхт. Его корпус весит всего 105 килограммов, а длиной он четыре с половиной метра. Управляет «Финном» один человек. Для того чтобы справиться со швергом, парусом, рулем, да к тому же «открени- вать» судно, ему приходится порой вцепляться в шкоты зубами, а рулить ногой. На олимпиаде 1952 года в Хельсинки «Финны» появились впервые, их корпуса тогда были деревянными. Сейчас их делают из стеклопластика Имя призрака дал своему швертботу голландский конструктор Уилк ван-Эссен. «Летучий голландец» и в самом деле стремителен, как сказочный призрак. Вес его корпуса —125 килограммов, мачта поднимается над палубой почти на семь метров (а сам корпус на полметра короче мачты), парусность немного меньше, чем у «Дракона»,—17 квадратных метров. И так же, как «Дракон», «Летучий голландец» несет в гонках спинакер. Чтобы яхта при боковом ветре не легла парусами на воду, матросу приходится большую часть гонок находиться за бортом, повиснув на специальной трапеции. Второй член экипажа — рулевой 75
исключительчНО пластмассовые яхты. Тогда уже не придется весной колдовать над обшарпанным корпусом... НАД ВОДОЙ Все приспособления, делаемые на судах для применения к ним ветра как движущей силы, составляют вооружение парусного судна. В состав вооружения входят: рангоут— все деревянные части (деревья), такелаж — все снасти (веревки) и паруса. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефроиа За долгую историю парусного флота много раз менялось мнение на тот счет, под какими парусами лучше ходить. Делали их прямыми, косыми, трех- и четырехугольными. Менялись и приемы управления, и способ установки, и материал парусов. В конце концов, вооружение для различных судов было узаконено. Так, почти все современные спортивные яхты несут так называемое бермудское вооружение. Для него характерны треугольные паруса, причем основной парус — грот — жестко крепится с двух сторон к мачте и шарнирно соединенному с ней брусу — гику. Парус в сечении подобен крылу самолета— он прогибается; яхта с таким вооружением может двигаться довольно круто к ветру. Тянущая сила (как и подъемная сила крыла) возникает из-за разности давлений на наружной и внутренней поверхностях паруса. А величина этой силы зависит прежде всего от величины стрелы прогиба, которая в русской парусной терминологии носит несколько странное, но официально принятое название — пузо. Разный ветер требует парусов различной пузатости: полные паруса хороши для слабого ветра, плоские— для сильного. Для каждого комплекта шьют три паруса: штормовой, на средний ветер и на слабый ветер. Собственно, аэродинамические свойства паруса можно определить расчетом. Но при переходе от моделей к реальным парусам в дело вмешиваются не поддающиеся точным математическим описаниям свойства реальной и непостоянной парусины. Вот и шьют паруса, полагаясь больше на интуицию опытного мастера, чем на расчет. А сколько неприятностей приносит капризная парусина во время гонок! Накрыла яхту язкая полоска дождя — и прекрасный полный парус садится, превращается в плоский и никак не хочет тянуть. Менять же парус во время гонки нельзя. Можно привести еще добрый десяток примеров, говорящих не в пользу хлопчатобумажной парусины; но пока не было лучшего материала, приходилось с ней мириться. В 1953 году, оставив соперников далеко позади, гонки чемпионата Северной Америки в классе «Звездный» выиграл Б. Лип- пенкот на яхте под белоснежными блестящими парусами. В дальнейшем подобная ситуация неизменно повторялась: яхты под дакроновыми, нейлоновыми, лавсановыми и териленовыми парусами выигрывали гонки, легко обгоняя соперников, идущих под «тряпками» (как скоро стали называть хлопчатобумажные паруса). У синтетических тканей большая плотность и очень гладкая поверхность, а на ворсистом парусе неизбежны завихрения воздуха; значит, их тянущая сила уменьшена. И еще: парусам из синтетики не страшен ни сильный ветер, ни дождь, ни солевые брызги, они не намокают, не тянутся, не садятся. Естественно, когда увеличились скорости, то и нагрузки возросли. Пришлось обновлять материал и других элементов вооружения. Ведь если во время гонки заесг какой-нибудь блок или лопнет канат, то сразу попадешь в компанию аутсайдеров. Чтобы застраховать себя от подобных неприятностей, спортсмены вместо намокающих и перетирающихся канатов из растительного сырья стали делать элементы управления— шкоты, фалы и брасы — из капроновых и нейлоновых канатов. Пластмассы заменили бронзу в лебедках, блоках, оковках. Изменения коснулись даже мачты; в некоторых классах ее стали делать не из дерева, а из металла. Поддерживающие мачту тросы — ванты заменили стальными струнами. (Кстати, у струны воздушное сопротивление значительно меньше, чем у витого троса.) Конечно, делая вооружение яхты из металла, дакрона и нейлона, а корпус — из стеклопластика, конструкторы заботились прежде всего о быстроте хода и легкости управления. Но так уж получилось, что современные материалы придали старинным потешным судам новый облик — выразительный и строгий. Уже ради этого стоило трудиться: ведь спорт — не только состязание, но и зрелище... В. ДМИТРИЕВ 76
УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ ФРАНЦУЗСКИЙ- ДЛЯ ХИМИКОВ Чтобы помочь читателям научиться легко и быстро извлекать интересующую его информацию из французских текстов по химии, мы группируем наш материал не по традициям учебной грамматики, а исходя из потребностей самого читающего. Поэтому особое внимание мы уделяем графическим признакам морфологических форм, которые могут служить для читающего зрительными опорами, облегчающими восприятие письменных высказываний, подобно тому, как жест, мимика, интонация говорящего помогают нам воспринимать звуковую речь. Целенаправленные упражнения в поиске и узнавании таких признаков постепенно формируют умение видеть структуру предложения. ОПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПРИДАТОЧНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ Такие предложения очень часто используются не столько для характеристики определяемого слова, сколько для передачи в рамках данного предложения дополнительной информации: Ces etudes de Kipping ont ete facilities par la decouverte capltale de la reaction de Grlgnard pour laquelle not re eminent compatrlote avalt recu le prix Nobel. В подобных случаях дополнительные сведения, содержащиеся в придаточном предложении, могут принять в русском переводе любую синтаксическую форму (например: «Этим исследованиям Киппинга способствовало важное открытие реакции Гриньяра; за это открытие наш знаменитый соотечественник получил Нобелевскую премию*). ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ МЕСТОИМЕНИЯ LAQUEL, LAQUELLE Это местоимение, чаще всего употребляющееся с предлогами, образует с а и de слитные формы: в единственном числе lequel — duquel, auquel; laquelle —de laquelle, a laquelle; во множественном числе lesquels —desquels, auxquels; les- quelles —desquelles, auxquelles. QUI, QUE Чтобы различить местоимения qui и que и правильно переводить придаточные предложения с ними, надо в каждом отдельном случае представить себе выражаемые ими связи. Местоимение qui всегда является подлежащим придаточного предложения, а следовательно, либо прямо после него, либо в некотором отдалении долж.:о следовать управляемое им сказуемое. Местоимение que является в придаточном предложении прямым дополнением, и после иего, естественно, надо искать подлежащее этого придаточного предложения, а затем и сказуемое (часто они могут меняться местами). Проанализируем предложение такого типа. Le froid qu'engendre la glace fondante peut attelndre des valeurs importantes. Действие сказуемого придаточного предложения engendre совершается подлежащим придаточного предложения la glace и направлено на прямое дополнение придаточкого предложения que, которое заменяет подлежащее главного предложения le froid. Теперь, установив основные связи предложения, мы освобождаемся от пут французского синтаксиса и переводим: «Холод, получаемый при таянии льда, может достигать значительных величин». Есть и графическое различие между этими местоимениями. Местоимение qui никогда не сокращает свою конечную гласную (qui interesse — который интересует), a que теряет «е» перед начальной гласной следующего за ним слова; если же que стоит перед безличным местоимением on, то между ними часто появляется Г, не имеющее никакого отношения к грамматике и употребляю щееся из соображений благозвучия. Особое внимание следует обратить на то, чтобы не путать местоимение que с союзом que. 1. Союз que обычно вводит дополнительное придаточное предложение после декларативных глаголов: Pines a montre (a constate, a dlt, a demontre, a mis en evidence) que les proprietes baslques peuvent etre decelees par les acldes forts et les proprletes acldes par les bases fortes. 2. Союз que может иногда заменять все сложные союзы, в которые он входит (de facon que, de sorte que — так что, таким образом; afln que, pour que — для того чтобы; que се solt — пусть это будет; alnsi que, de meme que —так же как; jusqu'a се que — до тех пор пока; a mesure que — по мере того как; avant que —прежде чем): Lorsque la polymerisation en chatne se pour- suit et que chaque maillon reagit avec les voi- sins... Здесь союз que заменил lorsque во избежание повтора в соподчиненных придаточных предложениях. 77
3. Надо помнить о союзе que, входящем в усилительные и ограничительные обороты c'est... qui, c'est... que, ne... que: Les structures des catalyseurs ne sont que des parties composantes et c'est leur comblnalson que nous avons besoln de connaitre. При переводе усилительных оборотов обычно прибегают или к инверсии, или к словам «именно», «как раз» и т. п.; при переводе ограничительных оборотов—к словам «только», «лишь». 4. Союз que вводит вторую часть сравнения (см. «Химию и жизнь», 1968, № 11). DONT Чтобы сбросить с этого неизменяемого местоимения покрывало кажущейся трудности, посмотрим на него с точки зрения человека, его применяющего. Вспомним, что сложное предложение образуется из двух самостоятельных. 1. a) Nous nous sommes servls d'une technique dans notre travail; b) Cette technique est Iden- tfque a celle utlHsee dans notre travail precedent; a + b == La technique dont nous nous sommes servls est Identlque a celle utlllsee dans notre travail precedent (se servlr + de + дополнение). 2. a) Les techniciens sont contents de Гарра- relllage; b) L'uslne-pllote a mis au point cet apparelllage; a + b = L'uslne-pllote a mis au point l'apparelllage dont les techniciens sont contents (contents -h de + дополнение). 3. a) La dlacetylocellulose est une substance solide; b) L'aspect de la dlacetylocellulose res- semble a celle de la cellulose; a -+- b = La dlacetylocellulose dont l'aspect ressemble a celle de la cellulose est une substance solide (l'aspect H- de + дополнение — определение). Итак, местоимение dont отражает связи глаго - ла A), прилагательного B) н существительного C) с предлогом de. В первых двух случаях оно переводится просто русским «который» в соответствующем падеже; в третьем же случае при переводе, кроме этого, изменяется порядок слов, и подлежащее придаточного предложения ставится перед словом «который», употребленным в косвенном падеже. При беглом чтении важно не спутать dont с независимым союзом done, обозначающим следствие («итак», «следовательно»). OU. D'OU Определительные придаточные предложения могут вводиться также наречием ой, d'ou: Dans la fabrication des prodults cosmetlques, ой les silicones sont deja employees, on pourra slliconer des cremes, des prodults dentifrices etc. Такие предложения обособляются запятыми. При быстром чтении нужно обращать особое внимание на то, чтобы не спутать наречие ой с разделительным союзом он («или»). Для тренировки предлагаем вам перевести следующие примеры, предварительно отыскав в них знакомые вам формы определений, придаточные предложения и союзы. 1. La chimle du slllclum est done une chlmle assez volslne de celle du carbone et un jour arrlvera oil 11 se сгёега une chlmle organlque du slllclum aussl Importante que celle du car- bone. 2. On distingue aujourd'hul trols aspects de la chlmle de slllclum: le premier est celul qui correspond a la chlmle minerale classique et qui est represents par des molecules relatlvement simples contenant peu d'atomes, comme par exemple, les sllanes S1H4 ou Sl2He qui correspondent au methane CH4 et a l'ethane C2H2, le tetrachlorure de slllclum SlCl4, qui correspond au tetrachlorure de carbone ССЦ, le slllchloro- forme SIHCl, qui correspond au chloroforme CHCI, etc. 3. Le second est constltue par les silicates dont la structure peut etre tres complexe et que Ton consldere aujourd'hul comme les sels de l'aclde slllclque. 4. Enfln le trolsleme est constltue par la chlmle proprement dlte du slllclum dont on dolt la creation aux travaux de Kipping qui, pendant clnquantalne d'annees, c'est consacre a 1'etude des molecules carbonees, ou encore des molecules mlxtes contenant a la fols des atomes de carbone et des atomes de slllclum. 5. La methode dlrecte de Rochov, dans laquel- le la slllce redulte par le charbon a 1'etat de slllclum (entre 275 et 375°) donne le compose repondant a la formule R3S1Q3, mals 11 se forme en meme temps les composes R3SlCl et RS1CI, dont la separation est difficile. т. н. комровская, старший преподаватель Московского института химического машиностроения 78
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КОАПП: ТАЙНА одной ПЛАСТМАССЫ Собравшись как-то на своей поляне, коапповцы с изумлением увидели такую картину... Многие юные читатели «Химии и жизни» слышали, наверное, по радио репортажи с заседаний Комитета охраны авторских прав природы. Эта организация (сокращенно — КОАПП) была создана пять лет назад по инициативе Кашалота*, который и стал ее бессменным председателем. Действительные члены КОАППа: Сова, Гепард, Стрекоза, Рак и Человек. Члены- корреспонденты: Мартышка и рыба-Удильщик. А секретарь КОАППа,— разумеется, птица-Секретарь. ...До сих пор еще находятся люди, которые считают невероятным существование * Автор этих репортажей — журналист Майлен Константиновский.— Ред. такой организации. Поэтому репортажи с заседаний КОАППа на всякий случай так и называются: «О событиях невероятных». Но каждый, кто прослушает (или прочтет) хотя бы один репортаж, может убедиться, что все услышанное (или прочитанное) — истинная правда. Впрочем, судите сами. Собравшись как-то на своей поляне, коапповцы с изумлением увидели такую картину: один из пней накрыт мраморной доской, а на мраморной доске стоит всяческая химическая посуда. Птица-Секретарь пронзительно прокричала — КОАПП! КОАПП! — и Кашалот открыл заседание, предоставив слово Удильщику. 79
— Друзья,— торжественно провозгласил Удильщик,— я придумал новый литературный жанр: научно-популярный очерк с демонстрацией химических опытов! — А они того... не опасны, эти опыты?— осторожно осведомился Рак. — Абсолютно безопасны,— успокоил его Удильщик.— Это... Это — опыты без взрывов! Итак, внимание: научно-популярный очерк «Тайна одной пластмассы...». — Ах, я просто обожаю тайны! — радостно воскликнула Стрекоза. Однако ее голос внезапно заглушила веселая песенка: «С утра сидит на озере любитель-рыболов...». — Послушайте, Удильщик, я понимаю, что вы страстный рыболов, заметил Кашалот, но начинать с такой легкомысленной песни серьезный научно-популярный очерк... — Смотрите, смотрите,— вдруг затараторила Мартышка, перебив Кашалота, — у у него-то пасть-то закрыта! Пасть-то у него закрыта! Как же он поет? — Это тайна, чудесная загадочная тайна! — восторженно закричала Стрекоза. — Может, он этот... ну, тот, у которого голос из живота? — предположила Сова. — Чревовещатель,-— деликатно подсказал Гепард. Физиономия Удильщика оставалась непроницаемой. Он медленно отодвинулся, и за его спиной все увидели... обыкновенный электропроигрыватель. — Чтобы пластинку нельзя было от живого голоса отличить? — возмутился Рак (ведь он никогда ничему не верил!) — Нет, что-то тут нечисто... пластинки-то всегда шипят, даже новые! — Ага, значит, вы оценили качество записи,— обрадовался Удильщик.— Позвольте же представить вам того, кто сделал замечательную пластмассу, из которой изготовлена эта пластинка. Вот он, знаменитый химик—Лаковый Червец! Мартышка расхохоталась: — Как, это крошечное насекомое? Не смешите меня, коллега, всякая сенсация должна хоть немного походить на правду. Пластмассы умеет делать только Человек! — Вы и правы, и неправы в одно и то же время, милая Мартышка,— нарушил свое молчание Человек.— Можно сказать, что пластмассу, из которой отпрессована эта пластинка, люди изготовили в соавторстве с Лаковым Червецом; однако ему — Не смешите меня, коллега, всякая сенсация должна хоть немного походить на правду... I досталась самая сложная часть работы. Он синтезировал шеллак! — Шеллак? Какой шеллак? — переспросили все в один голос. — Это природная воскообразная смола, обладающая уникальными свойствами. Ее умеет делать только Лаковый Червец. К сожалению, это крошечное насекомое живет лишь в жарких странах Юго-Восточной Азии, и шеллак пока приходится возить оттуда. Но ученые надеются, что, быть может, маленького химика удастся поселить и севернее, например в Азербайджане,— там в последние годы ставят эксперименты по акклиматизации Лакового Червеца... — И если они окончатся успешно, мы отпразднуем его новоселье! — подхватил Удильщик.— Итак, друзья, вы уже убедились в том, что из шеллака получаются самые лучшие граммофонные пластинки. Но это далеко не все, на что способен этот удивительный материал. Из него изготовляют политуры и лаки для лакокрасочной, мебельной и бумажной промышленности, его применяют при производстве кинопленки и в авиастроении. Но главное, главное... впрочем, лучше я вам покажу. С этими словами Удильщик достал откуда-то кусочек тонкой проволоки и небольшой продолговатый ящичек с ручкой на конце. Удильщик откинул крышку, и все увидели шкалу со стрелкой. — Это мегомметр—прибор, который измеряет сопротивление изоляции. Когда крутят ручку, на зажимах появляется напряжение в тысячу вольт! Теперь смотрите... Тут Удильщик подсоединил один из 80
...И тут же раздался такой звук, словно из нескольких бутылок одновременно вытащили пробки двух зажимов прибора к концу тонкой проволочки, другим зажал эту проволочку посредине и скомандовал: — Крутите, Мартышка1 Остальные пусть смотрят на стрелку. Разумеется, Мартышка немедленно ухватилась за ручку и с удовольствием принялась ее крутить. Однако стрелка не шелохнулась и осталась там же, где была вначале,— на делении со странным значком «оо». — Это значит,— торжественно изрек Удильщик,— что проволочка покрыта очень надежной изоляцией! — Да полно сказки-то рассказывать, Удильщик, — прошамкала Сова. — Голая твоя проволочка! Если б она была чем покрыта, я бы беспременно углядела. Глаза-то у меня знаешь какие? — Вот видите,— сказал Человек,— даже ваши зоркие глаза, дорогая Сова, не заметили пленку, который покрыта проволочка. И все же эту пленку не может пробить напряжение в тысячу вольт. Шеллак — великолепнейший изолятор, поэтому его используют в самых ответственных электронных схемах. — А когда же, наконец, будут опыты?— ворчливо осведомился Рак, но сам сразу же отполз еще дальше от лабораторного пня. Удильщик объявил: — Начинаю демонстрацию серии опытов «Свойства шеллака»! Опыт первый. Бросаю кусочек шеллака в пробирку со спиртом, разбалтываю... что вы видите? — Насколько я понимаю, он растворился,— процедил сквозь зубы Гепард. — Совершенно справедливо! Это очень ценное свойство шеллака и позволяет делать из него лак: спирт улетучивается, а пленка шеллака остается. Опыт второй, демонстрирующий еще одно важное качество шеллака: на него не действуют кислоты. Внимание: я беру колбу с серной кислотой... позвольте, Человек, что вы принесли? Здесь внутри что-то плавает! — Ну-ка, дайте взглянуть,— озабоченно произнес Человек.— Так и есть, опять там вырос гриб! — Я не ослышался, уважаемый Человек? — изумленно переспросил Кашалот.— Гриб — в серной кислоте? — Да, дорогой Кашалот. Время от времени в серной кислоте появляются нити грнба, который по-латыни называется Ре- nicillum expansum. — Как говорится, в кислоте, да не ь обиде...— вставил Гепард. — В природе этот гриб живет в почве,— продолжал Человек.— И мы сами не знаем, как его споры попадают в наши колбы. Как видите, гриб растет и развивается в довольно крепком растворе кислоты. Подумать только, к чему не приспособится живой организм! — Все это очень интересно, дорогой Человек,— нетерпеливо перебил его Удильщик,— но нам для опыта придется достать другую кислоту... не могу же я пользоваться этим... грибным супом! У кого из присутствующих есть кислота? — Насколько мне известно, у нашего уважаемого председателя...— вкрадчиво заметил Гепард. — У меня?! — Кашалот был потрясен до глубины души. — Ну, положим, и у меня, и у Человека, и у Мартышки, и у Совы... в желудке каждого из нас есть соляная кислота. Просто у кашалотов ее больше. Весь вопрос только в том, как ее достать. — Нет, нет, это не подходит,— испугался Кашалот. Неизвестно, чем бы все кончилось, если бы Сова внезапно не воскликнула: — Глянь-ка, Гепард, у тебя под ногами червяк какой-то... Гепард посмотрел вниз: — Мм-да, малосимпатичное создание... откуда он взялся? — Из-под сухих листьев, Гепард,— раздался шипящий голос.— Только я не червяк, а многоножка и зовут меня Кивсяк. Я слышал ваш разговор и решил вас вы- 81
— Я не червяк, а многоножка, и зовут меня Кивсяк... ручить. У меня есть кислота, и не внутри, а снаружи... сейчас покажу, вот только на спину перевернусь... Глядите — на брюшке у меня по бокам маленькие дырочки, к ним ведут трубочки от пузырьков с кислотой. Когда меня потревожат, я скручиваюсь и выдавливаю кислоту наружу. Это я от врагов так защищаюсь. Но мне и для друзей кислоты не жалко. Подставляйте посуду. Если мало будет, я других кився- ков позову. Кашалот, довольный таким оборотом дела, горячо поблагодарил Кивсяка и поинтересовался, какая у него кислота. — Самая обыкновенная, уважаемый Кашалот,— синильная,— ответил Кивсяк. — Ничего себе обыкновенная! — засмеялся Человек. Лучше с ней не иметь дела. Синильная кислота — страшнейший яд, она очень летуча, и если ее пары попадут в легкие, то... то... одним словом, получается тяжелое отравление. Мартышка, зачем вы забрались на дерево? Один Кивсяк нам не опасен. — Но... но... он обещал позвать товарищей,— пролепетала перепуганная Мартышка. — Дорогой Кивсяк,— поспешно сказал Удильщик,— мы все очень тронуты вашим вниманием, но, к сожалению, вынуждены отказаться от ваших услуг. — Дело хозяйское...-—обиженно прошелестел Кивсяк.— Была бы честь предложена... До свиданья... — Уф... наконец-то, уполз,— с облегчением вымолвил Кашалот,—Спасибо, дорогой Человек, благодаря вам все мы избежали смертельной опасности... Но не успел Кашалот договорить эту фразу, как откуда-то снизу послышалась громкая команда: ■— Батарей, приготовиться... пли! И тут же раздался такой звук, словно из нескольких бутылок одновременно вытащили пробки. — Приготовиться... пли!.. Приготовиться... пли! — Что такое? Что за стрельба?—окончательно растерялся Кашалот.— И что это за жуки? Последнее замечание относилось к командиру, которого председателю КОАППа удалось, наконец, отыскать взглядом перед строем жуков. — Вы только что сказали, дорогой Кашалот,— обратился к нему один из жуков,— что избежали смертельной опасности. Это выдающееся событие мы, жуки- бомбардиры, решили отметить артиллерийским салютом. Батарея, приготовиться... — Хватит, хватит. Трех залпов вполне достаточно. У нас нет времени на салюты. Видите ли, из-за отсутствия кислоты у нас срывается важный химический опыт. — Химический опыт?! — воскликнул Бомбардир. — Великолепно! Вот здесь, в конце моего брюшка,— целая химическая лаборатория. Тут три отдельные камеры: в одной хранится гидрохинон, во второй — перекись водорода. Когда мне нужно в кого-нибудь выстрелить, я смешиваю эти 1 жидкости в третьей камере, из которой наружу ведет канал. Происходит бурная реакция, образуется хинон и водяной пар — и едкая струя летит прямо во врага! Итак, предлагаю на выбор: гидрохинон, хинон, перекись водорода. Давайте посуду! — Возьмите перекись водорода,— громко зашептала Мартышка на ухо Кашалоту.— Я давно мечтаю перекраситься в блондинку! Услышав это, Рак забормотал что-то осуждающее о нынешней молодежи, которую не устраивает натуральный цвет шерсти, а Человек смеясь заметил: — Боюсь, милая Мартышка, вам не удастся воспользоваться щедростью Бомбардира. У него перекись водорода высокой концентрации, и ее очень трудно хранить— она разлагается со взрывом. — А как же жук-то этот ее хранит? — удивилась Сова. — Это пока еще загадка. Видимо, жук добавляет в камеру с перекисью водорода какое-то вещество, предотвращающее взрыв. — Так или иначе, дорогой Бомбардир,— с сожалением сказал Удильщик,— ни одно из веществ, которые вы так любезно предлагаете мне, не подходит. Для опыта нужна кислота, кис-ло-та! 82
...сУлииш-дилиум пипилзли, и осе увидели, что за ней остается хорошо различимая полоска За этими разговорами никто не заметил, как на мраморную доску заползла Улитка. На нее обратили внимание лишь после того, как она пронзительным голосом закричала: — Принимаю заказы на граверные работы! Обеспечиваю высокое качество! — Здесь никому ничего не нужно гравировать, Улитка,— надменно заявила Мартышка. — Я не просто улитка, а улитка-До- лиум, известный гравер по камню. На островах Новые Гебриды меня хорошо знают — для местных жителей я делаю узоры на мраморе. По рисунку заказчика. Просто меня подталкивают рукой в нужную сторону. Лично мне это очень нравится — не надо думать, куда ползти. Неужели никто здесь не хочет заказать памятную надпись? Просто удивительно. Например, вы могли бы преподнести Кашалоту эту мраморную доску с надписью, которую я сейчас сделаю. Вот, смотрите. Улитка-Долиум поползла, и все увидели, что за ней остается хорошо различимая полоска. Эта полоска извивалась и петляла, образуя буквы, которые складывались в слова. — «На па-мя-ть до-ро-го-му Ка-ша-ло-ту от лю-бя-щих со-слу-жив-цев»,— громко прочел Кашалот.— Гм... Очень любопытно... Улитка, как это вам удалось? Ведь это же твердый мрамор! — Видите ли, когда я ползу, я выделяю крепкую соляную кислоту, и она выжигает на мраморе полоску. — Соляную кислоту! — радостно воскликнул Удильщик.— Это же как раз то, что мне нужно для опыта! Дорогая Улитка, не откажитесь проползти по этому кусочку шеллака... Большое спасибо. Все убедились, что на шеллак не действуют даже крепкие кислоты? — Да, Удильщик, мы убедились в том, что шеллак обладает замечательными качествами, но этого мало: необходимо сделать практические выводы,— решительно заявил Кашалот. Лично я намерен перейти от изготовления амбры к синтезу шеллака; амбра нужна лишь парфюмерам, они подождут. Птица-Секретарь, заготовьте приказ по КОАППу: «В целях резкого увеличения производства шеллака предлагаю всем животным немедленно...». Однако Кашалот не успел продикто* вать приказ, его перебила Стрекоза: — А как же тайна? — обиженно пропищала она.— Я так ждала, когда будет тайна, а выходит, никакой тайны нет? — Увы, тайна есть,— откликнулся Человек.— Еще никому Лаковый Червец не открыл секрета своей технологии. Видите — он и сейчас молчит... Пока ученые строят лишь догадки, как получается шеллак. Одни говорят, что его выделяют личинки червеца; другие— что это вещество выделяют ветви дерева под влиянием личинок. Химиков очень интересует технология не только шеллака, но и других природных материалов. Животные и растения производят их очень экономичным способом, без высоких температур и давлений. Взять хотя бы паука: его нить более чем в два раза прочнее стали, она прочнее даже нейлона, и при этом эластичнее. Между прочим, на некоторых островах Полинезии жители шьют одежду и плетут сети из нитей паука Нефилы. Чтобы раскрыть секреты природных химиков, появилась новая отрасль бионики — химическая бионика. — В таком случае,— сказал Кашалот,— я несколько изменю формулировку приказа: «Предлагаю всем животным и растениям оказывать ученым всяческое содействие в расшифровке технологии производства веществ, представляющих интерес для науки и техники». На этом заседание закрывается! И птица-Секретарь вновь пронзительно закричала: «КОАПП! КОАПП!». Рисунки В. ДУВИДОВА 83
ЧТО ЕСТЬ ЧТО ЧТО МАССАЖНАЯ ЩЕТКА Ее особое достоинство в том, что она пригодна не только для массажа, но и для мытья. На длинной ручке (что весьма удобно) закреплены с одной стороны поролоновая губка и с другой — собственно массажная щетка из полиэтилена. Стоит такая «двойная» щетка 1 руб. 80 коп. Делают ее в На- рофоминске, на заводе пластмассовых изделий. УВЛАЖНИТЕЛЬ ВОЗДУХА Строго говоря, его нельзя отнести к новым изделиям. Увлажнитель воздуха выпускали несколько лет назад, а потом перестали делать. Но многочисленные и настойчивые просьбы покупателей и ЕСТЬ ЧТО ЧТО ЕСТЬ торгующих организаций возымели действие — этот весьма полезный и нехитрый прибор вновь стали изготовлять на Московском опытно-экспериментальном заводе НИПТХИМа. Стоит увлажнитель 1 руб. Устроен этот прибор крайне просто. Он состоит из сосуда, в который надо налить воду, и плоского широкого фитиля, по которому вода поднимается вверх и испаряется. Пластмассовый сосуд подвешивается за крюк к батарее центрального отопления. Правда, есть одно неудобство: крюк рассчитан лишь на батареи одного «фасона», а сейчас делают в большом количестве малогабаритные радиаторы, на которые увлажнитель воздуха подвесить никак нельзя. 84 ЧТО ЧТО ЕСТЬ ЧТО ДЕТСКАЯ ВАННОЧКА На смену ванночкам оцинкованным и эмалированным приходит пластмассовая ванночка, сделанная из органического стекла. Такие ванночки начали выпускать в прошлом году на Челябинском заводе оргстекла. Новые ванночки несколько легче своих металлических предшественниц и, пожалуй, наряднее—они бывают разных цветов: белые, розовые, желтые (но непременно светлого тона). Предупреждение читателям, которые приобретут (или приобрели уже) ванночки из оргстекла: с ними нужно обращаться немного аккуратнее, чем с металлическими,— все-таки прочность пластических масс пока ниже, чем металла. Стоит пластмассовая ванночка 12 руб. СУШИЛКА Она предназначена для посуды — тарелок, ложек, вилок, ножей. Сделана сушилка из полиэтилена. Чтобы вода с нее не стекала на стол, снизу есть поддои (тоже полиэтиленовый). Подобные су-
ЧТО ЕСТЬ ЧТО ЧТО ЕСТЬ ЧТО ЧТО ЕСТЬ ЧТО ЧТО ЕСТЬ ЧТО шилки из металлической проволоки достаточно популярны; право, пластмассовые выглядят наряднее. К тому же они, в отличие от металлических, не окисляются и долго сохраняют нарядный вид. Пластмассовые сушилки для посуды делают в Харькове, на заводе «Харпластмасс». Стоят они 2 руб. 60 коп. ПРОБКА ДЛЯ ТЕРМОСА Натуральная пробка дефицитна. Резиновую пробку большого диаметра тоже нелегко достать, да и вгонять ее в горлышко термоса не очень удобно. Своеобразную пробку из пластмассы и резины для термосов емкостью пол-литра начали выпускать недавно в Москве. Собственно, почти вся пробка из пластмассы, а резиновый у нее лишь ободок, но именно ои и закупоривает наглухо термос. Пробка вставляется в горлышко свободно, но если вращать ее верхнюю часть, резиновый ободок начнет расширяться и в конце концов герметично закроет термос. Цена новой пробки — 90 коп. Она упакована в полиэтиленовый мешочек, в который вложена инструкция; в ней, в частности, утверждается, что пробка гигиенична и не изменяет вкуса продуктов. ПОЛОЗКИ Это совершенно необходимая вещь для тех, кто хочет застеклить полки, сервант или книжный шкаф. Как известно, трение стекла по пластмассе значительно меньше, чем по дереву, и поэтому вполне естественно, что полозки сделаны из полистирола. Помлмо того, что стекло будет легко открываться и закрываться, облегчится и сама работа — не придется скрупулезно подгонять и зачищать деревянный паз. Полозки выпускают разных размеров — от полуметра до полутора метров, а стоят они от 18 до 76 коп. Имейте в виду, что полозки бывают двух видов — нижние и верхние. 85
ХИВЫВ ЛАБОРАТОРИИ ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ . ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ЖИВЫЕ КОЕ-ЧТО О ТАРАКАНАХ Тараканы — насекомые малоприятные. Их соседство небезопасно. Тараканы обгрызают хлеб, мясо, овощи, сахар, загрязняют их своими выделениями. Тараканы могут быть переносчиками стафилококков, брюшнотифозных бацилл, палочек туберкулеза, яиц паразитов. Иногда тараканы кусают спящего человека. А совсем недавно стало известно, что у некоторых людей «общение» с тараканами вызывает аллергические заболевания — насморк, экзему, крапивницу. И все-таки тараканы при случае могут оказать, и на самом деле оказывали, неоценимую услугу человеку. ...Это произошло лет десять назад в одной ил крупных московских клиник. Уже не первый месяц шла борьба за жизнь ребенка, пораженного тяжелым почечным заболеванием. Врачам никак не удавалось справиться с массивными отеками конечностей, брюшной полости, лица и туловища. Ребенок в буквальном смысле слова превратился в мешок с водой. Ни одно из мочегонных средств, имевшихся в распоряжении медиков, не давало эффекта. И тогда на консультацию был приглашен известный профессор. Тщательно познакомившись с историей болезни, консультант неожиданно спросил у матери ребенка, не может ли она найти где- нибудь черных тараканов. И, заметив недоумение на лице женщины, добавил: «Тараканами будем лечить вашего сына»... Через несколько дней на столе лечащего врача стояла большая коробка сушеных тараканов. Необычное лекарственное сырье с соответствующими объяснениями передали в больничную аптеку, и в тот же день ребенок начал получать новый «препарат». J Результаты не заставили себя ждать. Отеки начали таять, день ото дня становясь все меньше и меньше, а затем и вовсе исчезли. Сенсация? Пожалуй, нет: просто профессор хорошо знал историю медицины. Еще с незапамятных времен черные тараканы употреблялись в русской народной медицине как мочегонное средство при водянке. В свое время действием на организм человека порошков и настоек из сухих тараканов заинтересовался известный русский врач профессор С. П. Боткин. В 1876 г. он предложил одному из своих ординаторов, доктору Т. И. Богомолову, испытать это средство на больных различными формами водянок. Препараты из черных тараканов были признаны ценным мочегонным лекарством. В последующие годы порошки и настойки из тараканов с успехом применялись в различных русских и западноевропейских клиниках. А в 1880 году врач И. Чернышов приступил к экспериментальным фармакологическим исследованиям этого средства на животных, пытаясь точно определить его действующее начало. Работа эта проводилась в Санкт-Петербурге, в фармакологической лаборатории Военно-медицннской академии. Итоги своего почти трехлетнего труда И. Чернышов обобщил в диссертации на степень доктора медицины под названием «Материалы для фармакологии действующего начала черных тараканов (Blatta orientalis)» — целой монографии объемом в 147 страниц! Сильное мочегонное действие исследованных препаратов автор ее счел результатом непосредственного их влияния на почки. Почему же сейчас врачи не применяют тараканов? — может спросить читатель. Конечно, дело не в том, что этих насекомых стало меньше и заготовка «сырья» усложнилась: в случае надобности тараканов можно было бы без особого труда разводить. Дело в том. что набор мочегонных средств, которым располагает современная медицина, неизмеримо вырос, и обычно их оказывается вполне достаточно даже в самых тяжелых случаях. По сей день остается загадкой, какие же вещества, содержащиеся в тараканах, обладают столь сильным действием на организм человека. Т. И. Богомолов считал, что мочегонное действие тараканов обусловлено какими-то органическими кислотами. О некоей кислоте говорит в своей диссертации и И. Чернышов, предложивший даж.е назвать ее «тараканьей кислотой». Несколько лет назад высказывалось предположение о том, что действующие начала черных тараканов относятся к группе производных ртути, но эти сообщения не подтвердились. Быть может, загадка черных тараканов заинтересует химиков-органиков? С. СТАСОВ
ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ КИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ИИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ЖИВОЕ БУЗИНА ЧЕРНАЯ Мы часто не обращаем внимания на растения, живущие возле самого нашего дома, — растения, к которым мы привыкли и которые считаем почти сорняками. Одно из них, о котором пойдет рассказ, — бузина черная. Это крупный кустарник, высотой до шести метров. Распространена бузина черная на Украине, в Белоруссии, на Кавказе, растет она в подлеске широколиственных лесов и в зарослях кустарни- ников. Есть декоративные формы бузины, которые украшают многие сады и парки. Цветет бузина в мае — июне желтовато-белыми цветами с сильным запахом, а ее ягоды черно-фиолетового цвета созревают в августе — сентябре. В народной медицине различные части бузины издавна нашли широкое применение. В Боснии и Герцеговине, например, ее листьями, поджаренными в масле, и цветами, нагретыми в белом вине, лечили ломоту в ногах и даже водянку, в Польше бузина была излюбленным домашним средством от кашля, водянки и боли в груди. Химическое исследование показало, что бузина черная содержит различные белковые и дубильные вещества, яблочную, уксусную и валериановую кислоты, смолистые вещества. Интересно, что присутствие в бузине валериановой кислоты кошки обнаружили значительно раньше, чем ученые: они очень любят чистить о ствол бузины когти, наслаждаясь при этом своим любимым запахом. В цветках бузины содержится горький гликозид самбунигрин и эфирные масла. А в составе плодов бузины черной найдена аскорбиновая кислота (до 49 мг на 100 г), каротин, антоцианы и дубильные вещества. Для лекарственных целей заготовляют цветы и плоды бузины черной. Цветы собирают в момент полного цветения, в мае — июне. Соцветия срывают или срезают целиком и, высушив их в защищенном от солнца месте, протирают через решето, чтобы отделить от более крупных цветоножек. Настой цвете» и плодов бузины черной применяют сейчас в медицине как потогонное средство при простудах; цветы ее входят также в состав слабительного мая и мягчительного сбора, употребляющегося для полоскания рта. Настой или чай готовят, заливая столовую ложку цветов бузины стаканом кипятка и настаивая минут двадцать. Принимать его следует по четверти стакана 3—4 раза в день. Кроме лекарственного применения, бузина используется и для других целей. Ягоды ее часто кладут в виноградное вино: они усиливают цвет вина и придают ему мускатный вкус. Кроме того отваром плодов окрашивают в оливковый цвет шелк. Два слова о бузине обыкновенной, или красной. Она не обладает такими целебными свойствами, как черная, но и ее плоды применяют в народной медицине как потогонное, а кору — еще и как слабительное. Плоды ее содержат масло, годное для технических целей. Инженер-дендролог Г. П. ТАФИНЦЕВ Фото автора 87
ПРАЗДНИКИ И БУДНИ (Окончание. Начало — на стр. 35) Фотография обезьяны, у которой на мордочке появилась большая опухоль. Через некоторое время после возвращения из Сухуми у четырех из двенадцати подопытных обезьян появилась опухоль— в том же месте, что и у больных людей. Как с ребенком, разговаривает ученый с подопытной обезьянкой. Нетрудно представить себе радость ученых, почувствовавших себя на пороге удачи: неужели действительно был вирус? Стучат телетайпы. Крутятся ротационные машины. Весть быстро донеслась до Москвы. Вскоре о ней узнали и зарубежные коллеги. На Сухумском аэродроме приземляются самолеты. Спускаются по трапу приезжие. И вот потянулись в Сухуми чуткие к сенсациям журналисты, наши и иностранные делегации... Оживленно на сухумском пляже в солнечный день. ...Чтобы в спокойной рабочей обстановке ознакомиться с результатами исследования. Тихо в операционной, когда идет эксперимент на обезьянке. Но оно еще не было окончено, еще нужно было сделать немало контрольных опытов, чтобы признаться в удаче даже самим себе. Статьи в журнале «Наука и жизнь» и в «Литературной газете». Подчеркнуты слова ученых «...пока еще рано делать выводы; поживем — узнаем». Поэтому, несмотря иа статьи в газетах и журналах, на интерес участников международного симпозиума, ученые были очень сдержаны в оценке. Сотрудники онкологической лаборатории рассматривают электронномикроскопиче- ские фотографии гипотетических вирусов, результаты анализов, осматривают больных обезьян, обсуждают итоги опытов. И время показало, что они, к сожалению, были правы, не спеша с выводами. В лабораторном журнале после опыта с трехзначным номером последняя запись: «Работа прекращена». Долгожданные доказательства вирусной природы рака в этом эксперименте так и не удалось получить... По-видимому, опухоль вызывали какие-то другие причины. Быть может, это просто была реакция организма обезьян на введение чужеродных тканей. Усталым выглядит директор института, член-корреспондент АМН СССР Б. А. Лапин. И что же: значит, зря были потрачены время и силы? — Почему же зря? — может сказать Лапин,— кто-то должен же был пройти этот участок дороги, чтобы убедиться, что он никуда не ведет. Другие группы ученых смогут теперь сэкономить время и силы, не идти нашим путем. Да и мы сами многому научились. 88
Снова автореферат диссертаций В. Мальцева и В Якименко и их выводы: «...не обнаружены». — Так что,— подводит итог Лапин, — правильнее говорить не о неудаче, а об отрицательном результате. Это ведь тоже результат, только с другим знаком. Во многих научных статьях в наших и зарубежных журналах можно увидеть ссылки на работу сухумских ученых. Их результаты приведены среди других результатов важных работ, проведенных во всем мире, например в библиографическом сборнике «Онкогенные вирусы», выпущенном в США в 1968 году. Исследование не кануло в Лету, оно не пылится в запасниках науки, как неудачная картина, не стоит невостребованное, как плохая книга. Спокойно вечернее море. Переливается огнями Сухуми. На темной горе Трапеция, где расположен институт, светятся редкие огни — идут ночные эксперименты. Прочерчивает небо пульсирующий свет маяка. Оно живет в работе других исследователей, служит ориентиром в безбрежном океане научного поиска. Затемнение. КОНЕЦ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ■ ПЕРВЫЙ СВЕРХСТАБИЛЬНЫЙ РАДИКАЛ Уважаемая редакция! В апрельском номере «Химии и жизни» за этот год была опубликована статья Г. Л. Григорьяна «Сверхстабильные радикалы». В этой статье указано, что эти радикалы впервые получены Э. Г. Розанцевым. В действительности же первый представитель этих радикалов был получен еще в 1959 году (О. Л. Лебедев, С. Н. Казарновский. Труды по химии и химической технологии. Горький, 1959, т. 2, стр. 654), за три года до первой публикации Э. Г. Розанцева. Кандидат химических наук О. ЛЕБЕДЕВ Щ ХИМИЧЕСКАЯ ЗАЖИГАЛКА В восьмом номере «Химии и жизни» за 1968 год напечатана статья М. Гуревича и А. Крейни- на «Соперница спички». В этой статье, к сожалению, ничего не сказано о чисто химической зажигалке. Я купил такую зажигалку незадолго до воины на рынке. Состоит зажигалка из двух пеналов. В более широком — цилиндрический фитиль, в узком — проволочный крючок, на котором была прикреплена на маленькой проволочке металлическая лепешечка. Стоило только крючок вставить в фитиль, как лепешка раскалялась и фитиль загорался (если мне память не изменяет, фитиль пропитывали древесным спиртом). Во время войны, в мое отсутствие, кто-то сломал зажигалку, исчезла лепешка вместе с подвеской. ...Может, кто-нибудь из читателей даст совет, как оказать первую помощь моей зажигалке? А. А. БЕЛИНСКИЙ, Новочеркасск ■ МАЛЕНЬКАЯ ХИТРОСТЬ Хочу поделиться с читателями вашего журнала маленькой хитростью, которая касается обыкновенного воскового карандаша. Их обычно выпускают в бумажной обертке, и при работе они ломаются, пачкают руки — приходится работать с обломками. Мы сделали так: собрали остатки от карандашей, расплавили в фарфоровой чашке (важно не перегреть!) и залили в форму. В качестве формы мы использовали обрезки полихлорвиниловой трубки диаметром 9 мм, предварительно заткнув их с одного конца пробкой; форму остудили в воде. Затем лезвием срезали с конца кусочек трубки — и получился удобный и хороший карандаш: он и не ломается, и не пачкается, и его удобно держать в руке. Даже с эстет ичес- кой точки зрения он приятен. И, конечно, он нам нравится еще и потому, что мы его придумали сами. Теперь, получив заводскую пачку карандашей, мы их переделываем на свой лад. И. А. ОЗОЛИНА, Большие Вяземы Московской обл. 89
i Наступает грибной сезон. Вытаскиваются из чуланов и с чердаков дождавшиеся, наконец, своего времени объемистые корзины, резиновые сапоги и плащ-палатки. Хозяйки готовят банки и обмениваются рецептами особого домашнего засола. Готовятся к грибному сезону и врачи. Они запасают зонды для промывания желудка, ампулы сердечных средств и противоядия. Ведь в корзину грибника нет-нет да и попадет безобидный с виду гриб из обширного и разнообразного семейства Ядовитых... О том, что бывает в таких случаях и как этого избежать, мы и хотим рассказать читателям. НЕ ВСЯКИЙ ГРИБ- В КУЗОВ! С. МАРТЫНОВ Рисунки В. БАШ ЛЫКОВ А «Серебром и златом, любовью друзей легко поступиться, но трудно отказаться от блюда грибов». Марциал «Семья С. состояла из трех человек: двух взрослых (мужа и жены) и ребенка 12лет. В августе 1965 года глава семьи собрал грибы в лесопосадке вдоль автотрассы Москва — Симферополь. Консервирование их производила жена. 22 декабря 1965 года крышку одной из банок с грибами сорвало. Но хозяйка попробовала «откупоренные» грибы (съела два гриба) и убрала их в холодильник. На следующий день она почувствовала общую слабость, головокружение, понижение зрения. Не придав особого значения болезненным явлениям, решила, что это очередной гипертонический криз. Прошло три дня, состояние больной не улучшалось, но она продолжала заниматься обычным повседневным трудом и к врачам не обращалась. Вечером 26 декабря на стол были поданы уже упомянутые грибы. Грибы в основном ел глава семьи. На другой день, в 6 часов утра, он почувствовал головокружение, общую слабость, головную боль, 90
EL~k**v тошноту, боль в нижней части живота, понижение зрения и двоение предметов перед глазами... К 10 часам утра такие же симптомы, но в менее выраженной степени, появились и у его дочери. Вызванный врач немедленно госпитализировал всех пострадавших. Гражданин С, доставленный в очень тяжелом состоянии, спустя тринадцать часов скончался. Состояние его жены и ребенка было расценено как среднетяжелое». Врачи констатировали: причина несчастного случая — ботулизм. КОЛБАСНЫЙ ЯД... В ГРИБАХ Ботулизм — это тяжелое заболевание, вызываемое ядовитыми веществами, которые выделяют некоторые бактерии, развивающиеся в испорченных продуктах. Название его произошло от латинского слова «бо- тулус» — колбаса: когда-то это заболевание связывали только с употреблением в пищу плохой колбасы. Но его виновником могут стать и другие консервированные продукты — ветчина, рыба, плоды и овощи. Бактерии, вырабатывающие ботулоток- син, чрезвычайно широко распространены в природе. Они встречаются в почве, воде, в организме некоторых животных. Это анаэробы, они развиваются при полном отсутствии кислорода и поэтому лучше всего чувствуют себя в герметично закупоренных консервных банках, где погибают все остальные микробы. Эти бактерии весьма живучи. При неблагоприятных условиях они образуют споры, мало чувствительные к внешним воздействиям. Кипячение убивает их споры лишь через 5— 6 часов, а замораживание даже при температуре —253° С не оказывает на них никакого действия. Сами споры токсин не вырабатывают: этим свойством обладают вырастающие из них молодые формы бактерии. Продукты, пораженные бактерией ботулизма, по внешьему виду и вкусу часто не отличаются от обычных, хотя иногда приобретают запах прогорклого масла. О заражении ими консервов можно судить по другому характерному признаку. Эти микробы, разлагая белки, жиры и углеводы, образуют газ, в основном С02. Он-то и вызывает вздутие банок, которое на языке товароведов называется «бомбаж». При этом могут потечь швы банки, а иногда с нее даже срывает крышку. Вот почему такие «вздутые» консервы ни в коем случае нельзя употреблять в пищу. Из пяти разновидностей бактерий ботулизма, обозначаемых буквами латинского алфавита — А, В, С, D и Е, самый сильный токсин вырабатывает микроб типа А. Этот токсин превосходит по своей силе все известные природные яды. 10 мг кристаллического токсина способны отравить население всего земного шара! Ботулинотоксин весьма устойчив; он не боится нагревания, его не разрушают пищеварительные ферменты. Химическая структура яда и причина его высокой токсичности пока еще не выяснены. Известно лишь, что это довольно сложное вещество, которое действует подобно ферменту, вызывая спазмы и повреждения кровеносных сосудов, разрушая эритроциты, поражая мышечную систему, органы пищеварения и дыхания, нарушая работу сердца. Но самый сильный удар яд наносит по нервной системе. Одно из проявлений его действия — подавление выработки в организме ацетилхолина, прнимающего участие в передаче нервных импульсов. Отравление наступает спустя несколько часов, а иногда и суток с того момента, когда был съеден отравленный продукт. Начало болезни напоминает любое другое пищевое отравление — рвота, понос. А потом появляются симптомы, характерные для ботулизма — ослабление зрения, косо- 91
глазие, нарушение глотания и речи и другие признаки, свидетельствующие о параличе отдельных мышц. Заболевание длится от 4 до 8 дней, но на полное выздоровление уходят месяцы. Смертность от ботулизма высока: от него погибает свыше 50% больных. К счастью, современная медицина располагает весьма эффективной антиботулинической сывороткой, которая нейтрализует яд в организме, если ее вводят вовремя. Отравления грибами, зараженными бактерией ботулизма, очень и очень редки: во всем мире специалистами описано лишь несколько подобных случаев. Но именно поэтому об опасности такого отравления мало кто знает. А домашнее консервирование грибов все больше входит в моду, и предостеречь хозяек, чтобы они не подавали на стол закуску из «подозрительных» банок, просто необходимо. ГРИБ, КОТОРЫЙ НЕ ПРОЩАЕТ ОШИБКИ Общеизвестна опасность, которую таит в себе бледная поганка — самый ядовитый гриб из всех встречающихся на территории СССР. И все же этот гриб, маскируясь то под шампиньон, то под сыроежку, нет-нет да и попадает в корзинку неопытного грибника. Название «бледная поганка» относится к небольшой группе близких друг к другу видов грибов из рода Аманита. Существуют зеленая, желтая и белая поганки. Все они содержат очень ядовитое вещество — фаллоидин. Это сложное химическое соединение, состав которого до сих пор не определен. 25—30 мг этого яда, содержащихся в одном грибе бледной поганки, достаточно, чтобы вызвать смертельное отравление. Ежегодно бледной поганкой отравляются во всем мире сотни людей, и 90—95% их погибает. Столь высокая смертность объясняется отчасти необычными свойствами фаллои- дина. Он совершенно не растворяется в воде, сохраняет свою ядовитость даже после 20-минутного кипячения (поэтому кулинарная обработка не спасает от отравления бледной поганкой). А попав в организм, яд дает о себе знать не сразу, а много часов спустя. Когда появляются признаки отравления, то спасать человека уже поздно: токсин гриба, проникший в кровь, удалить из организма невозможно. Первые симптомы отравления бледной поганкой чаще всего возникают ночью, через 12 часов после употребления грибов. Это обильное слюнотечение, сильные коли- кообразные боли в животе, понос и рвота. Из-за большой потери жидкости у больных появляется мучительная жажда. Нередко начинаются судороги, затрудняется дыхание. С каждым часом больной слабеет, впадает в забытье, а через один-два дня наступает трагическая развязка. Заканчивая рассказ о бледной поганке, не лишне напомнить об одном широко 92
распространенном заблуждении. Некоторые всерьез думают, что ядовитые грибы как-то сигнализируют о своей ядовитости: или неприятным запахом, или вкусом, или тем, что их не трогают черви и улитки. Как это ни печально, но подобные взгляды — опасное заблуждение. Отравившиеся бледной поганкой нередко с большой похвалой отзывались о ее вкусе, а запах ее ничем не отличается от запаха шампиньона. МУХОМОРНОЕ ОПЬЯНЕНИЕ Разговор об отравлении мухоморами, на первый взгляд, представляет лишь теоретический интерес: мухомор, особенно красный, казалось бы, трудно спутать с каким- нибудь съедобным грибом. И все-таки даже красным мухомором отравляются. В специальной литературе описан случай, когда молодые красные мухоморы приняли за белые грибы, и в результате отравились шесть человек. Конечно, это уникальный случай, но неопытный грибник должен с нем помнить. Кроме того, нужно знать, что существуют еще серо-розовый и пан- терный мухоморы. Последний отдаленно похож на шампиньон и при небрежном сборе легко может попасть в корзинку. Химический состав яда мухоморов и механизм его действия на организм человека сейчас хорошо изучены. Основное ядовитое начало мухоморов — алкалоид мускарин. Мускарин — сильный яд, 3—5 мг которого убивают человека. Принято считать, что такое количество мускарина содержится в трех-четырех мухоморах. А своим названием мухомор обязан другим веществам, которые действительно убивают мух. Называются они токсоальбу- минами и относятся к белкам. ЛОЖНЫЕ ОПЯТА ЯТА Симптомы отравления мухомором появляются обычно спустя 30—40 минут после того, как гриб съеден. Пострадавший обильно потеет, у него начинается слюнотечение, понос с коликами, сужаются зрачки, замедляется сердцебиение, падает артериальное давление, наступает удушье. Все эти явления связаны с поражением вегетативной нервной системы. Мускарин по своему строению близок к ацетилхолину, через посредство которого в организме человека передаются нервные импульсы. Взаимодействуя с теми же системами нервных рецепторов, которые до того являлись объектом воздействия ацетилхолина, мускарин нарушает нормальное течение нервных процессов: происходит перевозбуждение вегетативной нервной системы. Снять это перевозбуждение можно с помощью атропина, который тоже близок к ацетилхолину и реагирует с теми же системами, но, в отличие от мускарина, блокирует их, защищая от нападения яда. Интересно, что в мухоморе содержится еще одно вещество — мускаридин, или ми- коатропин, которое, как это ни странно, очень сходно с тем самым атропином, который служит противоядием от отравления мускарином. Почему в грибе «уживаются» эти два вещества, никто не знает. При отравлении мухомором нарушается и высшая нервная деятельность человека. Симптомы этих нарушений психики описал еще в 1775 году Степан Крашенинников, который был очевидцем употребления мухоморов в пищу с целью опьянения: «По прошествии часа или меньше, начинает- СВИНУШКИ Cbipoi ЕЖКИ волнушки 93
ся дергание членов, потом пьяные, как в огневой, бредят и представляются им привидения страшные и веселые, по разности темпераментов, чего ради иные скачут, иные пляшут, иные плачут и в великом ужасе находятся... Ложка воды морем кажется». Сам мускарин на психику не влияет, вероятно, мухоморное опьянение вызывают атропиноподобные соединения мухомора. ...И ПРОСТО РАССТРОЙСТВО ЖЕЛУДКА Есть еще один вид грибных отравлений, которые называют неспецифическими. При таких отравлениях не нарушается жизнедеятельность организма в целом: они обычно сводятся к желудочно-кишечным расстройствам. Причиной их могут быть, например, ложные опята, которые довольно искусно маскируются под съедобные. Молочный сок ложных опят обладает сильными раздражающими свойствами и вызывает гастроэнтерит (воспаление желудочно-кишечного тракта), сопровождающийся тошнотой, рвотой, болями в животе и поносом. Аналогичное заболевание бывает и от свинушек, сыроежек, волнушек, если перед употреблением их не отварить. И, наконец, в старости каждый гриб в какой-то степени ядовит: в нем накапливаются продукты распада белковых и жировых веществ, которые вызывают расстройство нервной системы, пищеварения, одышку, упадок сердечной деятельности. ДО ПРИХОДА ВРАЧА Здоровье и даже жизнь отравившегося грибами во многом зависит от того, насколько своевременно ему окажут медицинскую помощь. Следует помнить: любое отравление грибами, пусть даже на первый взгляд нетяжелое, должно становиться объектом наблюдения врача. Лечат грибные отравления, как правило, в стационаре. До прихода врача нужно прежде всего постараться любыми способами вывести ядовитые вещества из организма: принять слабительное, промыть желудок раствором марганцовокислого калия. Больной должен соблюдать строгий постельный режим вплоть до полного выздоровления. Только так можно предотвратить опасное осложнение — падение сердечной деятельности и нарушение кровообращения. Любое грибное отравление сопровождают рвота и понос, вызывающие обезвоживание организма и мучительную жажду. Чтобы облегчить состояние больного, нужно давать ему холодную, слегка подсоленную воду, холодный крепкий чай, кофе, молоко. Категорически запрещается давать спиртные напитки: спирт способствует всасыванию грибных ядов. И последнее. Чтобы врач мог точно установить причину отравления, остатки грибов и рвотные массы следует сохранять для исследования в лаборатории. КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ ■ синтетический столярный клей В хозяйственных магазинах бывает в продаже синтетический столярный клей. Ои состоит из клейкой части и отвердитепя. При хранении сверх положенного срока клейкая часть загустевает и становится непригодной для использования. Из чего состоит этв клейкая часть! Можно ли ее изготовить самому! Нельзя ли какой-то обработкой или какими-либо добавками восстановить ее свойства. Чем очистить посуду и руки от остатков клея! И. Ф. Климов, пос. Кпеваиь, Ровенская обл. Синтетический столярный клей кость. Карбамидная смола — про- состоит из двух компонентов. дукт химической реакции поли- Первый — карбамидная смола — конденсации карбамида (мочеви- вязкая, почти прозрачная жид- ны) с формальдегидом: N—CH2—N—СН2—N — СН2—N со со со со I I .1 ___!_ NH NH, NH2 NH CH2OH растворимая в Второй компонент, отвердитель (катализатор) — это либо щавелевая кислота, либо водный раствор хлористого аммония. Оба компонента смешиваются непосредственно перед употреблением. Свои свойства клей сохраняет от 3 до 48 часов, в зависимости от химической природы и СН2ОН воде карбамидная смола количества взятого отвердителя. Под действием отвердителей или при нагревании, а также при хранении растворимая смола постепенно становится все более вязкой, и наконец, превращается в твердый, неплавкий и нерастворимый продукт такого состава: 94
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ • N—••■ -•• — N • I I со со I I N — СН2 — N — СН2 — N — СН2 — N — СН2 — N I I I СО СО СО N —СН2 —N —СН2 —N N — CH2 — N- I СО I N— СО I —N—■ Этот проиесс необратим, и конечный продукт не может быть снова превращен в исходную растворимую смолу. Изготовить смолу самому сложно. Руки и посуду от остатков клея следует мыть сразу после работы с клеем сначала раствором соды или щелочи в теплой воде и затем мылом. Еще влажные после мытья руки следует смазать глицерином. Д. А. КАРДАШЕВ ■ что случилось с мылом? Когда-то мне сказали, что для борьбы с такими вредителями сада, как зеленая тля, и при заболевании мучнистой росой хо рошо помогает лекарство, приготовленное из зеленого мыла и медного купороса. Зеленого мы- па не быпо, и я взяп хозяйственное... Чтобы мыпо и купорос быстрее растворились, воду предварительно подогрел примерно до 65° С. Когда мыпо и купорос растаорились, я приступил к соединению двух растворов. Соединение производилось по правилам приготовления бор- досской жидкости. Вдруг во время соединения из раствора выпал густой темно-зеленый липкий осадок... Образец выпавшего осадка был представлен в лабораторию Тбилисского мыпоааренного завода, который вырабатывает это мыло. На зааоде усомнились, что представленный образец имеет какое-либо отношение к мылу, а если это и так, то, видимо, при приготовлении лекарства на ос- ноае мыла, кроме медного купороса, в сосуд попало что-то другое... Все же я попросил сделать анализ и установить, какие компоненты входят в образец. Через некоторое время узнал, что из представленного в лабораторию образца извлечено 77%> мыльного жира, а состаа остальных 23°/о в условиях заводской лаборатории определить не удалось. Я поаторип операцию еще и еще, брап другое мыло, например «Экстра»,— растаор вновь сворачивался. Причем при увеличении нормы медного купороса процесс сворчивания ускорялся. Вместо медного купороса был азят железный — результат тот же... В чем же депо! Почему при действии раствора медного ипи жепезного купороса на раствор мыла оно сворачивается! Напраапяю вам несколько образцов выпавших осадков. Вот как они были приготовлены: Об- Мыла на Купороса t о разцы 250 г воды на 25° г воды № 1 № 2 № 3 № 4 10 г 10 г 10 г 20 г 5 г 5 г 4 г 9 г 63° С 68° С 55° С 65° С В. И. ЗУБРИЦКИЙ, бухгалтер Как известно, мыла представляют собой натриевые соли насыщенных жирных кислот; с солями меди и железа они будут реагировать следующим образом: 2C17HS5COONa + CuS04 —> -* (С17Н35СООJ Си | + Na2S04, 2C„H„COONa + FeS04 ► - (CI7HS8COOJFe | + Na2S04. Расчет показывает, что осадок, полученный при взаимодействии растворов мыла и медного купороса, должен содержать примерно 82°/о жирной кислоты («мыльного жира»); остальные 18°/о приходятся на долю меди. И действительно, анализ, сделанный на заводе, дал близкий результат: расхождение в 5% несущественно, так как образец не очищался. Это значит, что наш читатель своим экспериментом подтвердил теорию... Зеленое же мыло отличается от обычного, во-первых, тем, что оно калиевое (что, впрочем, не должно сказываться на его поведении при взаимодействии с медным купоросом), а во-вторых, оно содержит, помимо собственно мыла, еще глицерин, щелочь и избыток воды; именно это, по-видимому, и служит причиной того, что при взаимодействии с медным купоросом оно дает не осадок, а однородную массу. ■ МЕДВЕДКА ГИБНЕТ ОТ ХОЛОДА Есть такой аредитепь огородных культур — медведка. Как вести с ним борьбу! 3. ФЕТИЩЕНКО, гор. Фастов Медведка — насекомое из семейства сверчков — встречается почти везде, кроме разве 95
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ северных районов. Живут медведки в земле: чаще всего в сырых местах, около рек и прудов, а также в парниках и теплицах, куда насекомое может быть занесено с почвой и навозом. Особенно много ее на хорошо унавоженных и богатых перегноем почвах и орошаемых участках. Медведка опасна тем, что перегрызает корни и подземные стебли растений, выгрызает куски из клубней, съедает семена. Наиболее активна она ранней весной. В это время насекомые начинают передвигаться в поверхностном слое почвы по горизонтальным ходам. Иногда они уничтожают все посевы огородных культур. Для борьбы с медведкой применяют разные способы. На участках, где много вредителя, осенью выкапывают ямки глубиной 50—60 см и набивают их конским навозом. На зиму медведка охотно забирается в эти ямки. Поздней осенью, с наступлением морозов, навоз из ямок разбрасывают по участку, и насекомые погибают от холода. Можно использовать и отравленные приманки. Их готовят из смеси распаренных семян кукурузы и ядохимикатов. Килограмм кукурузных зерен смешивают в котле с 25—30 граммами растительного масла, туда же добавляют 70—100 г порошка динте- рекса (препарат, применяющийся для опрыскивания, содержит В0р/о хлорофоса). Можно брать и технический хлорофос (он более доступен); в этом случае в однопроцентном растворе препарата, подогретом до 25—30 С, замачивают семена кукурузы. Приманку раскладывают на ночь, за несколько дней до посадки, по 4—5 отравленных зерен в ямки глубиной 5—6 см. Начальник отдела борьбы с вредителями растений Министерства сельского хозяйства СССР А. Д. ОРИЩЕНКО ■ ВСЕ НЕРОВНОСТИ, ЩЕЛИ, ВЫБОИНЫ... Я живу далеко от города, достать у нас строительные материалы трудно. Поэтому обращаюсь к вам с просьбой: расскажите, пожалуйста, как приготовить в домашних условиях шпаклевку... Ю. М. АЛИЕВ, село Дарада, Дагестанская АССР Вот несколько рецептов приготовления шпаклевки: Из извести и муки Смешивают 1 часть гашеной извести и 2 части ржаной муки; к смеси добавляют льняное масло (или лучше олифу) до получения замазки нужной густоты. Из газетной бумаги и теста Замешивают тесто B00 г муки, 4 стакана воды и половину чайной лежки алюмокалиевых квасцов — квасцы продаются в аптеке). В тесто кладут мелко нарезанную газетную бумагу. Смесь следует хорошо растереть и прокипятить. Этой замазкой, густой, как сметана, заполняют трещины, лишнее снимают ножом. Когда шпаклевка высохнет, неровности сглаживают пемзой или наждачной бумагой. Шпаклевка на казеиновом клее В раствор казеинового клея A литр 10%-ного раствора) вливают олифу @,03 кг), быстро помешивая образующуюся смесь. Туда же добавляют предварительно замоченный мел B,2 кг). Готовую шпаклевку следует хорошо перетереть. Канифольно-древеснав замазка Смешивают 120 г канифоли, 20 г древесной муки (или мелких древесных опилок) и 60 г сухих цинковых белил. Смесь тщательно измельчают, просеивают и сплавляют. Замазка наносится горячей. Предметы из твердых пород дерева шпаклюют лаковой замазкой, приготовленной из 100 г картофельной муки и 200 г масляного лака. В. И. БУРДИН СПРАШИВАЮТ — ОТВЕЧАЕМ ■ ЗАДАЧА-ЗАГАДКА Уважаемая редакция! Предлагаю для читателей Вашего журнала следующую задачу: ХЛОР + БРОМ ХИМИЯ Замените буквы цифрами (одинаковые буквы означают одинаковые цифры) и решите эта задачу. Решение: , 1754 + 8452 10206 Будет ли напечатано? Э. М. Б-ИР1, Сочи Уважаемый Э. М. Б-нй! Нет, конечно, не будет! ■ КАК ИЗБАВИТЬСЯ ОТ ЗАПАХА ЛУКА Уаажаемая редакция! Руководствуясь указанием книг, я посадила пук в ящиквх общей площадью 1 м2. Все хорошо, но вот в комкате установился сильный и резкий запах лука. Сообщите, пожалуйста, каким путем можно избавиться от запаха лука... А. А. П-ВА, гор. Муром Уважаемая А. А. П-ва! Чтобы в комнате не пахло луком, нужно сажать его во дворе. ■ КАК ПОЛУЧИТЬ СПИРТ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ Дорогая редакция! Я решил обратиться к вам с одним вопросом. Можно ли получить этиловый спирт в домашних условивх и как? Очень меня этот вопрос интересует, очень прошу вас, товарищи, дать мне ответе Условия у меня не так-то уж и домашние — школьная химическая лаборатория. Жду с нетерпением положительного ответа. В. Б. Ростовская обл. Для этого нужно взять 40%-ный раствор этилового спирта в воде E р. 50 к. за литр без стоимости посуды) и перегонкой разделить компоненты. 96
Издательство «Наука» Цена 30 коп. Индекс 71050 СУП ИЗ АКУЛЬЕГО ПЛАВНИКА Этим полезным и, как утверждают знатоки, вкусным блюдом издавна славится японская кухня. В ход идут плавники белоперой, серой, короткохвостой и ковровой акул. Как почти во всех рыбных продуктах, в блюдах из акульих плавников есть белки (по своему аминокислотному составу они близки к белкам мяса), соли фосфора, кальция, йода и меди, витамины А и Д. Но японцам — хорошо: море у них под боком; остается только ловить акил, отрезать у них плавники и варить суп. Правда, с появлением техники замораживания сейчас даже самые скоропортящиеся рыбные продукты можно доставлять в далекие от морей и океанов места. Однако замороженный плавник так же далек от тарелки с ароматным супом, как, скажем, кисть винограда от бутылки Цинандали. В плавнике пока еще много несъедобного (например, коллаген — белковое вещество из группы склеропротеинов). Замороженные плавники должны попасть сначала на фабрику. Там их прежде всего размораживают в проточной воде (тем- пература воды — 16—20° С), это занимает не менее двух часов. Затем долго моют — отмывают от остатков крови и загрязнений. Следующий этап — варка. Это одна из важнейших стадий обработки плавников, так как от нее зависит, удастся или нет дальнейшая разделка продукта. Плавник опускают в горячую воду (92—95° С) и варят в ней полчаса, помешивая деревянной лопаточкой. Как только станут видны белые хрящевидные пластинки на концах плавников, варку можно считать законченной (если варить дальше, плавник превратится в бесформенную массу). Плавники охлаждают: либо в теплой воде, либо на воздухе. Затем снова кладут в горячую воду, и — плавник готов к разделке. Разделка — это удаление верхнего кожного слоя (коллаген), вырезание мышечной ткани и хрящевой основы, очистка от коллагеновых волокон. Возникает вполне законный вопрос: а что же остается? Остается, действительно, мало— -12--164% от первоначального веса (в среднем заморожен- ный плавник весит около полутора килограммов, но бывают экземпляры и побольше). Остаток — что-то вроде бахромчатого гребня с зубцами из множества полупрозрачных волокон желтоватого цвета. Разделанный плавник сушат при температуре 28— 32е С и запаковывают в мешочки из полиэтиленовой пленки. Теперь полуфабрикат готов. Купив пакет с сушеным плавником в магазине, можно отправляться домой, зажигать гиз и ставить кипятить воду. Сухой плавник кладут в кастрюлю, заливают горячей водой (хорошо соблюсти соотношение: на одну часть сухого продукта — две части воды) и варят в течение двух часов. Незадолго перед концом приготовления туда же добавляют соль, специи (лавровый лист, горошки черного перца). В готовый суп кладут немного глю- тамата натрия. Теперь суп можно разливать в тарелки и садиться обедать; и помните, что вы едите настоящий японский суп из акульего плавника! Остается добавить: способ приготовления полуфабрикатов из замороженных плавников разра- ^ ботан в Тихоокеанском институте рыбного хозяйства. Сушеные плавники со временем появятся в магазинах, и тогда каждый желающий сможет отведать это вкусное и ароматное блюдо.