Текст
                    химия и жизнь
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР
11
1975
У
.f
Ш:
1Л
Xl' ' Л-G
t '".*-
А?*^4-!1'
р*
'7:. *J.. \\1
If
л
H&
<%>< •".^>^#1>-4VT^■v


химия и жизнь 1_жемэ<-ячн_.1й :гуч::с >ныи журна i Академии н пун СССР » № 11 Издается с 1965 года • ноябрь 1975 1 истоечу aaV съезду КПСС М. Кривич, О. Ольгин ОБЫКНОВЕННАЯ ИСТОРИЯ Рассказ об установке каталитического крекинга Рязанского нефтеперерабатывающего завода им. 50-летия СССР и о людях, которые на ней работают Г -.лыи1пс:ия А. П. Троицкий О РЕКЛАМЕ 16 В. •ци м «ещеспа М. Я. КОНЬ ЦЕОЛИТЫ — КИПЯЩИЕ КАМНИ 20 Проблем*' i «г .* соьр 'менчон чаукь Искусств Г. И. Рамендик МИКРОМОЛНИЯ ДЛЯ МИКРОАНАЛИЗА: МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 24 И] дапьннж по?: ш В. А. Энгельгардт НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — СНОВА В ТРЕХ ИЗМЕРЕНИЯХ Ю. Д. Третьяков АВСТРАЛИЯ, СТРАНА-КОНТИНЕНТ И. Вольпер ДУША КОФЕ 31 38 50 Л. А. Дьяков СТРАННЫЕ КАРТИНЫ ДЖУЗЕППЕ АРЧИМБОЛЬДО 54 Проблемы и е~с , современно V 'Ни Н. К. Абубакиров ГОРМОНЫ ЛИНЬКИ: ЧТО В НИХ ПОЛЕЗНОГО? В составе растений обнаружены гормоны насекомых 57
БопеЬпн л nic пр^ Н юг .хия ICI VI ]ю е- ь И. И. Брехман ВИТАМИН С ПО ПОЛИНГУ И ФАРМАКОЛОГИЯ ЗДОРОВЬЯ В. Пчелин НАГЛЯДНО О ВРЕДЕ ТАБАКА И. А. Сытинский ЖИВОТНЫЕ-АЛКОГОЛИКИ Дж. Путман «ЖИВОЕ СЕРЕБРО» И МЕДЛЕННАЯ СМЕРТЬ Загрязнение среды соединениями ртути В. Варламов УЧТИВЫЕ БЕСЕДЫ К ПОЛЬЗЕ И УДОВОЛЬСТВИЮ БЛАГОСКЛОННОГО ЧИТАТЕЛЯ Беседа вторая: о здравии ученых людей В. Г. Шашкина НЕМНОГО О КОЖЕ и чуть больше о средствах для ухода за изделиями из нее 64 69 73 75 <~1,_аницы *-'с н Живие /юо юотОр и 1 1 1C,J1 Р. Возлин ВОЗРАСТ И ИММУНИТЕТ «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ», 20-Е ГОДЫ Л. И. Вигоров ЛЕЧИТЬСЯ — В САД! М. Ф. Гриненко, В. В. Чернашкин ДВИЖЕНИЕ 84 88 107 112 119 122 НА ОБЛОЖКЕ — рисунок художника М. Златковского к статье «Обыкновенная история» НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — картина Винсента Ван Гога «Терраса кафе вечером» A888 г.; Оттерло, музей Креллер-Мюллер). «Заведение, где подают сареный кофе и другие напитки»,— так определяет кафе один из старых словарей. О веществах, создающих аромат «вареного кофе», рассказано в статье «Душа кофе» ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК ИНФОРМАЦИЯ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... СЛОВАРЬ НАУКИ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КОНСУЛЬТАЦИИ 14,82 86 93 100 101 102 104 124 127 ПЕРЕПИСКА 128
На ""речу Х> * 1 е'. ■'ПС'* Обыкновенная история Среди лидеров нашей промышленности — коллектив установки каталитического крекинга Рязанского нефтеперерабатывающего завода; 17 членов этого коллектива получили правительственные награды. «За достижение высоких технико-экономических показателей» — так сказано в Указе о награждении. ЧТО ТАКОЕ КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ В ряду строгих и рациональных сооружений Рязанского НПЗ, на фоне светлой химической архитектуры установка каталитического крекинга, именуемая в официальных отчетах 1А/1М, выглядит необычно. А уж главная ее часть, поднявшаяся над землей почти иа восемьдесят метров, — блок реактор-регенератор — и совсем странно: асимметричные переплетения ферм и труб, лепящиеся одна к другой солидные емкости, пристройки и достройки, потемнев* шая облицовка... Впрочем, все это можно увидеть на фотографии. За такую плотную *И*
компоновку, за скученность агрегатов и узлов, за обилие куполов и башенок заводские острословы еще давным-давно, лет восемь назад, прозвали установку «Василием Блаженным». Необычное сооружение, постепенно менявшее свой облик, получило не одно меткое прозвище. Например, установку звали «Фантомасом», имея в виду ее строптивый характер и непокорный технологический нрав. Нам же она напомнила боевой корабль, вышедший из жаркой схватки, в кругу мирных комфортабельных теплоходов... Каталитический крекинг — один из самых передовых и прогрессивных методов нефтепереработки. Он позволяет получить моторное топливо высших марок, необходимое для технического перевооружения транспорта. В каталитическом крекинге распад сырья идет значительно быстрее, чем в термическом, больше выход легких, самых ценных фракций. Сырье для установки 1А/1М — тяжелый дистиллят, продукт первичной переработки нефти. Разогретый дистиллят подхватывает могучая струя пара и уносит вверх, к реактору. По пути к сырью примешивают горячий алюмосиликатный катализатор, и пока эта смесь продолжает двигаться вверх, в ней, еще иа подступах к реактору, начинается главный процесс, ради которого и существует установка, — каталитический крекинг. В считанные секунды рвутся длинные цепи н кольца тяжелых углеводородов, делятся на короткие и легкие отрезки — главные составляющие будущего бензина. Сырье претерпевает столь глубокие изменения, что становится неузнаваемым, еще не дойдя и до середины реактора. А мелкие крупинки катализатора, покрытые слоем кокса — смесью углеводородов и смол, — ссыпаются вниз и, подхваченные воздушным потоком, отправляются в регенератор. Здесь они окисляются кислородом воздуха и, вновь обретя силу, вступают — в который раз — в процесс. Все кажется простым и очевидным. Однако есть по меньшей мере три фактора, которые резко усложняют дело. Прежде всего, отнюдь не простой химизм процесса: одновременно идет множество реакций. Далее, динамика этого процесса: каждый этап начинается и завершается в какие-то доли секунды. И наконец, масштабы: за час через реактор проходят десятки кубометров дистиллята, одновременно в системе обращаются почти 700 тонн катализатора. В небольшом лифте — с обычными кнопками, как в жилом доме (только па стенке висит противогаз), поднимаемся на самый верх главного «купола», к отметке 80 метров. Холодно, свистит, как положено, ветер. Установка, все ее обширное хозяйство видно, словно на макете. Старший оператор (один из самых молодых на заводе — ему 24 года) Николай Васильевич Мужи- хов показывает: вот кирпичные строения — операторный зал, насосные, компрессорные, там эстакада с холодильниками, серые башни — это сырьевые резервуары, а вот ректификационная колонна... Безусловно, очень важно, чтобы установка переваривала ежечасно положенные ей кубометры сырья. Однако этого мало. Требуется еще, чтобы выход самых ценных — легких, светлых продуктов — был как можно выше. Надо получать на установке не просто бензин и дизельное топливо, а бензин и дизельное топливо высшего качества. Это, разумеется, достижимо, но при одном условии: если люди, ведущие процесс, делают это столь же осторожно и точно, как опытный лоцман ведет корабль в узком проливе с рифами и подводными камнями. А ширина технологического «пролива» очень невелика, берега допустимых 4
режимов находятся совсем близко, и нужно высокое умение, чтобы уверенно вести гигантское судно в жестких рамках технологии, лавируя между рифами случайностей. Однако это еще не все. Приходится думать о том, как продлить время работы установки, останавливать ее на ремонт как можно реже: один день простоя означает потерю сотен тонн топлива. Установку приходится беречь. А в ней бушуют стихии: мелкие частицы катализатора, словно картечь, бьют в стенки реактора, полыхает пламя в печах, да еще перегретый пар, да повсеместно высокая температура. Хватило бы и чего-то одного... НОЧНАЯ ВАХТА Так уж случилось, что ближайшей вахтой в тот день, когда мы прибыли на завод, оказалась вахта четвертой бригады. Она к тому же была ночной, что особенно удобно: заводское и цеховое начальство спит и не беспокоит вахту дополнительными распоряжениями. 22 часа 15 минут. Предыдущая, третья бригада заканчивает вечернюю вахту. Уютный операторный зал, мягкое освещение. Висят вымпелы: «Установка коммунистического труда», «Бригада коммунистического труда». Прямо на пульте, на свободном его пространстве, рядом с приборами — стенгазета «За октан», заметки написаны от руки. Листок народного контроля. Памятка «Что надо знать о гриппе»... За маленьким столиком напротив пульта — сдающий смену кавалер ордена Ленина старший оператор Петр Семенович Кондрашов, сорокалетний невысокий мужчина, мягкий и немногословный. Петр Семенович проглядывает длинные полоски режимных листов, дописывает отчет в вахтенном, журнале. У пульта молодая женщина (как и все, в ватной фуфайке) добавляет чернила в самописцы, чтобы хватило Для следующей вахты, для ночной. До конца смены остается около получаса. Кондрашов посылает операторов прокачать резервные насосы. Поясняет: жизнь нас научила —- отказ насоса сулит большие неприятности, из-за такой малости, случается, останавливается вся гигантская машина. 22 часа 40 минут. В операторный зал один за другим входят рабочие четвертой бригады — уже в спецодежде, то есть в тех же фуфайках. Здесь, в зале, уже знакомый читателю Николай Васильевич Мужихов, другие члены бригады. Из-за сложного графика непрерывной работы (смен — три, бригад — пять) люди с двух вахт видятся не каждый день. Бригады встречаются время от времени в пересменках, да еще в дни получек, два раза в месяц.'В эти дни обычно проводят партийные, комсомольские и профсоюзные собрания (разумеется, если не возникает необходимость в экстренной встрече). Может быть, поэтому встреча на пересменке показалась нам какой-то особо радостной и веселой: так встречаются студенты после каникул. Потом разговор перешел в деловое русло, и незаметно люди из двух бригад стали разбиваться на пары: оператор реакторного блока с оператором реакторного блока, помощник оператора по пневмотранспорту со своим коллегой. Отдельно, за столиком, вполголоса беседовали Кондрашов и Мужихов: — Тридцать шестой насос опять... — Да, за месяц третий раз... — Поговорю с электриками... Потом Мужихов не спеша прочитал запись Кондрашова в вахтенном журнале; она была скреплена двумя подписями — «вахту сдал», «вахту принял» — и Мужихов шутливо-величественно бросил солидному Кон- драшову: — Не смею дольше задерживать! Они пожали друг другу руки, другие тоже попрощались — кто протянул руку, кто кивнул, а кто просто 5
улыбнулся. И расстались до следующей встречи — когда их вахты вновь будут следовать одна за другой. 23 часа ровно. Ночная вахта началась. Операторы стали к пульту, машинисты ушли в компрессорные и насосные отделения. Николай Васильевич Мужихов остался за командирским столиком ждать первых донесений с рабочих мест. 23 часа 15 минут. Николай Васильевич застегивает на все пуговицы фуфайку, натягивает лыжную вязаную шапочку — на дворе мороз — и, пригласив с собой корреспондента, отправляется в обход. У кирпичной стеикн стоит обособленно какой-то холодильник — не из самых главных. Мужихов, подобно сыщику из детективного романа, оглядывает припорошенные свежим снегом подходы к холодильнику и, не обнаружив пи одного следа, делает обоснованное заключение: два- трп часа сюда никто не приходил. Он направляется к холодильнику, трогает его ладонью, прислушивается — кажется, все в порядке. Обход продолжается. Наверное, надо бы назвать его каким-то иным словом, потому что скорость настолько высока, что движение от узла к узлу следует скорее считать бегом. Потом темп несколько замедляется, и Мужихов размашистым шагом идет по кафельному, безукоризненно чистому полу насосной, иа ходу ощупывая по-докторски корпуса электродвигателей. ,У одного останавливается, прикладывает ладонь, предлагает сделать то же самое корреспонденту. Ничего особенного: тепло, и только. Из глубины насосной подходит машинист Александр Иванович Кор- милпцыи. Следует короткий разговор — нечто вроде медицинского консилиума. По мнению Кормили- цына, двигатель практически здоров. Мужихов же считает, что ие исключена скрытая болезнь. Вежливо и подробно Николай Васильевич 6 дает рекомендации Александру Ивановичу относительно постановки диагноза и возможного лечения, и тот внимательнейшим образом слушает своего молодого, вдвое моложе, начальника. 1 час 10 минут Оператор Борис Алексеевич Белугип выходит из зала, чтобы очистить холодильники от разного рода наслоений. Он поворачивает вентиль, приоткрывает воздушную задвижку, бросает взгляд на манометр — и вдруг, сорвавшись с места, мчится по крутым лесенкам к другому вентилю, к следующему манометру— ловить давление. Корреспондент, боязливо придерживаясь за железные перила трапов, семенит сзади. Ветер дул ледяной, однако в операторную оба вернулись ие то что незамерзшпми —взмокшими. 2 часа 05 минут. Подоспел чай. Кстати говоря, в каждой бригаде есть свой непревзойденный специалист по приготовлению чая, так сказать, оператор чаезаварочпого блока. В четвертой бригаде таким специалистом оказался Александр Иванович Клюев. Он заварил крепчайший чай — цвета черного кофе -• и разлил его по кружкам. Все, за исключением двух человек, оставшихся па посту, перешли на время в соседнюю комнату с табличкой па двери: «Комната для приема пищи». Распаковали и сложили в общий ко- гел принесенную пз дома спедь: хлеб, колбасу, крутые яйца, лук. Белугип отличился — принес домашние пирожки с капустой (по единодушному мнению очень вкусные). 2 часа 35 минут. Кружки ополоснуты, стол вытерт. Оператор Владимир Алексеевич Штопоров отправился сбросить катализатор с электродов электрофильтров. Это у самого верхнего купола «Василия Блаженного». Поднимаемся на лифте. Владимир Алексеевич включает встряхивающие устройства. Снова опускаемся вниз, в операторный зал. Половина вахты позади.
3 часа 35 минут. Мужнхов просматривает режимные листы блоков: температура в разных точках реактора, расход пара, перепады давлений. Вот-вот должны прийти из лаборатории результаты анализа, их ждут с нетерпением. В середине прошлой вахты, когда работала бригада Коидргшова, аналитическая лаборатория обнаружила, что температура конца кипения бензина упала до 189 градусов вместо требуемых 192—194. Это означает, что часть бензиновых углеводородов, пусть и незначительная, уходит в другую фракцию, и теперь самого ценного продукта установки, высокооктанового бензина АИ-93 (того самого, которым питаются наиболее совершенные автомобильные двигатели), установка выдаст немного меньше, чем ей положено. Конечно, меры были приняты мгновенно: на верхних тарелках чуть подняли температуру. И вот сейчас, вышагивая вдоль пульта, Мужихов ждет анализа. 4 часа 18 минут. Анализ готов и доставлен. Температура конца кипения бензина 194 градуса. Такая точность попадания кажется небольшим технологическим чудом. Мужихов пожимает плечами: стандартная ситуация, очевидное решение, естественный результат... 5 часов. За окнами по-прежнему идет снег. Несколько человек выходят во двор, вооружившись лопатами, — очищать территорию установки. Никто за них этого не сделает. 5 часов 30 минут. С флотской сноровкой, будто корабельную палубу, Штопоров драит и без того сияющий кафельный пол. Тем временем оператор Геннадий Петрович Двадцатое совершает двойной пробег вдоль пульта — на своем участке и на участке Штопорова. 5 часов 48 минут. Николай Васильевич Мужихов, ни к кому конкретно не обращаясь, но достаточно громко замечает, что в курилке творится черт знает что. Курящие, как свои, так и приезжие, осознают свою вину. Возникает короткий спор, чей черед заняться не слишком приятной работой, и курилка — маленький кирпичный домик в стороне от установки — приводится в божеский вид. 6 часов 15 минут. Оставшимся не у дел корреспондентам неудержимо хочется забиться в угол и прикрыть глаза. Вахта между тем бодрствует без признаков утомления. Близится пересменка, наваливается тьма мелких дел, которые необходимо закончить вскорости, чтобы передать вахту в полном блеске. Кто-то еще раз идет па установку, кто-то вновь доливает чернила в самописцы; Николай Васильевич кончает вахтенную запись, а корреспондент, борясь с дремотой, переписывает ее в блок- пот. «Вахту приняли при нормальном технологическом режиме. Замечаний по котлонадзорным аппаратам п технологическому оборудованию не было. Получаемые продукты выводятся: бензин в товарно-сырьевой цех, легкий и тяжелый газойли в крекинг-остаток, сероводород на установку серной кислоты, рефлюкс па газофракциоппрующую установку. Пробарботировали холодильники. Режим идет устойчиво. Контрольно-измерительные приборы п автоматика функционируют нормально. Нарушений техники безопасности не было. Пропусков не обнаружено. Сдаю принятый пожарный инвентарь, аварийный инструмент и аварийные противогазы под пломбой». 6 часов 25 минут. Пришел пожарный. Придирчиво осмотрел операторную, прошел по установке. Ничего предосудительного по пожарной части не обнаружил. 6 часов 30 минут. Появился старший оператор следующей вахты, первой бригады, Герой Социалистического Труда Александр Федорович Мокшпн, высокий, сухощавый. Вслед за ним — люди из его бригады. Опять рукопожатия, шутки и смех — 7
все так же, как восемь часов назад. Мужихов и Мокшин отходят в сторону, чтобы никто не мешал, присаживаются за столик, раскладывают режимные листы, говорят вполголоса... 7 часов ровно. Операторы бригады Мокшина помечают на лентах самописцев начало своей вахты. Прощаются: жмут руки, улыбаются, кивают головой. Вахту сдали ■— вахту приняли. 7 часов 20 минут. Из здания, где находятся раздевалки и душевые, бригада выходит после смены в полном сборе во главе с Николаем Васильевичем. Фуфайки остались в шкафчиках. Переговариваясь, идут вместе к автобусной остановке. Автобус довозит их до проходной, пересадка в трамвай — и домой. Теперь, после ночной смены, два дня отдыха: один отсыпной, другой выходной... А потом снова вахта. ПУТЬ В ЛИДЕРЫ, ИЛИ КАК УКРОТИЛИ «ФАНТОМАСА» В предыдущей главе мы упоминали вахтенный журнал установки. Несколько слов о другом документальном источнике, о журнале распоряжений — толстой амбарной книге, изрядно потрепанной и немного промасленной. С помощью журнала распоряжений начальник цеха Владимир Михайлович Шашков и начальник установки Виктор Васильевич Рогачев общаются с вахтами — специфика непрерывной работы... Разумеется, в дневные смены начальники, натянув все те же ватные фуфайки, не однажды наведываются на установку; разумеется, если что-то неладно, их можно и ночью поднять с постели — приедут через полчаса. Только в последние месяцы надобности в этом ни разу не возникало. А записи в журнале распоряжений самые разные: поздравления с праздниками и технологические указания, сводки выполнения планов и распоряжения об уборке, сообщения о первенстве завода по лыжам и премиях за прошедший месяц. Тон спокойный и деловой, как обстановка на ночной вахте, и это еще раз свидетельствует о четкой и ритмичной работе установки. Но так было не всегда. Смонтированная согласно проекту в положенные сроки установка каталитического крекинга, увешанная, как водится, транспарантами и плакатами, была торжественно пущена. Она дала первый бензин и вскоре после этого остановилась. В сущности, ничего особенного тут нет. Даже новенький автомобиль, устройство неизмеримо более простое, нежели нефтеперерабатывающая установка, проходит период обкатки— с обязательным ограничением скорости, с профилактическими осмотрами и регулировкой узлов. Новая установка вела себя обычно: временами отказывал какой-то прибор, где-то подтекало, барахлил насос или компрессор. Однако вскоре стало, ясно, что пи профилактикой, ни даже частичным вмешательством не обойтись: обнаружились вещи посерьезнее, чем отказ того или иного прибора. И лежали они в самой сути процесса. Прежде всего выяснилось, что катализатор, расщепивший углеводородные цепочки, покрывается излишним слоем кокса. Кокс проникает в бесчисленные норы частичек катализатора, обволакивает и пропитывает их, начисто лишая каталитической активности. Регенератор не мог справиться с непомерной нагрузкой: крепко закоксовавшийся катализатор не успевал вернуться в первозданное состояние. Если злополучная 1А/1М работала без существенных перебоев неделю, это было уже событием. Однако даже в недолгие часы спокойной работы все ждали, что с минуты на минуту она снова остановится. Увы, неприятное ожидание, как правило, сбывалось. 8
Чуть ли не каждую неделю приходилось принимать новые инженерные решения: что-то изменить, что-то переделать. Их техническая грамотность не вызывала сомнений, и вроде бы жизнь заставляла идти на это—«Фантомас» постоянно выкидывал что-то новенькое. Но исправления накладывались одно на другое, возникали наслоения — вроде тех, что встречаются на старинных зданиях, которые понемногу подновляют— до полной неузнаваемости. Бывший директор Рязанского НПЗ, а ныне генеральный директор Всесоюзного объединения «Нефте- хим», Павел Степанович Дейнеко считает, что такой суматошный, дерганый способ освоения, напоминающий открывание замка чужим ключом, и по сей день мешает некоторым коллективам в других городах наладить как следует работу 1А/1М. Надо, считает Дейнеко, с самого начала поступать и-наче: не спешить, решать одну техническую задачу, убедиться в правильности решения, а потом браться за следующую. Лучше недодать сейчас и наверстать упущенное в будущем, чем понемногу недодавать годами. Временное отступление началось с того, что Дейнеко отдал приказ: ничего не менять в установке без детального технического обсуждения. Если кто угодно — с самыми лучшими намерениями — вносил самовольное изменение, от него требовали объяснительную записку, за которой обычно следовало взыскание. ' Каждое утро на установке начиналось так. В восемь часов утра, в той самой комнате с табличкой «для приема пищи» собирался штаб: директор завода, главный инженер, начальник цеха, начальник установки. Сюда приходили руководители многих общезаводских служб, механики, ночная смена установки — в полном составе. Смена докладывала, что произошло за ночь, начальник установки докладывал за сутки. Тут же принимали решение по режиму процесса, по ходу ремонта — на ближайшую смену и ближайшие сутки. И горе ослушнику... Таков был принцип: коллективное решение, и никакой самодеятельности. По этому принципу было принято немало технических мер; упомянем хотя бы некоторые. Простую сталь футеровки заменили нержавеющей, кирпич — бетоном. Изменили конструкцию стояков, узел ввода сырья в реакторном блоке, электрофильтры, циклоны. Все это очень важно, но были и ключевые новшества, благодаря которым неподатливый замок в конце концов открылся. Согласно проекту, процесс в установке 1А/1М должен идти в кипящем, или, иначе, в псевдоожижен- ном слое. Смесь вводят в реактор через специальную распределительную решетку, чтобы кипящий слой занял достаточную часть реактора. С обратной стороной этого решения мы уже знакомы: процесс идет слишком глубоко, и катализатор коксуется настолько, что выходит из строя. Первое исправление заключалось в том, что над решеткой нарастили огромный стакан — высотой семь метров. Так удалось слегка затормозить коксование катализатора, однако кипящий слой стало очень трудно поддерживать. Стакан принялись подрезать, кипящий слой стал устойчивым, но процесс вновь пошел излишне интенсивно. И тогда решили вообще убрать распределительную решетку. Закоксованность катализатора резко уменьшилась, но кипящего слоя уже не получалось — хорошо задуманный технологический принцип был нарушен. Стакан оставили в покое и стали реконструировать транспортные линии, по которым смесь катализатора и сырья идет в реактор: их спрямили и укоротили, увеличили диаметр. И при новом режиме течения смесь перемешивалась настолько интен- 9
сивно, что крекинг начинался уже в трубах! Надобность в кипящем слое отпала. Мало-помалу рос срок работы без перерыва: четыре месяца, шесть, восемь. И сейчас трудно поверить, что было время, когда процесс на установке шел сутки-другие и напрочь сбивался, когда ремонт наползал на ремонт. К началу 1973 года «Фанто- мас» был полностью укрощен. Тогда-то и начались спокойные вахты, началась, так сказать, новейшая история установки. В заключение главы — несколько цифр; так сказать, укрощение «Фан- томаса» в динамике. В 1967 году установка проработала 78 суток, в 1969—176, в 1972—290, в 1974 году— 330 суток. За это время расход катализатора снизился с 7,4 до 1,9 кг на тонну продукции. О РОЛИ ЛИЧНОСТИ В ПРОИЗВОДСТВЕ Сейчас у операторов, в особенности у старших, работа большей частью умственная. Такой же она была и в трудные месяцы, когда установка больше простаивала, чем работала, только к ней добавлялись другие занятия, отнюдь не творческого характера: таскать катализатор наверх и мусор — вниз (а лифта, между прочим, тогда не было). Журналисты любят случаи героические: в необычных, экстремальных условиях раскрываются лучшие человеческие качества, люди совершают поступки, которых никто от них и не ждал. А те, о ком пишут, нередко обижаются: выходит, чтобы заметили человека, требуется стихийное бедствие... Признаться, и мы пошли сначала по проторенной дорожке, все расспрашивали: расскажите, пожалуйста, о какой-нибудь неожиданности, об аварии, о ваших действиях в ту минуту. Одни уходила от таких разговоров— либо по описанной выше причине, либо просто из нежелания выносить сор из избы, а другие рассказывали, хотя и не всегда охотно. Механик установки Виталий Иванович Кислицин: — Прохудился как-то корпус регенератора. Ночью. Нас срочно вызвали. Ветер, холод. Струя катализатора с палец толщиной вырывается наружу, раскаленные дробинки крушат металл. Еще час-другой — ив дыру можно будет руку просунуть. Стали накладывать отвод, сварщик его приваривает. Потом надо дыру заглушить, а стенка уже раскалилась— красной стала. Ну, опустишь руку в воду, чтоб не так жгло, и закручиваешь гайкн. Крутили по очереди, пальцы пожгли немного... Не уйти в трудную минуту, когда стряслась беда и полыхает пламя,— это естественно для каждого честного человека. А вот если изо дня в день не ладится дело и не видно, когда удастся с ним управиться... Рядом, в каких-нибудь ста метрах, бесперебойно работали другие установки; и на этих отлаженных производствах тоже требовались люди. Зарплата там такая же, и еще премии. На 1А/1М премий не было вовсе; их положено платить не просто за работу, а за ее результаты — за выработанное топливо. Но топливо не шло. И люди понемногу уходили. Вновь приходилось комплектовать коллектив. Норов «Фантомаса» был известен, случайные люди на установку не шли. Дирекция и партком приглашали коммунистов и комсомольцев, испытанных работников, на которых можно было положиться. Шестьдесят четыре человека работают сейчас на установке каталитического крекинга. Лишь восемнадцать из них — с первого дня. Руководители завода приняли нестандартное экономическое решение. Чтобы покончить с неверной практикой—лишать премий самоотверженно работающих людей, — было решено: премии платить, но не за выполнение и перевыполнение плана, о чем в то время и речи быть 10 \
не могло, а за пробег установки. Если выходило, что установка работала в месяц двадцать дней, то премию платили сполна, потому что знали, каких усилии это требовало. Постепенно с текучестью кадров было покончено. Как будто бы простое и очевидное решение. Но многие ли руководители пойдут на это? Многие ли риск- пут— пусть временно, пусть ненадолго, пусть только на одном участке — изменить освященную временем и утвержденную самыми высокими инстанциями систему премирования? Могут быть неприятности... Кто-то может счесть, что выплата премий людям, которые не выполняют еще план, — это разбазаривание средств. Однако мы убеждены, что руководители рязанского завода проявили гибкость в управлении, которая помогла закрепить на установке опытнейших мастеров своего дела. ...Незаменимых людей, как известно, нет. Но есть люди, с уходом которых что-то незаметно меняется в коллективе. Таким человеком может быть 'и опытный технолог, прошедший закалку на десятках установок, и молодой инженер, обуреваемый блестящими идеями, из которых на поверку лишь каждая десятая хороша, зато уж хороша действительно, и кадровый рабочий, владеющий своим делом в совершенстве. Директора о них говорят: будь моя воля, н пяти окладов не пожалел бы! Эти люди — лидеры. Безусловные лидеры коллектива установки 1А/1М — руководители вахт, старшие операторы. Вот что говорят они о своей работе. Н. В. Мужихов: — В моей работе приходится принимать решения в быстро меняющейся ситуации, а это—чистейшей воды инженерное творчество. В. И. Сучков: — А я думаю, что главная наша Задача — не творить и не размышлять, а вести процесс строго по технологии. Надо глядеть в оба, а не крутить установку по своему усмотрению. А. Ф. Мокший: — Ведение каталитического крекинга— это в пашей технологии нечто вроде высшего пилотажа. А что отличает мастеров высшего пилотажа? Мы обязаны проявлять инициативу, но только в допустимых пределах! По-разному очерчивают эти люди круг своих обязанностей. Мужихов подчеркивает творческое начало в своей работе, Сучков — необходимость следовать технологии. А опытный Мокшин, ас технологического пилотажа, примиряет эти две точки зрения, которые, по сути, выражают одно и то же, только под разными углами зрения. П. С. Кондратов: — Главная моя забота на сегодня — состав бригады. У меня сплошь новички. Впрочем, в технологии они уже ориентируются, и общий язык мы уже нашли. Но все же этого мало: нужен не просто общий язык, а взаимопонимание — с полуслова, с одного взгляда. Петр Семенович думает в первую очередь о коллективе, который ему предстоит создать. Но ведь и это — творческая задача... Начальник установки В. В. Рога- чев: — Мы перекрыли все проектные мощности, в прошлом году проработали 11 месяцев без остановки. И все же сказать о чувстве полного удовлетворения я не могу. Мы не считаем, будто все у нас идеально, и просим журналистов: не налегайте особенно на наши успехи! Что ж, мы в меру возможности говорили о трудностях, однако обязаны сказать и о достижениях, и о людях, которые к ним нричастпы. Многих мы упомянули, а многие, чья роль в производстве неоспорима, остались за пределами очерка. Но одного из этих людей мы обязаны 11
дать крупным планом, хотя сейчас он н не работает на установке. Когда нам рассказывали об истории 1А/1М, то неизменно, как только рассказчик подходил к грани, отделяющей неудачи от удач, он называл имя Алексея Михайловича Аб- дулаева. ...Абдулаев приехал с битумной установки, которой он сейчас руководит, и вошел в комнату парткома, где мы его ждали,— высокий, крупный, пожалуй, массивный, с львиной седой головой и добрым кавказским лицом. Облик его в точности соответствовал многочисленным описаниям, которые мы не раз выслушивали на заводе. Таким он и должен быть — бывший командир разведро- ты морской пехоты, кавалер боевых орденов, кадровый бакинский рабочий, пускавший каталитический крекинг и у нас в стране, и в Польше, и в Румынии. Мы знали о том, что Абдулаев сутками не уходил с установки, знал каждую дыру и каждый закоулок, добивался совершенства в каждой мелочи, а на утренних планерках в «комнате для приема пищи» был первым авторитетом. И еще нам говорили о человеческих его качествах: о доброте, отзывчивости, широте натуры, а также — что есть, то есть — о некоторой вспыльчивости. О себе Алексей Михайлович сказал совсем немного: «Специального образования нет, но если даже ишаку четверть века говорить «а», то он в конце концов скажет «б». А итог своей деятельности на установке подвел так: «Установка хорошая, но ее нельзя гладить против шерсти. В мои обязанности входило следить, чтобы так никто не делал». Производственная необходимость потребовала, чтобы отличный организатор, специалист с шестым чувством -- чувством технологии — перешел с уже отлаженной установки на другую, отстающую. За время работы Абдулаева на битумной уста- 12 новке ее производительность удвоилась. Каждой*бы установке своего Абдулаева! СПЛОЧЕННОСТЬ Работа на каталитическом крекинге не связана сегодня с особыми физическими нагрузками. Есть, конечно, свои вредности, чисто химические. Не так чтобы очень большие, но молоко во всяком случае дают. И все- таки это работа скорее для мужчин: нет-нет, да приходится выйти к аппарату, взять крюк и сдвинуть тяжеленную задвижку. Женщин на вахтах мало, всего четверо, но ни одна из них и не помышляет, чтобы сменить работу. Отчего так? Мы беседовали с двумя женщинами— ветеранами установки: Розой Федоровной Сидоровой и Ниной Антоновной Тетеревом. Вот их мнение. Работа вполне по силам. Товарищи помогают, берут физически трудные операции (их немного) на себя. В трудное время не ушли, так чего же теперь уходить? И еще. От добра добра не ищут, а люди у нас добрые... В общем коллективе установки каждая бригада—особый коллектив, со своим микроклиматом. Каждая группа людей связана общим делом, человеческой дружбой и, само собой разумеется, общими материальными интересами. Но об одном следует сказать особо: о честной борьбе за победу в социалистическом соревновании. Правила этого соревнования, не совсем обычные, выработал сам коллектив. Вот они, эти правила. У всех бригад выработка примерно одинаковая, и она в общем-то от вахты не зависит, а зависит от качества сырья, от заданного режима. Поэтому работу оценивают по шкале штрафных баллов. У кого этих баллов меньше, тот и победил. Невыполнение плана по каждому виду продукции — 5 штрафных очков, с качеством неладно — тоже
5 штрафных, нарушение режима — 3 балла, потери продукта выше нормы ^2 балла, загазованность воздуха — еще 2 балла, нарушение техники безопасности, грязь на территории, противогазы не на месте — тоже по 2 балла, ну и помельче нарушения, скажем, неправильное оформление документов, небрежный внешний вид любого члена бригады, неявка на собрание без уважительной причины — все это расценивается в один штрафной балл. Ежесуточно начальник установки вывешивает вырванный из тетради листок, на котором — потерянные каждой бригадой очки. У листка собираются, его изучают, обсуждают цифры, посмеиваются над мелкими и случайными неудачами и соперников, и своими собственными, но даже намек на шутку немыслим, если серьезная потеря в пять очков вызвана технологическим просчетом. За очками своей бригады следят ревностно. При нас старший оператор в начале вахты заметно нервничал— один человек не вышел на вахту. Что с ним — заболел, проспал? Если проспал — плохо: потерянные очки. А если заболел, так это, понятно, еще хуже. И, отложив в сторону все срочные дела, старший названивает в общежитие — не видели ли такого-то... Искать причины такого отношения к соревнованию только в материальных стимулах было бы неверно. Да и невелики они, эти стимулы, в соревновании вахт —несколько десятков рублей на всю бригаду. Если установка займет первое место в соревновании по отрасли, то тут и почет на всю страну, и премия хорошая. А о ходе межбригадного соревнования установки даже на заводе знают не все. Однако быть первым среди равных — особая честь. Вот, пожалуй, и вся история установки каталитического крекинга, рассказанная, правда, очень бегло. Обыкновенная история... Именно так — обыкновенная. И в эгом особая ее ценность: эта история, подобно хорошо поставленному научному опыту, воспроизводима, и, значит, она может служить примером для тех, кто только начинает путь наверх. м. кривич, о. ольгин, специальные корреспонденты «Химии и жизни» Фото П. Славинского Т н< ВИГ> ЦЕМЕНТ С АНТИБИОТИКОМ Западногерманский профессор Бухгольц предложил добавлять антибиотики в цементирующие вещества, применяемые в искусственных суставах. За два года он провел пять тысяч операций, и лишь в 2,2% случаев возникли послеоперационные осложнения. Бухгольц использует антибиотик гентами- цин @,5 г на 40 г цементирующего вещества). За три года антибиотик постепенно рассасывается — переходит иj искусственного сустава в окружающие ткани, предохраняя их от инфекций. «Neue Zuricher Zeitung» (Швейцария), 1975, № 35 ЯПОНСКИЙ ПОЛИМЕР В Токийском университете получили прозрачный высокомолекулярный поликарбонат, разлагающийся под действием микроорганизмов и не выделяющий при сжигании токсичных газов. Новый полимер готовят так: раствор окиси этилена в диоксане, содержащий катализатор— диэтилцинк, помещают в камеру, заполненную углекислым газом; в течение суток смесь непрерывно перемешивают при температуре. 30СС, за это время давление СОг постепенно повышается до 50 атмосфер. Новый полимер предполагают использовать для упаковки лекарств. «European Plastics News» (Англия), 1974, № 7 13
последние известия Сломанная спираль Вс иг Hu«nd ДН п д >г нгае I e ПОл dM» Д1 '< h и jhc I Vi - XDOmC лВ* пагодар* г е- Чп и ъПИО< лИ Чем больше мы узнаем о двойной спирали, тем больше удивляемся разнообразию способностей, в ней заложенных. Например, при репликации, а также при синтезе РНК пары комплементарных оснований могут разрываться. Но ДНК может менять свою форму и без разрыва пар — при переходе из В-формы в С- или А-формы (о различных кон- формациях ДНК говорилось в статье «Спирт изменяет структуру ДНК» — «Химия и жизнь», 1975, № 3). Такие изменения двойной спирали, возможно, играют роль в процессах регуляции с участием ДНК. А недавно Ф. Крик и кристаллограф А. Клуг из Кембриджа (Англия) постулировали еще один тип изменения двойной спирали — перелом, при котором водородные связи пар не рвутся, но две соседние пары, до этого параллельные друг другу, «разлипаются», образуя угол около 90° ("Nature", 1975, т. 255, с. 530). На молекулярных моделях авторы показали, что для такого перелома достаточно вращения вокруг всего лишь двух ординарных связей в сахарофосфатном остове молекулы, причем эти связи образуют как бы ось поворота. Что же побудило ученых ломать двойную спираль? Толчком к исследованию стали последние данные о структуре хроматина — ДНК-белкового комплекса хромосом. Оказы- Структура ДНК в точке излома ло данным работы Ф. Крика н А. Клуга. Изображены только две пары оснований, между которыми произошел излом. Ход сакарофосфатного остова показан черными спиральными лнииямм. Когда спираль ломается, поворот происходит вокруг всего лишь двух связен (показанных жирными пиниями) вается, нить хроматина похожа на бусы, в которых каждая белковая бусинка размером около 100 А содержит в себе (или на себе) участок ДНК, длина которого в вытянутом состоянии была бы примерно 700 А. Ясно, что эта ДНК должна быть плотно скручена. Один из способов скрутить ДНК — намотать ее в виде пружины. Но при этом, очевидно, придется гнуть из двойной спирали окружность очень небольшого радиуса — всего 50 А, так как размер бусинки 100А. Поскольку диаметр ДНК — 20 А — сравним с этой 14
- ^ .r~j известия величиной, Крик и Клуг полагают, что для такого скручивания потребовалась бы слишком большем энергия, и при намотке на белковую бусинку ДНК легче переломиться в нескольких местах, чем так сильно изогнуться. Так это или не так — покажет будущее. Но независимо от того, действительно ли хромосомы содержат «сломанную» ДНК, эта работа доказывает, что двойная спираль может быть сломана очень экономно, путем вращения вокруг всего лишь двух химических связей. И это заставляет учитывать такую возможность при рассмотрении и других взаимодействий ДНК с белком Кандидат физико-математических наук В. ИВАНОВ Исследование «микролетучести» соединений трансурановых элементов в термохроматографической колонке уже не раз позволяло выяснить некоторые химические свойства короткоживущих элементов второй сотни. Об опытах с хлоридом курчатовия «Химия и жизнь» рассказывала в № 7 за 1972 г. (заметка «Ядерный стипль-чез»). Хлорид нильсбо- рия был первым химическим соединением элемента № Т05. Сейчас получен и исследован его безводный бромид. Ядра нильсбория образовывались при бомбардировке мишени из окиси америция ускоренными ионами неона-22 с энергией 119 Мэв. Образующиеся ядра вылетали в камеру, сделанную из никеля, куда одновременно поступал поток гелия, содержавший пары бромида бора и элементарного брома. При температуре 250°С и давлении несколько выше атмосферного происходило быстрое бромиров.ание атомов нильсбория. Образовавшиеся молекулы в потоке гелия шли в термохроматографическую колонку, в которой температура постепенно падала от 300°С примерно до 20. В зависимости от летучести бромидов разные элементы оседали в разных частях колонки. Место «посадки» определяли, регистрируя акты спонтанного деления радиоактивных ядер. Нильсборий оседал в той ее части, где во время модельных опытов осаждались бромиды его аналогов —^тантала и ниобия. Бромидный вариант метода имеет преимущества по сравнению с хлоридным, хотя бы потому, что коррозионная активность брома меньше, чем .хлора. Подробную статью об этой работе опубликует журнал «Радиохимия». Получен бромид нильсбория П " ■ .л ., 14 'т. Ч эката* ™. B.C. 15
Размышления О рекламе Мы привыкли относиться к рекламе с известным пренебрежением. Само это слово нередко ассоциируется с обманом потребителя, попыткой всучить ненужный ему товар; по мнению многих, реклама — атрибут частной торговли со всеми ее уродствами. Время от времени у нас делают попытки оживить рекламное дело, придать рекламе какой-то иной характер. Но эти попытки, как правило, неудачны, ибо старая суть понятия, старые формы существенно не меняются. Долгие годы в императивной форме нам предлагали питаться икрой и крабами (вспомните, было время, когда эти продукты не брали!), а также читать газеты и журналы (когда подписку никто не ограничивал). (К сожалению, дело не меняется и с появлением рекламных агентств и контор. Более красочными стали буклеты — особенно если они посвящены экспортной продукции, — с большим вкусом оформляется уличная реклама, как правило, современные рекламные двустишия и четверо- стишия уже не побуждают фельетонистов взяться за перо. Но ведь по-прежнему рекламируют главным образом то, что залежалось, не идет, не находит спроса...) В общем, автор этих заметок всегда относился к рекламе весьма настороженно и потому с большой неохотой начал несколько лет назад рекламную кампанию вместе с одним из нефтехимических предприятий в Казани. Рекламная кампания была последним неиспробованным средством вывести это предприятие из серьезного прорыва. 16 Два производства выпускали очень интересные, высококачественные продукты, но они практически не имели сбыта. Многие не знали о существовании продуктов, другие, что называется, не представляли, с чем их едят, а некоторые потенциальные потребители, .располагая нужной информаци- * ей, были напуганы ценой и сложностью переработки. Цехи, вырабатывающие неведомую потребителям продукцию, влачили жалкое существование: мощности были загружены на 20—30%, себестоимость оставалась высокой. На улучшение технологии денег никто не давал — и зачем, когда продукцию не берут? Заранее скажем, что реклама, и только реклама, привела историю к счастливому концу. Сейчас оба производства работают, превысив на 200—300% проектные мощности, но не могут удовлетворить и половины поступающих заявок. Впрочем, есть еще один результат, пусть менее значительный: и у автора, и у работников завода радикально изменился взгляд на рекламу, на ее методы, значение, на ее смысл. Нам удалось избавиться от упомянутого ** выше стереотипного представления, что назначение рекламы — обман потребителя. И сразу же вслед за этим стал сомнительным совершенно ясный, казалось бы, тезис: нужно рекламировать только то, что не берут, что залежалось, имеется в избытке, вышло из моды. Мы поняли, что в рекламе нуждается любой продукт — и фондируемый прокат, и автомобильные покрышки, на которые пока что приходится записываться загодя, и кирзовые сапоги, и сахар. Этими удивительными (для всех ли?) выводами нельзя не поделиться. А заодно есть случай посетовать: сколько препятствий нужно преодолеть, чтобы организовать настоящую рекламу! Не хватает энтузиазма у работников печати, не хватает специалистов по рекламе, не хватает бумаги... Однако вернемся к событиям восьмилет- * ней давности. Перед началом рекламной кампании встал естественный при нашем опыте в этом деле вопрос: с чего начинать? Продукция, которую мы собираемся
рекламировать, — каучуки специального назначения, со специфическими свойствами. Возможная область их применения необычайно широка — строительство, электротехника и электронная техника, машиностроение, ирригация, дорожное строительство, бытовая техника. Статью об этих каучука* в специальном журнале «Каучук и резина» могли прочитать лишь те, кто работает в резиновой промышленности, а им-то как раз новые каучуки хорошо известны и, честно говоря, не очень нужны... Как добраться до потенциальных потребителей? Куда послать рекламные статьи? Отправить в ведомственные журналы — строительные, электротехнические и прочие? Не примут — химия. «Наука и жизнь» отказалась: слишком узко, специально. А о платной рекламе никто и говорить не хотел. Слишком дорога бумага, мало ее, чтобы тратить на пустое. В общем, хода в широкую печать у нас не было. Пришлось начинать по-кустарному. Составили пространный список возможных областей применения новых каучу- ков и созвали в Казани, на многострадальном предприятии, совещание, на которое едва удалось заманить три-четыре десятка представителей попавших в наш список областей. В основном это были ученые из отраслевых институтов — люди, обладающие лишь консультативными функциями. Это совещание мы стыдливо назвали техническим, хотя преследовали исключительно рекламные цели. Если бы вещи были названы своими именами, никто бы к нам не приехал, да и нам, пожалуй, не разрешили бы созывать гостей. Соблюдая декорум, организаторы поставили на совещании несколько научно-технических докладов, посвященных свойствам рекламируемых материалов. Доклады вызвали умеренный интерес. Участники совещания разъехались. Через некоторое время на завод тонкой струйкой стали поступать заказы. За год нам удалось загрузить производства уже наполовину (напомню, что до рекламного совещания были загружены всего лишь 20—30% мощности). Но нас такие темпы явно не устраивали. Было принято решение создать на заводе отдел применения (рекламным его назвать, заметьте, не рискнули), в обязанности специалистов которого вменялся поиск потенциальных потребителей и связь с ними. Кроме того, специалисты завода напечатали все-таки в журнале «Каучук и резина» несколько технических (не рекламных!) статей о новых каучуках. На исходе второго года сбытовой кампании мы уже полностью загрузили производства и пристроили выпускаемые продукты. Для нас это было большим успехом. Хотя мы время от времени с огорчением узнавали, что многие потребители, не зная нашей новинки, принимали заведомо не лучшие технические решения. Так было, например, с конструкцией домика для полярников. Наши герметики значительно превосходили те, что были использованы. Прошло два года. И мы решили созвать еще одно рекламное совещание, чтобы, как говорится, развить успех. Но на такой успех мы не рассчитывали: пришлось распределять пригласительные билеты — всех желающих завод принять не мог. Чтобы выполнить все заказы, уже не хватало мощностей. Возникла новая трудность: как расширить производство? Как предприятие ее преодолело — это уже другая тема. Реклама заводу помогла. Но в конце концов, если бы нам и не удалось сбыть продукт, трагедии не было бы. Мы либо вообще ликвидировали бы производство, либо стали выпускать другой продукт. А вот потребители остались бы в накладе. Ведь с помощью новых каучуков удалось решить многие технические проблемы. Один из рекламированных продуктов стал основой для нового строительного герметика. Так была решена труднейшая техническая задача герметизации зданий из сборного железобетона. Экономический эффект одного лишь этого мероприятия намного перекрыл затраты на увеличение мощностей в Казани. (Между прочим, загрузив свои мощности полностью, Казанский завод вынужден был ликвидировать отдел применения. И со штатами было туго, и острая надобность в отделе у завода отпала. Этот отдел, поставляемая им информация нужны потребителям и теперь. Но ведь у завода свои заботы...) 17
Итак, реклама прежде всего нужна потребителю. По экономическим успехам потребителя можно судить о эффективности рекламы. Отсюда вытекает другой вывод, несколько парадоксальный: реклама нужна и тем продуктам, которые уже имеют устойчивый сбыт и мощности по производству которых используются полностью. В этом случае реклама должна играть роль своеобразного регулятора: продукт следует продавать или распределять тем потребителям, которые извлекают с его помощью наибольший эффект. Короче говоря, рекламировать можно и должно и остродефицитные вещи. Пусть все зЛают об их существовании, пусть за них борются, пусть они достанутся тому предприятию, которое с наибольшим толком их использует. После первого совещания мы были рады просто тому, что продукт разошелся. Прошло пять лет, и заводской отдел сбыта уже отказывал в каучуке тем, кто использовал его менее эффективно, нежели другие. Новые каучуки давали и дают заводу большую прибыль. Их производство не просто рентабельно, а высокорентабельно. И планирующие организации охотно дали средства для развития производственных мощностей. Отойти от старых представлений о рекламе трудно, но необходимо. Необходимо, чтобы рекламировать буквально все выпускаемые нашей промышленностью товары, материалы, изделия. Более того, хорошо организованная рекламная кампания должна предшествовать созданию каждого нового промышленного производства, только тогда можно создать по-настоящему эффективное, крупное производство. Пример. Когда были получены первые опытные партии принципиально нового материала — термоэластопласта, позволяющего формовать резиновые изделия на литьевых машинах, — максимальная потребность в нем оценивалась в 3—5 тысяч тонн в год. Такой объем производства не позволял снизить цену продукта: накладные расходы при столь малой мощности тяжелым бременем ложились на себестоимость. Широкая реклама нового продукта во время разработки процесса привела к то- 18 му, что потребность в термоэластопласте, судя по заявкам, сейчас превышает 120 тысяч тонн в год. Такой спрос дает возможность создать мощное высокоэффективное производство, получить громадный экономический эффект от применения тер- моэластопластов в народном хозяйстве. А вот пример диаметрально противоположного свойства. Долгое время наша промышленность остро нуждалась в оборудовании для обезвоживания синтетического каучука. Работники отраслевых институтов стали ориентироваться на зарубежную технологию — создавать специальные отжимные прессы. Между тем в нашей же угольной промышленности были прекрасные центрифуги, позволяющие решить эту техническую проблему. Но кто знал об этом... Будем считать, что необходимость рекламы доказана. Но как рекламировать новое вещество, новый материал, новое изделие? Собирать, как это делали мы, десятки специалистов? Но сколько заинтересованных в новинке организаций останутся в стороне! Автор этих заметок убежден (и хочет, чтобы его убеждение разделили работники промышленности и печати) в том, что место промышленной рекламы — на страницах самых массовых газет и журналов. Причем журналы подходят для этой цели значительно больше: ведь газета — однодневка, а журнал служит не один месяц. Рекламу необходимо помещать не в журналах вообще, а в самых массовых, самых читаемых: «Огоньке», «Смене», «Работнице», «Науке и жизни», «Химии и жизни». Конечно, о свойствах новых материалов, товаров, продуктов можно и нужно рассказывать и в ведомственных, специальных изданиях типа «Каучук и резина». Но попадет ли этот журнал в руки читателя, занятого, например, проблемой искусственных водоемов и остро нуждающегося в новых эффективных герметиках? Вряд ли. Конечно, массовый журнал не сможет напечатать обстоятельную статью о новых каучуках. Но он может дать самую важную информацию о них — емко, броско, в интересной литературной форме — и отослать читателя к тому же «Каучуку и резине» за более подробными сведениями.
Разумеется, реклама вообще, а помещаемая в массовых изданиях в особенности, — оружие обоюдоострое. Малейшая неточность в рекламной публикации может дезориентировать потребителя. Бывает порою, что в хорошем газетном или журнальном производственном очерке напутан термин, приведены неточные технические характеристики. И тогда работникам министерства месяцами приходится отвечать на письма с заводов. Рекламой следует заниматься не от случая к случаю, а планомерно, это дело не случайных людей, а квалифицированных специалистов. Между тем в наших рекламных организациях главная фигура — художник, оформитель, а не специалист по рекламе в истинном смысле этого слова — инженер, финансист, психолог. Повсеместно организуемые сейчас в капиталистических странах рекламные фирмы не только оформляют рекламу по чьему-либо заказу, но и разрабатывают стратегию каждой рекламной кампании, дают экономические и психологические консультации заказчику — прибегнуть ли к средствам массовой информации (и каким) или же наоборот промолчать, окутать новую продукцию атмосферой таинственности. Оказывается, молчание порою лучше всякой рекламы. Такая многообразная рекламная деятельность получила даже специальное название "public relations" — взаимоотношения с обществом, что ли. Нам вряд ли имеет смысл перенимать все формы и методы западной рекламы, но научить работников промышленности четко взаимодействовать со всем народным хозяйством — задача бесспорно важная... Трудно рассчитывать, что «Огонек» или «Работница» охотно откликнутся на наш призыв и пустят на свои страницы рекламные объявления. Все журналы задыхаются от нехватки места, перед всеми редакционными коллективами стоит проблема драгоценной бумаги. Но все мы должны осознать, что речь идет о деле большой государственной важности, о миллионах рублей, которые мы теряем из-за неосведомленности, из-за элементарной потребительской неграмотности. А. П. ТРОИЦКИЙ Технологи внимание! КОМПРЕССОР ДЛЯ ЛАЗЕРА В мощных лазерах, пригодных для технологического использования, излучение рождается в потоке специальной смеси газов, молекулы которых возбуждаются, например, электрическим разрядом. Однако такие лазеры имеют один существенный недостаток: они расходуют очень много газа, десятки кубометров в секунду. И чтобы газ не терялся, его необходимо использовать многократно, прокачивая по замкнутому контуру. Эксперименты показали, что для прокачки лазерных смесей можно использовать серийный авиационный компрессор АИ-20. Он обеспечивает нужный режим работы лазера, несмотря на то, что свойства газовой смеси отличны от свойств воздуха, на работу с которым рассчитан компрессор. «Доклады АН СССР», 1975, т. 221, № 2 ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ Польские химики разработали теплостойкое полиэфирное покрытие для электротехнических изделий и химических аппаратов. При температуре 150°С оно выдерживает пробивное напряжение до 25 кв/мм. Покрытие получают так. Полиэфир терефталевой кислоты (волокна или пленку) смешивают с диолами, двуокисью кремния, катализатором н нагревают. Затем добавляют отвердители, ускорители и пигменты. Смесь охлаждают н измельчают в порошок, который наносят на металл электростатическим напылением. «Plastverarbeiter». (ФРГ), 1974, № 12 ОГНЕСТОЙКАЯ СМЕСЬ В Японии разработан огнестойкий строительный материал из отходов поливиннл- хлорида. К измельченному в порошок полимеру добавляют равное количество каолина, размешивают и прессуют при нагревании. «Когё дзайре» (Япония), 1975, № 2 19
Ьещ* .С~_ЦС«ГЬ_ Цеолиты — кипящие камни Кандидат химических наук М. Я. КОНЬ Красивое слово «цеолит» переводится с греческого буквально как «кипящий камень». Так называют особые минералы (в природе их насчитывается около сорока видов), обладающие одним общим признаком: при нагревании они действительно как бы вскипают, выделяя водяной пар. (Чем не камень, из которого сказочный силач выжимает воду?) 20 Но на этом и заканчивается необычность цеолитов, если подходить к ним с меркой классификатора позапрошлого века, времени открытия этих минералов. Все цеолиты относятся к прозаическим алюмосиликатам, которые мы попираем ногами всю свою жизнь, ибо на их долю приходится более половины веса земной коры. Вместе с тем, более глубокое изучение цеолитов показало, что одной способностью вскипать при нагревании их отличие от других минералов не ограничивается. СОТЫ ДЛЯ МОЛЕКУЛ Обезвоженный (так сказать, перекипевший) цеолит вновь жадно поглощает воду. И не только воду, но и другие вещества. Эту способность цеолитов обнаружили в 1925 году немецкие химики О. Вейгель и Е. Штейнгоф. Обнаружили — и пришли в
Структура цеолитов нвпомннавт пчвпнные соты, только вмвсто медв в ник содержатся ионы щелочных или щелочноземельных метвллов и молекулы воды недоумение. Хорошо изученные в то время А поглотители-адсорбенты — активированный уголь и силикагель — тем охотнее связывают вещества, чем тяжелее молекулы последних. И это казалось вполне естественным — ведь чем тяжелее молекула, тем меньше скорость ее теплового движения и тем легче ее удержать на месте. Но цеолиты ведут себя совсем иначе; они, например, прекрасно поглощают легкие молекулы метилового спирта, но вовсе не адсорбируют существенно более тяжелые молекулы бензола. Причину необычного поведения цеолитов попытался объяснить один из создателей теории адсорбционных процессов англичанин Д. Мак-Бен. Он предположил, что кристаллическая структура цеолитов содержит полости определенного размера, в которых могут поместиться одни молекулы (метилового спирта) и в которые не могут проникнуть другие (молекулы бензола). * ^ Эта гипотеза блестяще подтвердилась несколько лет спустя, когда с помощью рент- геноструктурного анализа удалось выяснить кристаллическое строение кипящих камней. Оказалось, что кристалл цеолита похож на пчелиные соты: его каркас образован цепочками анионов (SiO^L- и AlOJ5-, имеющих форму тетраэдра и соединенных между собой в вершинах общими атомами кислорода. Поскольку в цеолите четырехзарядный кремний замещается трехзарядным алюминием, кристаллический каркас оказывается заряженным отрицательно, и этот заряд компенсируется катионами щелочных (Na, К) или щелочноземельных (Са, Ва) металлов, находящимися в полостях-сотах. Тип цеолита — в частности, диаметр его пор — определяется соотношением кремния и алюминия и типом катионов. Катионы занимают лишь незначительную часть объема пор цеолитов: роль меда в них выполняет главным образом вода. Именно она заполняет поры более чем наполовину и полностью удаляется лишь при нагревании до 600—800°С. И что самое главное, сам каркас при этом не разрушается, он сохраняет первоначальную ажурную структуру. Именно поэтому цеолит и способен вновь впитывать s себя потерянную воду и поглощать другие вещества. А так как размером пор определяется и размер частиц, способных в них проникать, цеолиты могут как бы просеивать молекулы, сортировать их по размерам. Кстати, поэтому цеолиты называют еще молекулярными ситами. АДСОРБЕНТ, ИОНИТ, КАТАЛИЗАТОР Исторически первая область, в которой цеолиты нашли практическое применение, — это сушка газов и жидкостей. Во многих химических производствах вода — враг нот мор один. Порой даже следы влаги резко изменяют скорость и направление химических процессов; при высокой температуре вода приводит к коррозии металлических частей аппаратуры, а на морозе вызывает закупорку труб. Цеолиты обладают рекордной в сравнении с другими адсорбентами способностью поглощать воду: они эффективнее в 10— 100 раз, чем все другие осушители, применявшиеся в химическом производстве. Кроме того, цеолиты одинаково хорошо работают как при низких, так и при высоких температурах; велик и срок их службы. Отработанный, наглотавшийся воды цеолит можно регенерировать, сделать вновь пригодным к работе. Для этого его достаточно прокалить. Выделяющуюся при этом воду нет, конечно, смысла улавливать; однако в некоторых случаях способность цеолитов отдавать поглощенные вещества в неизменном виде оказывается полезной. Например, если жидкость или газ приходится очищать от таких вредных примесей, как С02 или HgS, то после регенерации цеолита эти примеси могут послужить сырьем для дальнейшей переработки. При пониженной температуре адсорбционная способность цеолитов резко повышается, и при —195°С (температуре кипения жидкого азота) они поглощают даже воздух, создавая в сосуде разрежение до Ю-4 мм ртутного столба. Но наиболее ценная особенность цеолитов как адсорбентов заключается в их спо- 21
собности избирательно поглощать молекулы определенных размеров. Например, при получении синтетического каучука необходимо разделять смеси изомерных углеводородов—пентана и изопентана, бутилена и изобутилена. Физико-химические свойства этих углеводородов чрезвычайно близки, и поэтому их очень трудно разделять обычными . методами. Цеолиты же позволяют без труда справиться с этой задачей: молекулы изомерных углеводородов имеют разные размеры и поэтому могут быть рассортированы с помощью молекулярных сит. С их помощью можно даже отделять изотопы элементов; сочетая цеолиты с различными порами, можно разделять и смеси многих веществ. Цеолиты могут служить не только в качестве адсорбентов. Включенные в них ионы щелочных и щелочноземельных элементов способны обмениваться с другими ионами. То есть цеолиты могут работать и как ионообменники. Главное их преимущество в сравнении с синтетическими ионообменными смолами состоит в том, что алю- мосиликатный каркас чрезвычайно устойчив. Он не разрушается, например, при действии радиоактивного излучения; это позволило использовать цеолиты-ионооб- менники для выделения изотопов ,37Cs, 90Sr и 144Се из радиоактивных отходов ядерных реакторов. А способность цеолитов связывать ионы аммония, которые сложно иначе перевести в форму труднорастворимых солей, помогает очищать от этих ионов сточные воды предприятий. Но особенно широкое распространение цеолиты получили в катализе. Упорядоченность структуры, устойчивость к действию высоких температур и каталитических ядов (например, сероводорода), возможность гибко модифицировать свойства — все это позволило применять цеолиты в качестве эффективных катализаторов. Сейчас в промышленности цеолиты участвуют во многих важных процессах — таких, как крекинг, изомеризация, гидрирование, окисление. Например, для синтеза изопренового каучука необходимое сырье — изопентан, а нефть и газ содержат главным образом пентан нормального строения. До недавнего времени нормальный пентан превращали в его изомер с 22 помощью катализатора, который представляет собой платину, нанесенную на окись алюминия, с добавками соединений фтора. Чтобы такой катализатор работал стабильно, исходный углеводород приходилось тщательно очищать и сушить, а аппаратура должна была быть устойчивой к действию фтористых соединений. Группа советских ученых под руководством члена-корреспондента АН СССР X. М. Миначева создала на основе цеолита катализатор, содержащий всего полпроценте палладия. Такой катализатор ничуть не уступает по активности платиновому, но не обладает его недостатками: ему не вредят примеси и он не нуждается в присутствии соединений фтора. Кроме того, палладий намного дешевле платины. Цеолиты никогда бы не нашли широкого применения в практике, если бы их не научились готовить искусственно. Дело в том, что в природе цеолиты встречаются довольно редко и к тому же они загрязнены другими минералами. Кроме того, свойства природных цеолитов не могли удовлетворить всем требованиям практики. В естественных условиях цеолиты возникают в результате длительного действия щелочных подземных вод на некоторые горные породы при высоких температурах A00—350°С). Первые попытки синтеза кипящих камней сводились к имитации природных процессов. Однако перспективным оказалось иное технологическое решение, патент на которое был выдан англичанину Р Барреру в 1948 году. Если нужно, например, приготовить цеолит, содержащий ионы натрия, берут смесь силиката натрия, алюмината натрия, едкого натра и воды (соотношение компонентов зависит от того, какой тип цеолита хотят получить), эту смесь нагревают под давлением в автоклаве и продукт оставляют на несколько часов кристаллизоваться. Получающиеся кристаллы слишком малы, чтобы их можно было использовать, — это скорее кристаллическая пыль. Поэтому порошок цеолита смачивают водой, добавляют глину и из получившейся массы прессуют гранулы нужного размера. Так получают около пятидесяти видов искусственных цеолитов — больше, чем создано природой.
Еще о камне с горы Арагац Два года назад «Химия и жизнь» A973, № 3) рассказывала о работах Ереванского института камня и силикатов по применению перлита Арагацкого месторождения в строительстве и стекольной промышленности Армении. Сейчас перлит Арагацкого и других месторождений, этот дешевый, но поистине драгоценный камень, уже никак нельзя считать местным строительным материалом. Его применяют в Закавказье и на Украине, в Сибири и Приморье. Проектировщики и строители предусматривают дальнейшее повышение экономичности строительных конструкций путем уменьшения их веса. Сегодня наилучшими материалами для облегченных элементов жилых и общественных зданий строители считают легкие бетоны на пористых заполнителях: пемзе, туфе, керамзите, аг- лопорите, зольном, гравии, вспученном перлите. Причем перлит, названный в списке последним, бесспорно занимает первое место по своим свойствам. Он жаростоек, не вызывает коррозии металлических конструкций, он водостоек и биостоек, сохраняет постоянные объем и массу при многократной смене температур, к нему абсолютно равнодушны грызуны. В зависимости от технологии изготовления объемный вес вспученного перлита может изменяться от 600 до ВО кг (I) на кубометр, прочность может достигать 40 кг/см2. Этот материал используют для теплоизоляции в весьма широком тем-* пературном интервале: от —200 до 1300°С Предприятия в разных концах страны уже выпускают щебень и песок из перлита. К концу девятой пятилетки производство этих материалов должно достигнуть 5 миллионов кубометров. Из 5 миллионов кубометров вспученного перлита можно изготовить 15 миллионов квадратных метров стеновых панелей. Каждый квадратный метр такой панели позволяет облегчить здание на 0,8—0,9 тонн. А всего благодаря перлиту к концу пятилетки будет получен выигрыш в весе зданий 10 миллионов тонн и значительный экономический эффект, обусловленный снижением трудовых затрат, транспортных расходов, материалоемкости конструкций, — от 40 до 50 миллионов рублей. М. С ИОФФЕ Технологи, вшмьние' ПЛАСТМАССОВЫЕ ЧАСЫ Швейцарская фирма «Tis- sot» выпустила часы без металлических деталей. Их корпус сделан из поликарбоната, шестеренки, баланс, спирали и барабан — из полиформальдегида, стекло— из полнакрилата. Пластмассовые часы обладают высокой ударном прочностью, не боятся влаги, не требуют смазки, их себестоимость примерно в 30 раз ниже, чем обычно, а точность хода — ь пределах точности недорогих металлических часов. «Kunststoffe — Plastics» (Швейцария), 1974, № 11 СЕНО С АММИАКОМ Аммиак предотвращает порчу сена, способствует повышению содержания в нем белка, улучшает вкус. Жидкий аммиак впрыскивают в брикеты — в двух-трех местах. Расход консерванта — 1,5% от веса сена. «Farmers Weekly» (Англия), 1975, № 82 23
Проблемы и методы современной науки Микромолния для микроанализа: масс-си ктрпметрия твердых т» Кандидат технических наук Г. И. РАМЕНДИК Представьте себе, что вам в руки попала крохотная песчинка — такая, что видна только под микроскопом,— и вам следует узнать, из каких элементов она состоит. Если этих элементов всего два- три, для каждого из них можно найти подходящий метод химического анализа. Но в состав песчинки могут входить почти все элементы Периодической системы, некоторые подчас в ничтожно малых количествах. Тем не менее, иногда содержание этих примесей нужно определить очень точно, ибо они способны многое рассказать об истории песчинки или о ее свойствах. Тогда не исключено, что единственным подходящим методом анализа окажется масс-спектрометрия с искровым источником ионов, возможности которой были в полной мере раскрыты в работах советских ученых, главным образом сотрудников Института геохимии и аналитической химии АН СССР. ВЕСЫ ДЛЯ ИОНОВ Масс-спектрометрия — это единственный в своем роде метод взвешивания отдельных атомов и молекул. В двух словах он заключается в следующем. Если превратить атомы или молекулы в ионы, затем ускорить их, сообщив одинаковую кинетическую энергию, и направить в достаточно сильное магнитное поле, то под действием этого поля траектории заряженных частиц изогнутся, причем тем сильнее, чем больше заряд иона и чем меньше его масса (массой оторванных электронов можно пренебречь). А если заряды равны (например, если каждый ион образовался из нейтральной частицы в результате отрыва от нее одного электрона), то отклонение ионов будет зависеть только от массы (рис. 1). Поэтому смесь однократно ионизированных атомов разных элементов, пролетев через магнитное поле, разделится по массам, и каждый сорт частиц оставит свой автограф в строго определенном месте фотопластинки (рис. 2). Теперь для того чтобы определить массу атома (около 10~22 г), достаточно измерить расстояние соответствующей линии от начала фотопластинки. Хотя-бы с помощью обыкновенной линейки. Когда атомы всех видов были с достаточной точностью взвешены, масс-спектрометрию стали применять для решения обратной задачи: для распознавания атомов по их массам и определения их доли в анализируемом образце. Масс-спектрометр достаточно легко различает элементы, близкие по химическим свойствам (например, гафний и цирконий), так как их массы различны. Исследованию можно подвергать соединения сколь угодно сложного состава и при этом обнаруживать единичные атомы элемента, затерявшиеся в виде примеси среди миллионов и даже миллиардов атомов других элементов. Кроме того, чтобы сделать анализ, нужно ничтожно мало вещества — обычно значительно меньше миллиграмма. 2S
магнитное поле фотопластинка Движущиеся ионы разделяются ■ магнитном пол» по массам н оставляют с лады в опрадаланнык местах фотопластинки, расположенной на иж пути ГЛАВНОЕ-ИСТОЧНИК ИОНОВ Чтобы снять масс-спектр, нужно получить иоиы. А это не всегда легко сделать. Проще всего ионизировать отдельные, не связанные между собой атомы и молекулы. Для этого на пары вещества направляют пучок электронов, которые, сталкиваясь с частицами, ионизируют их. Поэтому масс-спектрометрию как метод исследования в первую очередь стали применять для анализа летучих соединений, в частности органических*. Но далеко не все вещества летучи. Особенно трудно перевести в пар многие свободные элементы, а также неорганические соединения. А если направить пучок электронов просто на поверхность твердого образца? Увы, ионы при этом не образуются, поскольку между частицами твердого тела действуют силы, пре- «Химия и жизнь», 1974, № 4. пятствующие отрыву электронов: образец просто поглотит энергию пучка и нагреется. А может, следует нагревать образец пучком электронов, пока он не расплавится и, наконец, не испарится? (Ведь, в конце концов, даже самые тугоплавкие металлы в какой- то мере летучи.) Но и этот путь не ведет к успеху: твердая смесь веществ испаряется не как единое целое, состав паров непрерывно меняется и показания масс-спектрометра не соответствуют составу анализируемого образца... Из этого затруднительного положения можно выйти, если использовать очень мощный пучок электронов, способный практически мгновенно и очень сильно нагреть маленький участок образца—так, чтобы произошел микровзрыв. Такой источник электронов — обыкновенный электрический разряд, миниатюрная молния. Получить такую молнию просто. Подведем к образцу, который мы хотим проанализировать, тонкую проволочку (зонд), изготовленную из какого-нибудь металла (предполагается, что 26
образец тоже проводит ток). Теперь приложим к этим двум электродам высокую разность потенциалов — около 100 тысяч вольт. С зонда сорвется поток электронов, этот поток мгновенно расплавит и испарит крохотную частичку вещества и ионизирует атомы (рис. 3). А как рассортировать ионы по массам — мы уже знаем. АНАЛИЗ БУТЕРБРОДА Масс-спектрометр способен определять ничтожные количества примесей. Поэтому его используют для анализа чистейших веществ, например полупроводниковых материалов, которые применяются в радиоэлектронике. Скажем, взяв небольшой кусочек кремния, можно с помощью масс- спектрометра убедиться в том, что в нем нет следов вредных примесей (таких, как медь и цинк), а полезной примеси (сурьмы) содержится ровно столько, сколько необходимо, чтобы изготовить из этого кусочка полупроводниковый прибор — диод или транзистор. Из кремния, содержащего точно выверенное количество сурьмы, можно изготовить диод, если нанести, скажем, на его поверхность слой того же кремния толщиной около микрона, но содержащего примесь уже другого элемента, например бора. Такой полупроводниковый бутерброд проводит электрический ток 2 Тан выглядит масс-спектр образца сложного состава лишь в одном направлении. Эффективность работы этого устройства зависит прежде всего от того, сколько бора внесено в пленку и не попала ли эта примесь в нижний слой — подложку. Так как свойства нашего бутерброда определяются в основном свойствами слоя, нанесенного на его поверхность, нужно уметь определять состав этой тончайшей поверхностной пленки. Здесь оказывается кстати способность масс-спектрометра анализировать предельно малые количества вещества, миллионные и даже миллиардные доли грамма. Но сумеем ли мы разобрать диод и определить состав отдельных его частей? Сможем ли мы снять тонкий слой масла с бутерброда, не прикоснувшись к хлебу? Попробуем применить в качестве деликатного инструмента, срезающего с диода тончайшие слои вещества, электрический разряд. Под- Бедем к покрытию диода зонд и подадим высокое напряжение. Увы, как ни мала молния, она нанесет нашему микрообъекту катастрофические разрушения. После разряда на его поверхности останется кратер глубиной до 10 микрон, в то время как толщина самой пленки составляет всего 1 микрон. Что делать? С одной стороны, разряд должен быть слабым, с другой— мощным. Уменьшить напряжение— не произойдет ионизация. Повысить его — не удастся снять с диода тонкий слой. 27
спектрометр образец — ЗОНД 0 IOOKB jVT При злактрическом разряд* между даумя электрод »мм поток алектроноя испаряет часть веществ» н ионизирует его частицы Попробуем нанести на поверхность образца слой вещества, легко разрушаемого разрядом (например, алюминия), толщиной тоже около одного микрона, как бы положив на бутерброд поверх масла кусочек сыра. Теперь искровому разряду придется вначале разрушить защитный, демпферный слой, который поглотит большую часть энергии разряда; сама же анализируемая пленка разрушится на глубину всего 0,1—0,2 микрона (рис. 4). Алюминий, конечно, даст в масс-спектре соответствующие линии, но они не помешают определению других элементов. А нельзя ли использовать такой метод для анализа еще более сложных тонкопленочных устройств, состоящих из многих слоев, нанесенных один на другой? Для того чтобы разделить такой многослойный бутерброд на части, нам придется многократно наносить на него защитное покрытие, и каждый раз искровой разряд будет его разрушать. Но можно и автоматизировать процесс: если изготовить из алюминия и сам зонд, то тогда он, распыляясь под действием разряда, будет тотчас же вслед за анализом восстанавливать защитное покрытие. Так масс-спектрометрия оказывается в состоянии служить идеальным средствам контроля качества миниатюрных и микроминиатюрных радиоэлектронных устройств. ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ ПЕСЧИНКА? Итак, мы умеем анализировать с помощью масс-спектрометра твердые тела, и для этого нам нужны лишь крохи вещества. Но эти крохи обязательно должны проводить ток. А как можно узнать состав, напри- Для изучения состава тонниж слоев твярдыж тел (например, для контроля качества радиоэлектронным устройств) используется масс-спектрометр с искровым источником ионов. Поаержность образца защищается демпферным покрытием _ демпферное покрытие из алюминия кремнии зонд из 1 атошния-f» щ т 29
мер, неэлектропроводнои горной породы или песчинки? Некоторые исследователи пытались выйти из положения таким образом. Они смешивали образец с мелкоизмельченным графитом и из этой смеси прессовали электроды. Между такими электродами разряд действительно возникал, удавалось получить и масс-спектр образца. Однако анализируемое вещество оказывалось распределенным в большом количестве графита, и метод давал неудовлетворительные результаты — он был и недостаточно чувствительным, и недостаточно точным. Казалось бы, опять безвыходное положение: если образец не проводит ток, нельзя получить его масс-спектр, а если образец искусственно сделать электропроводным, то масс-спектр получится плохим... Для анализа непроводящих образцов, ■ частности материала, концаитрирующего анергию разряда. Это приводит и пробою диэлектрике и образованию потока ионов образец неэлектропроводный образец тигель зонд из тантала плазма А /*)*+-&- быстрые ^afl^l^^v электроны медленные электроны зонд ж 0 Избыточную энергию электронов можат гасить сама ппазма Но и тут нашлось решение. Если в электропроводный тигель впрессовать небольшое количество непроводящего образца, затем подвести к нему зонд, изготовленный из тугоплавкого тантала, и включить источник высокого напряжения, то при определенных условиях произойдет пробой диэлектрика, на кратчайший миг образец станет проводить ток, В результате частица вещества испарится, а пары ионизируются (рис. 5). Эта разновидность масе-спектрометрии позволяет подчас получать уникальные научные результаты. Вот пример. Советские автоматические станции взяли на Луне пробы грунта и доставили их на Землю. Одна проба была взята в лунной низменности (так называемом море), другая — на возвышенности, лунном «материке». В целом эти пробы резко различались между со- 29
бой по химическому составу: однако при тщательном исследовании материковой лунной породы в ней было обнаружено несколько песчинок (массой около миллиграмма каждая) типично морского состава. Как и когда попали песчинки из лунного моря на лунный материк? Или, быть может, они тут и образовались? Это не праздные вопросы: ответы на них помогут выяснить особенности процесса формирования рельефа Луны, а в дальнейшем получить новые сведения о возникновении и развитии планет Солнечной системы. Не правда ли, удивительно, что химический состав нескольких ничтожных песчинок помогает решать проблемы космического масштаба? УПРАВЛЯЙ И ВЛАСТВУЙ Не существует такого метода, который был бы хорош для анализа любых объектов. Это относится и к разновидности масс-спектрометрии, о которой шла речь. Скажем, при анализе тонких полупроводниковых пленок на них приходилось наносить демпферное покрытие, чтобы ослабить искровой разряд; когда же нужно было исследовать состав непроводящих образцов, пришлось концентрировать энергию микромолнии. В последнее время энергией разряда научились гибко управлять, изменяя его длительность. Обычно разряд продолжается миллионную долю секунды. Если увеличить это время раз в десять, то энергии окажется достаточно для того, чтобы пробить толстый слой диэлектрика; если же сократить время разряда в сравнении с обычным в 100 раз, то микромолния не успеет углубиться в вещество и снимет с образца лишь тонкий слой. Выяснилось, что при очень коротком разряде тоже возникает демпферный слой, но им служит не металл, а плазма—-то облако атомов, ионов и электронов, которое образу- 30 ется у поверхности образца при искровом разряде. Электроны же, проходя через плазму, теряют энергию и уже не разрушают образец глубоко (рис. 6). А что происходит с самой плазмой при сокращении продолжительности разряда? Она поглощает все больше энергии и разогревается. Частицы сталкиваются в ней все чаще, и все атомы при этих столкновениях теряют свои электроны. А раз ионов становится больше, то возрастает и коэффициент полезного действия микромолнии — вплоть до 100%. Другими словами, чувствительность анализа возрастает, и мы оказываемся в состоянии обнаруживать еще меньшие количества примесей. Если длительность разряда увеличить, то атомы и ионы плазмы, сталкиваясь друг с другом, будут соединяться в молекулы, такие как СО (существующие в природе), SiAl (их возникновение можно было предвидеть), AsP (рождение таких нельзя было и вообразить). То есть искровой разряд можно использовать для изучения необычных химических свойств различных элементов, которые, возможно, проявляются в полной мере лишь вне Земли — в атмосферах звезд, в космическом пространстве. Масс-спектрометрии неожиданно стала не только способом анализа вещества, но и методом его синтеза...
V4< s.* Нуклеиновые кислоты—снова в трех измерениях Академик В. А. ЭНГЕЛЬГАРДТ Некоторое время тому назад нам выпала немалая удача: на заседании Ученого совета Института молекулярной, биологии АН СССР и Научного совета АН СССР по проблемам молекулярной биологии мы услышали американского биолога Александра Рича, продемонстрировавшего пространственную модель молекулы транспортной рибонуклеиновой кислоты (тРНК). Конечно, увлекательно прочесть в научном журнале сообщение о крупном открытии. Но одно дело рассматривать чертежи или фотографии в виде плоской картинки на бумаге с ее двумя измерениями. 31
И совсем иное ощущение вы получаете от возможности подержать в руках объемную трехмерную модель, доступную подлинному осязанию физическую структуру. Вспоминая библейскую легенду, я бы сказал, что слушатели Рича, если даже среди них были скептики и маловеры, могли бы, подобно Фоме Неверному, вложить персты свои ео все борозды, межатомные пространства, замысловатые изгибы моле- кулы, выполняющей важнейшую работу в реализации наследственной информации. Чтобы яснее стало, почему такое научное сообщение надо считать существенно важным, придется в нескольких словах охарактеризовать нынешнюю ситуацию, сложившуюся в молекулярной биологии. Всем нам стало привычным относить зарождейие молекулярной биологии к-тем дням 1953 года, когда на страницах журнала «Nature» появилось сообщение Фрэнсиса Крика и Джеймса Уотсона о трехмерной структуре молекулы ДНК — сразу ставшей знаменитой двойной спирали. На протяжении последующих двух десятилетий были исследованы многие классы нуклеиновых кислот, в особенно большом числе — рибонуклеиновых. Мы узнали о существовании транспортных, рибосомаль- ных, вирусных РНК, принимающих участие в важнейших процессах жизнедеятельности. У многих РНК удалось расшифровать первичную химическую структуру; успешными оказались попытки их синтеза. Но удивительным образом пространственная трехмерная, объемная структура рибонуклеиновых кислот оставалась недоступной познанию. А ведь именно она определяет собою в конечном счете все главные биологические функции РНК. И вот теперь мы вправе считать, что вступление молекулярной биологии в период возмужания ознаменовано новым шагом. Спустя двадцать с лишним лет после открытия двойной спирали ДНК положено начало трехмерным представлениям о другом классе нуклеиновых кислот—РНК. Естественно, что прорыв был совершен на уровне самых простых, низкомолекулярных рибонуклеиновых кислот. Первым объектом явилась одна из транспортных РНК, именно та из них, которая переносит аминокислоту фенилаланин. Для того чтобы провести рентге- ноструктурные исследования — а именно на их основе строится пространственная модель, — необходимо соблюсти несколько условий. Нужны кристаллы вещества, хорошо сформированные, прочные, способные подвергаться так называемому изоморфному замещению, когда в структуру кристалла вводятся тяжелые элементы, служащие как бы ориентирами в получаемых диаграммах электронных плотностей. Фе- нилаланиновая тРНК этим условиям удовлетворяла. На протяжении лета 1974 года появились сообщения двух групп исследователей — А. Рича из биологи: ческого отдела Массачусетского технологического института (США) и А. Клуга из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже (Англия). В обоих случаях исследовался один и тот же объект, поэтому сходство главных результатов придает особенную убедительность проделанной работе. О пространственной модели РНК, созданной А. Ричем и его сотрудниками, и о вытекающих из особенностей структуры этой модели выводах и будет идти речь дальше. Итак, основой для построения модели послужили данные рентгено- структурного анализа кристаллов тРНКфвн (этим символом обозначается фенилаланиновая транспортная РНК) при разрешении 3 ангстрема (а частично с доведением до 2 А). В Москве демонстрировалась умень- 32
Александр Рмч и директор Института молекулярной Молекулярная модель фенилаланнновой транспортном биологии АН СССР академик В. А. Эигельгардт РНК. Она менее детализирована, чем модель, лред- во время встречи в Москве ставленнаи на фото на стр. 31 шенная примерно в пять раз репродукция рабочей модели, в которой, естественно, сохранен общий план построения молекулы (фото на этой странице). Само собой разумеется, что здесь не место — да в этом и нет необходимости — рассматривать все детали молекулярной структуры, запечатленные в модели. Я хочу уделить внимание лишь некоторым чертам, отражающим главные, характерные особенности строения молекулы. Прежде всего, замечательно то обстоятельство, что в нынешней трехмерной структуре в самом, можно сказать, неприкосновенном виде, хотя и в новой, скрытой форме, сохранилась умозрительно построенная схематическая фигура, которая получила наименование 2 «Химия и жизнь» № II
аминокисЛ участок акцепторньи стержень дигадроурпдиловый стержень антиколо Схематическое изображение трехмерной структуры феннлаланнновой тРНК. Черные поперечные перемычки изображают водородные связи вторичной структуры, цветные перемычнн — связи третичной струнтуры. Цифрами обозначены порядковые номера нунлеотндов. Символы аир, а также черные точки унаэывают области, разные у разных тРНК. Пуннтирная линия слева изображает гнпотетнчесную поверхность фермента нодазы, которая взаимодействует с внутренней стороной «локтевого сгиба», молекулы тРНК «клеверного листа» и которая на протяжении, почти десятилетия была единственным способом изображения строения транспортных нуклеиновых кислот (рис. на стр. 35). Лишенные всякого элемента субъективности данные дифракционной картины, вычисленные на основании этих данных карты электронных плотностей и, наконец, построенная на их основе скелетная модель полностью включают в себя прежнюю плоскостную структуру с ее состоящим из двух частей центральным стержнем и двумя крестообразно расположенными ветвями. Разумеется, в пространственном «овеществлении» возникают новые взаимоотношения частей, меняется их относительное расположение по отношению друг к другу и вместо двухмерного рисунка возникает объемное тело *. Для этого тела характерна резко выраженная согнутая форма: два участка центрального стержня «клеверного листа», ранее располагавшиеся линейно, на самом деле образуют примерно прямой угол. Фигуру модели можно уподобить локтевому сгибу, мы этим сравнением и будем пользоваться. Рич говорит о подобии модели латинской букве L. Вторая важнейшая черта структуры — это расположение боковых ветвей «клеверного листа». В пространстве они, оказывается, тесно прижаты к центральному стержню * См. статью В. Иванова «Английский замок, тРНК и кодаза» в девятом номере «Химии и жизни» за этот год.— Ред, 34
как раз в области перегиба, прочно с ним связаны и именно под их воздействием образуется сам «локтевой сгиб». Суть этого воздействия заключена в том, что между нуклеотидами боковых ветвей и ж- нуклеотидами главного стержня в зоне перегиба возникают водородные связи, в том числе доселе неизвестного типа, принципиально отличающегося от «канонических» уотсон-криковских пар. Например, один из гуанинов образует водородную связь не с цитозином, как это положено, а с расположенной близко рибозой. Больше того, в нескольких случаях образуются не пары, а тройки оснований. Именно новые водородные связи, число которых достигает десятка, и формируют специфическую пространственную структуру тРНК. А устойчивость структуры обеспечивают силы гидрофобного взаимодействия между спаренными основаниями, уложенными как бы стопкой друг на друга. Что же дает нам эта первая пространственная модель рибонуклеиновой кислоты? Какие возможности, перспективы открывает она перед молекулярными биологами? Пространственное расположение и характер образующихся связей позволяют сделать заключение о реакционной способности отдельных оснований в составе молекулы тРНК. Оказалось, например, что все основания, образующие петлю, обозначаемую как ТЧ'С, упрятаны внутрь структуры и недоступны внешним химическим воздействиям. Приятно отметить, что заключения американских исследователей о способности тех или иных оснований в тРНК к химическим воздействиям в полной мере согласуются с результатами, <" ранее полученными в Институте молекулярной биологии в работах А. Д. Мирзабекова и Л. Л. Киселева, когда еще и речи не было о каких-либо пространственных моделях тРНК. Это обстоятельство важно еще и тем, что подкрепляется представление о тождестве свойств молекулы тРНК, когда она находится в растворе и когда имеет вид кристалла (все эксперименты сотрудников нашего института проводились на растворах тРНК). Знание пространственной формы молекул еще одного класса нуклеиновых кислот открывает путь к решению вопросов и более широкого, общего свойства — таких, например, как проблема «узнавания», или специфического, избирательного взаимодействия на молекулярно-струк- турном уровне. Это обширная область, и в ней можно наметить немало обособленных разделов: взаимодействие биополимеров между собой, в пределах одного класса (когда одна нуклеиновая кислота узнает другую, комплементарную ей) или разных классов (когда, на- Двухмерное изображение молекулы феннлаланнновой тРНК • форме нлеверного листа. Черные треугольнини указывают основания, не подверженные хнмичесннм воздействиям, светлые треугольники — основания, 1тнм воздействиям подверженные. Цифры около символов нуклеотндов — порядковые номера PG С 6 ► G А, и A U л ° С UCm'GIO ZL • • ■ ■ Д * * С С А 6,0 А фп © Gm <3 фо |&а<] <©о А« ■ С • 6 и* • и •А 4 * ' А -JfcoU * С^АСА© m® U m'G* * * r A G«« 6 ^ . 6 • U • m*C40 • V A* ** A A 2" 35
пример, белок узнает нужную ему нуклеиновую кислоту); взаимодействие антигенов и антител или макромолекул с партнерами меньших размеров (фермент и его субстрат) и так далее. Разумеется, нужно быть готовым к тому, что тут встретятся трудности гораздо более высокого порядка. В первую очередь приходится ожидать, что к взаимодействиям простых структурных элементов примерно линейного характера присоединятся факторы трехмерной пространственной ориентации. Подступы к этому новому уровню познания мы с полным правом можем усматривать, получив в руки пространственную модель. Рич особенно подчеркнул элементы парадокса в биологических функциях, выполняемых транспортными РНК. В этих функциях одновременно сочетаются большая общность свойств с максимально выраженной индивидуальной специфичностью, высокой избирательностью. У всех тРНК есть обшая способность к продвижению вместе с несушей их матричной РНК через рибосому, этот утонченный аппарат биосинтеза белка. Из-за такого тождества механических свойств все различные, индивидуальные тРНК (а их число уже приближается к восьмидесяти) должны обладать большой общностью в строении, близостью суммарных размеров молекул, выраженными элементами единства. И отсюда с достаточной убедительностью вытекает заключение Рича о том, что трехмерная структура фенилаланиновой тРНК есть прототип строения всего класса транспортных РНК. Но, естественно, типовое единство не должно препятствовать выполнению строго индивидуальных функций для каждой отдельной рибонуклеиновой кислоты. Поэтому в деталях строения — в разном числе нуклеотидны.х звеньев, в большем или меньшем числе заменяемых нуклеотндов — заложены основы многообразия при типовой конфигурации. Из сходства пространственной структуры всех транспортных РНК следует и то, что в строении ферментов, катализирующих процесс присоединения к тРНК нужной аминокислоты, тоже должно быть нечто общее. Иными словами, в свойствах этих ферментов (аминоацил-тРНК- спптетаз, или кодаз *) должны сочетаться свойства групповой общности с индивидуальной избирательностью. По всем данным, комбинация кодази с соответствующей ей тРНК являет собой особенно ценный объект для изучения взаимоотношений между белками и нуклеиновыми кислотами, для познания молекулярно-структурных основ их взаимного «узнавания». Кажется убедительным допущение о том, что взаимодействует с ферментом кодазой та часть молекулы тРНК, которая образует внутреннюю поверхность «локтевого сгиба» (рис. па стр. 34). Общностью этой структурной черты можно было бы объяснить групповое распознавание в относительно широком диапазоне. А узнавание строго специфичное, отвечающее определенной, твердо заданной уникальной индивидуальности, могло бы происходить в результате взаимодействия фермента с отдельными, конкретными нуклео- тидами, каждый раз по-своему сгруппированными на внутренней поверхности «локтевого сгиба». По экспериментальным данным, полученным в свое время Л. Л. Киселевым и В. А. Энгельгардтом, следует ожидать, что в узнавании принимают участие нуклеотиды антикодоно- вого триплета, но несомненно, что узнавание включает значительное число элементов, притом расположенных в пространстве трех измерении. См статью Д. Сургуче в а «Биосинтез белка, ферменты п роли переводчика» в августовском номере «Химии и жизни» за этот год. Ред. 36
Вот уже более двадцати лет нам известен «язык», на котором записан поток информации и который лежит в основе узнавания нуклеиновыми кислотами друг друга. Теперь стон г задача познания основы «языков», делающих возможным узнавание между белками и нуклеиновыми кислотами. Речь идет о раскрытии некоей молекулярной символики, и нет сомнения, что эта символика много сложнее знакомого нам четырехбуквенного кода генетической информации. В конечном счете дело там сводилось к записи линейного характера. Естественно ожидать, что при взаимодействии молекул белков и нуклеиновых кислот возникнут трудности совсем иного порядка и на первый план выйдуг факторы пространственной организации. Несколько метафорически можно бы сказать, что язык узнавания (по форме записи) приобретет здесь характер неких иероглифов, но не плоскостных, а расположенных в трех измерениях. По существу в скрытой форме так обстояло дело и с подлинными, древними иероглифами, где символами записи служили перенесенные на плоскость изображения физических тел, то есть трехмерных объектов. Прочесть египетские иероглифические письмена Шампольону удалось благодаря счастливому обстоятельству — тому, что был найден знаменитый Розетт- ский камень. Весьма вероятно, что для познания языка нуклеиново-бел- кового узнавания такую же роль суждено сыграть первой модели пространственного строения одной из транспортной РНК. тсрые участвуют в процессах узнавания. Во-вторых, необходимо добыть сведения о строении активной зоны кодазы, непосредственно участвующей в контакте с молекулой тРНК. Далее, надо будет сформулировать те принципы, по которым создается система «трехмерных иероглифов», играющих важнейшую роль в процессах узнавания макромолекул. Первые две задачи доступны для разрешения уже имеющимися аналитическими методами. Весьма возможно, что для достижения третьей цели потребуются некоторые новые технические средства. Увлекательно было бы думать, например, о возможностях голографии, позволяющей воссоздавать в пространстве зрительно воспринимаемый трехмерный образ на основе информации, имеющей в принципе двухмерный характер. И это одна из тех перспектив, которые открываются блестящими успехами, достигнутыми современной молекулярной биологией. Разумеется, предстоит сделать еще немало. Но важно уже то, что в результате совершенного прорыва отчетливо вырисовываются направления экспериментальных поисков. Во-первых, предстоит распознать те нуклеотиды и те их сочетания, ко- 37
Австралия, страна-континент Ю. Д. ТРЕТЬЯКОВ Немногие советские ученые имеют представление об Австралии и австралийской науке. Консервативное правительство этой страны, правившее почти четверть века, запрещало въезд советским гражданам и не давало австралийцам виз для поездок в СССР. Положение изменилось к лучшему лишь в 1972 году, после победы лейбористов. Соглашение о научном обмене, заключенное между Московским государственном университетом и Австралийским национальным университетом в Канберре, открыло возможность для научного общения. Это соглашение и позволило мне 8 ноября 1974 года оказаться на австралийской земле. Почти полгода, проведенные в различных австралийских городах, университетах и научных центрах, дали мне возможность познакомиться с различными сторонами своеобразной австралийской жизни. О ней — эти заметки. Созданный в 1946 году как центр научных исследований, университет в Канберре насчитывает сейчас около 4000 студентов и 500 аспирантов. Этот университет пользуется сильной финансовой поддержкой федерального правительства Австралии и поэтому имеет возможность приобретать за рубежом новейшее научное оборудование. Но деньги, которыми располагает университет, позволяют также привлекать из-за рубежа и ученых. Причем это делается с таким широким размахом, что, например, в отделе физики твердого тела из 19 научных сотрудников только один — уроженец Австралии... Это, разумеется, не означает, что среди австралийцев нет способных ученых. Они несомненно есть, но большей частью интересуются не столько фундаментальными исследованиями, сколько изучением собственной страны — ее уникальной флоры и фауны, богатейших минеральных ресурсов и возможностей их использования для развития экономики. Несколько слов о самой Канберре. Это город бесконечных садов и парков, спортивных площадок и стадионов. В его центре находится огромное искусственное озеро, а большинство зданий современной архитектуры гармонично вписывается в природный ландшафт. Но поражает, что на улицах города (не считая улиц в районах торгового и административного центров, а также улиц университетского городка) чрезвычайно мало людей. Большинство предпочитает пользоваться автомашинами, концентрация которых необычайно высока (одна машина на каждые две души населения, включая стариков и младенцев). Более того, на многих улицах просто нет пешеходных дорожек. После месяца, проведенного в Австралийском национальном университете, я оказался в столице Западной Австралии — Перте, для чего пришлось пересечь весь континент с востока на запад C,5 тысячи км). А из Перта мой путь лежал вновь на восток, в Аделаиду — столицу Южной Австралии. Отправление трансавстралийского железнодорожного экспресса задержалось на целые сутки из-за лесных пожаров. Австралийский буш — это дикий эвкалиптовый лес, сильно отличающийся по виду от русского лиственного или хвойного леса. Он светлый и сухой; здесь деревья, покрытые светло-зелеными листьями, чаете? перемежаются с мертвыми. А иногда на целые километры тянутся обугленные участки — следы пожарищ. Но вот настоящее чудо, на пепелище буйно развивается молодняк! Оказывается, здесь семена многих растений начинают прорастать только 39
Сидней — крупнейший город и научный центр Австралии после своеобразной термической обработки. К середине пути леса становятся реже, и поезд идет по пустыне. На протяжении всего путешествия до города Порт-Пири одна сстановка, да и та делается лишь для того, чтобы дать возможность пассажирам познакомиться с поселением аборигенов. Когда выходишь из вагона, где царит искусственная прохлада, кажется, что попал в ад — обжигающее солнце, груды мусора и полуразрушенные хижины... Переселенцы из Европы принесли аборигенам алкоголизм и болезни, а беспощадная политика властей долгие годы была направлена на полное уничтожение коренного населения континента. Сейчас многое изменилось. Аборигенов не сажают в тюрьмы за употребление спиртных напитков, их свободу передвижения больше не ограничивают, им позволяют иметь собственность и вступать в браки с белыми. Но жизненные ценности современного австралийского общества по- прежнему глубоко чужды аборигенам, не 40 желающим идти по пути «прогресса» и ас* симиляции. По-прежнему перед Австралией стоит проблема — что делать с народом, который был раздавлен двухсотлетним господством белых, стал полностью зависимым от них, но сохранил свою оригинальную культуру, язык, обычаи и жизненные идеалы, совершенно непонятные и чуждые большинству белого населения. Справедливости ради следует отметить, что сейчас в Австралии исключительно велик интерес к изучению быта и культуры аборигенов. Во всех музеях можно видеть посвященные им экспозиции, в Канберре создан институт по изучению их культуры, а медики с удивлением обнаружили, что разработанная аборигенами система питания может служить образцом и для белых. В Аделаиде мне лучше всего удалось познакомиться с университетом имени Флиндерса, имеющим очень сильную группу электрохимиков во главе с профессором Джоном Бокрисом, интересующимся в настоящее время проблемой создания новых топливных элементов и аккумуляторов с так называемыми сверхпроводящими твердыми электролитами.
Эта проблема особенно актуальна теперь в связи с угрозой энергетического кризиса и крайнего загрязнения воздуха городов продуктами неполного сгорания топлива в автомобильных двигателях. Правда, и то и другое еще не приняло угрожающих размеров в самой Австралии. Но надо смотреть вперед... Университет имени Флиндерса еще совсем молод (ему 10 лет), но он выступает не в роли робкого новичка, а на правах первого забияки, известного сильно нашумевшими политическими выступлениями студентов. Я попал в Аделаиду во время студенческих каникул, когда главные страсти уже улеглись и остались только следы недавних событий — лозунги на стенах зданий и на мостовых. В этом университете много иностранных студентов, главным образом из стран Юго- Восточной Азии. Значительная часть иностранцев — китайского происхождения. Кстати, отношение к Азии — очень чувствительная и актуальная тема для современной Австралии. Самая малонаселенная Жи общества по-прежнему глубоко чужды аборигенам страна на свете с исключительно высоким уровнем жизни, Австралия не может быть безразличной к соседству перенаселенных и, как правило, очень бедных азиатских стран. В годы золотой лихорадки середины прошлого века в Австралию устремилось много китайцев, но расовые беспорядки, сопутствовавшие этому процессу, привели к принятию законов, практически исключающих иммиграцию в Австралию лиц с темным или желтым цветом кожи. Политика «белой» Австралии привела к тому, что за столетие доля лиц азиатского происхождения уменьшилась в 10 раз. Однако стране требовалось все больше рабочих рук, особенно в период экономического бума послевоенных лет, и в Австралию переселилось почти четыре миллиона человек из Италии, Греции и Югославии. Некоторые переселенцы ассимилировались, но большинство и по сей день предпочитает держаться друг друга, заселяя целые районы Мельбурна, Сиднея и Аделаиды. В богатой Австралии жизнь иммигранта далеко не безоблачна. Сказывается и плохое знание большинством английского язы- 41
•-»•;« •:«*«• ШШ®3*^^' j рных студенческих выступлении ка, и отсутствие высокой квалификации, и дискриминация со стороны англо-сакс- кой элиты. Экономические трудности последних лет заметно сократили приток иммигрантов, но не прекратили его полностью и по сей день. В центре Аделаиды на каждом шагу попадаются ювелирные магазины — от крупных торговых центров до крохотных лавчонок, специализирующиеся на продаже украшений с алмазами, рубинами, гранатами и особенно опалами. Ведь в Южной Австралии находятся крупнейшие в мире разработки этого драгоценного камня, имеющего дурную репутацию (все женщины, получившие опалы в дар от испанского короля Альфонса XII, умерли загадочной смертью), но продолжающего пользоваться успехом. Опал высокого качества удивительно красив, с богатейшей цветовой гаммой; она изменяется в зависимости от освещения. Позже я узнал, что электронно-микроскопические исследования опалов привели к разгадке их окраски. Оказалось, что центрами окраски служат мельчайшие кристаллики окиси кремния, распределенные в практически аморфной силикагелевой среде. Сейчас опалы научились синтезировать, причем настолько успешно, что лишь ювелиры в состоянии отличить искусственные камни от натуральных. Аделаида окружена виноградными долинами и невысокими холмами, покрытыми вечнозеленым лесом. Когда с этих холмов смотришь на вечерний город, он кажется фантастическим морем в желтом свете натриевых ламп, установленных на всех магистралях города. Недалеко от Аделаиды расположен обширный национальный заповедник, где дети бегают вприпрыжку с кенгуру и наслаждаются возможностью подержать в руках медвежонка- коала. Здесь нет клеток, а животные удивительно дружелюбны. Забота о сохранении уникальной фауны чувствуется в Австралии н« каждом шагу. Реальная угроза полного уничтожения уникальных животных этого континента, к счастью, осталась позади. Люди научились больше, чем прежде, ценить и беречь природу. Покинув Аделаиду в самый разгар австралийского лета, я полетел в Мельбурн — столицу штата Виктория, второй по величине город Австралии, хорошо знакомый читателям как место олимпийских игр 1956 года. Здесь мне предстояло пробыть два месяца, работая в лабораториях Национальной организации научных и промышленных исследований — эту организацию можно сравнить с системой академических институтов в нашей стране. Созданная в 1926 году, Национальная организация научных и промышленных исследований имеет сейчас широкую сеть институтов и лабораторий, разбросанных по всей Австралии. В них ведутся исследова- 42
ния во многих областях фундаментальных и прикладных наук, имеющих жизненно важное значение для развития страны. Лично меня больше всего интересовали находящиеся в Мельбурне лаборатории химической физики и минеральной химии, каждая из которых вносит существенный вклад в развитие химии твердого тела и создание новых типов материалов на основе местных природных ресурсов. Сотрудниками лаборатории химической физики, в частности, впервые была выдвинута и практически реализована идея атомно-адсорб- ционного анализа, без которого немыслима работа любой современной лаборатории. (Любопытна история этого изобретения, сделанного еще в 1953 году. Долгое время авторы тщетно пытались заинтересовать им австралийские фирмы и организовать производство атомно-адсорбционных спектрофотометров в самой Австралии. Но традиция пренебрежительного отношения к достижениям собственных ученых и политика заимствования любых технических принципов из США или Европы были столь сильны, что серийное производство спектрофотометров стало впервые возможно лишь по инициативе одной американской фирмы, купившей лицензию...) В лаборатории химической физики на меня наибольшее впечатление произвели исследования по сварке металлов с керамическими материалами, позволяющей простыми средствами — сочетанием сравнительно невысоких температур и давлений — необычайно прочно соединять любой тугоплавкий металл (никель, железо, платину, золото и т. д.) с любым оксидным материалом, начиная от кирпича и кончая ферритами. А в лаборатории минеральной химии изучаются методы синтеза искусственных оксидов (именно здесь и был впервые получен искусственный опал). Теперь о самом Мельбурне — городе, возникшем на берегах залива Порт Филипп и сильно разросшемся в последнее время. Любопытно, что при населении, почти втрое меньшем московского, Мельбурн по размерам превосходит Москву. Как и другие крупные города Австралии, он состоит из центра и опоясывающих его пригородов. Наружное и самое обширное кольцо жилых районов составляют дома так называемого среднего класса — квалифицированных рабочих и инженерно-технических работников, служащих правительственных учреждений и частных компаний, торговцев и учителей. Здесь живет и большинство моих коллег, работающих в университетах или лабораториях Национальной организации научных и промышленных исследований. В этих районах просторно; дома, построенные, как правило, совсем недавно, стоят среди обширных садов и сохранившихся участков леса. Стремление жить в собственном доме, вдали от суеты городского центра, присуще почти каждому австралийцу. Многие вынуждены покупать дома в рассрочку, но это не останавливает ни молодежь, только что начинающую семейную жизнь, ни пожилых, желающих оказаться поближе к природе: согласно статистике, свыше двух третей австралийцев живет в собственных домах. Это приводит к тому, что австралийские города, исключая деловой центр, одноэтажны и разбросаны на огромных площадях. Вместе с тем общественный транспорт очень далек от совершенства. В Мельбурне чаще всего пользуются трамваем и пригородными поездами; здесь (как, впрочем, и во всех других городах Австралии) нет троллейбусов, а строительство метро, начатое совсем недавно, ведется чрезвычайно медленно. Но собственные машины тоже не всегда выручают: проблема стоянки в деловой части города чрезвычайно сложна. В Мельбурне три университета, но они далеко не равноценны. Каждый выпускник школы, решивший продолжать образование, мечтает о Мельбурнском университете. Это' старейшее учебное заведение (основано в 1В53 году), в нем работают высококвалифицированные преподаватели, и поэтому расскажу о нем подробнее. В австралийских университетах нет вступительных экзаменов, и возможность стать студентом определяется результатами выпускных школьных экзаменов. По традиции эти экзамены проводят в крупнейших городских залах одновременно для всех выпускников; в качестве экзаменаторов привлекаются не столько школьные учителя, сколько преподаватели университетов и представители городских властей. 43
Система как будто объективная, исключающая различия в требованиях к экзаменующимся. Но это лишь на первый взгляд, поскольку сама конкурентоспособность абитуриентов в значительной мере предопределяется типом оконченной ими школы. Дело в том, что в Австралии существуют три типа средних школ — государственные, католические и привилегированные частные. В первых двух обучение бесплатное, но качество преподавании, как правило, значительно уступает качеству преподавания в частных школах. В частных школах маленькие классы, лучшие учителя, в них обращается серьезное внимание на развитие индивидуальных способностей детей. Однако такие школы доступны лишь немногим, так как плата за обучение достигает двух тысяч долларов в год. Еще дороже содержать детей в школе на полном пансионе, а к этому приходится прибегать жителям пригородов или провинциальных городов, где нет частных школ. Поэтому родители изо всех сил стараются определить своих отпрысков именно в эти школы, не считаясь ни с какими расходами. Ведь статистика показывает, что каждый второй студент университета является выпускником частных школ, хотя в последних учится лишь 8% детей. Или другой факт: 17% директоров всех крупных австралийских фирм, то есть каждый шестой человек, сделавший, по австралийским понятиям, блестящую карьеру, является выпускником двух частных школ — Мельбурнской грамматической школы или Шотландского колледжа. В Мельбурнском университете учебный год начинается 10 марта (то есть австралийской осенью), но не регулярными занятиями, а так называемой неделей ориентации. Это своеобразная неделя открытых дверей, в течение которой факультеты и кафедры делают все возможное, чтобы привлечь к себе первокурсников. Но конкуренция, прямо скажем, не равная. Для большинства студентов выбор предопределяется двумя факторами — модой, которая нынче в Австралии, как и повсюду, благоволит гуманитарным специальностям, и материальными соображениями, которые склоняют выбор в пользу медицины и 44 юриспруденции. Ведь каждый здесь знает, что на верхних ступеньках социальной лестницы в Австралии находятся директора банков и крупных фирм, доктора и ветеринарные врачи, юристы и архитекторы. Трудно приходится физическому, химическому и металлургическому факультетам — там число студентов за последние годы катастрофически уменьшилось,, и многие университетские лаборатории, оборудованные дорогостоящей современной аппаратурой, практически пустуют. Инфляция и рост безработицы среди инженерно-технических специалистов делают точные науки еще более непопулярными. К неделе ориентации Студенческий союз выпускает специальный журнал, где можно найти много полезных советов, начиная с того, как лучше организовать учебу, быт и досуг, и кончая тем, как найти друзей и избежать неприятных последствий сексуального опыта. Здесь же информация о факультетах с краткими, но очень меткими характеристиками отдельных преподавателей. Думаю, ознакомившись с ними, многие узнают, что действительно думают о них студенты. Кстати, здесь это очень важный фактор, зачастую определяющий продвижение преподавателя по служебной лестнице. Австралийских студентов никто не старается опекать, преподаватели относятся к ним как к взрослым и совершенно равноправным коллегам. Здесь считают, что лучшей жизненной школой служит собственный опыт, который нельзя подменить наставлениями или запретами. Поэтому число последних сведено к минимуму. Времена, когда в университетах существовали отдельные общежития для юношей и девушек, канули в Лету. Теперь все живут вместе. В Австралийском национальном университете в Канберре есть даже такие общежития, которые созданы по принципу маленьких G—10 юношей и девушек) коммун — здесь вместе готовят пищу, занимаются, проводят свободное время. Мне показалось, что в этих коммунах отношения строятся на принципах, кое в чем заимствованных от хиппи. С приходом к власти лейбористов плата за обучение в университетах была отменена, но на приобретение учебников студен-
ты затрачивают от 200 до 600 долларов. Довольно дорого обходится здесь и нерадивость — каждая дополнительная попытка сдать экзамен должна быть оплачена. Австралийские студенты проводят в учебных аудиториях не так уж много времени, 20—22 часа в неделю, но им больше приходится работать самостоятельно. Кстати, университетские библиотеки, как правило, располагают богатейшими фондами учебной, научной и художественной литературы, доступ к которой совершенно свободен с раннего утра и до позднего вечера. Но привычка к самостоятельным занятиям вынуждает их покупать книги. ...В Сиднее мне предстояло читать лекции, живя в одном из университетских колледжей. Устроившись на ночлег, я вышел погулять перед сном. Было уже довольно поздно, но первокурсники, еще совсем недавно вкусившие сладость студенческой жизни, продолжали резвиться. Из холла в здании Студенческого союза раздавались не вполне пристойные песни. Чувствовалось, что их исполнители уже во всю накачались пивом и испытывают потребность совершить что-нибудь сногсшибательное. Еще несколько минут, дверь холла распахивается, и на улицу один за другим выбегают совершенно голые ребята лет 17— 18 и с песней совершают круг по университетскому городку... Не подумайте, что я оказался свидетелем исключительного события. Впервые в Сиднее такое видали еще 15 лет назад, причем этот номер исполнял перед обомлевшей толпой студентов-первокурсников их однокашник. В Мельбурне прошлой осенью среди бела дня на университетском стадионе устраивались пробежки студентов в костюмах Адама и Евы. Нынешнее поколение молодежи сожгло мосты между собой и взрослыми. Оно не поклоняется старым богам, не признает сложившихся норм морали. Их заменила свобода секса, с которой, как мне показалось, уже смирились и многие родители. В Австралии никогда не было принято баловать детей или потакать их капризам. Детей всегда учили постоять самих за себя, воспитывали в них самостоятельность и известную независимость от взрослых, одобряли стремление подработать в свободное время. Само по себе это было бы совсем неплохо, если бы взрослым удавалось сохранить духовное влияние на молодежь. Долгие годы, покуда Австралия была практически полностью изолирована от остального мира, молодежь послушно следовала по стопам родителей. Но в 60-х годах нашего века все изменилось. Практически совпавшие по времени массовая иммиграция, война во Вьетнаме и появление на австралийском континенте большого числа американских солдат оказали огромное влияние на содержание так называемой массовой культуры. Цензурные ограничения были не в силах устоять перед импортированным потоком порнографической литературы и низкопробных американских фильмов. Разумеется, что все это в первую очередь повлияло на подрастающее поколение. Участие Австралии во вьетнамской войне и массовые антивоенные выступления молодежи углубили духовный конфликт отцов и детей, сделав еще более непопулярными идеалы и моральные ценности общества старших. Но избавившись от последних, значительная часть молодого поколения не нашла взамен чего-либо лучшего, духовный вакуум был заполнен идеалами массовой культуры, импортированной из Америки и Западной Европы. Недаром говорят, что свобода и ответственность подобны сиамским близнецам, они умирают, если их разделить... Рекламные проспекты называют Сидней крупнейшим, старейшим и вместе с тем самым оживленным городом Австралии. Все эти эпитеты, по-видимому, справедливы. Сидней настолько многообразен и многолик, что его трудно описать словами. Это постоянный соперник Мельбурна за гегемонию в Австралии и столица самого населенного штата Новый Южный Уэльс, крупнейший культурный и промышленный центр, город с самой загрязненной в стране природной средой и непередаваемо красивыми пляжами. Здесь жизнь бьет ключом, не прекращаясь ни на минуту. В Сиднее все самое выдающееся — лучшие университеты и знаменитейшие ночные клубы, крупнейшие магазины и рестораны, лучшие в Австралии зоологический сад и библиотека. Здесь больше всего дорожных проис- 45
шествии, самый высокий для Австралии уровень убийств и самоубийств. Исключительную роль в облике города играют иммигранты, которых в Сиднее больше, чем в любом другом месте. Даже сама природа делает Сидней городом выдающимся — здесь 342 солнечных дня в году и только 23 дня дождей, но таких, которые смывают все на своем пути — людей, машины и даже дома. В Ньюкасл, второй по величине город Нового Южного Уэльса, я летел днем и уже издалека увидал клубы дыма, окружавшие металлургический гигант «Broken Hill Proprietary». Заводы этого концерна, крупнейшие в южном полушарии, несомненно служат сердцем города. Я провел на заводах целый день, наблюдая за работой доменных печей и прокатных станов, беседуя с инженерами и рабочими. Несмотря на инфляцию и безработицу, здесь много свободных рабочих мест. Дело в том, что среди австралийцев концерн пользуется дурной славой из-за частых несчастных случаев и крайне тяжелых условий труда; здесь совершенно отсутствует организованная система повышения квалификации, нет заводских столовых. Когда я покидал это предприятие, над административным зданием развивался зеленый флаг. Значит, за последние сутки не произошло серьезных несчастных случаев... «Broken Hill Proprietary» монополизировала производство всей австралийской стали. Но она не исключение. В руках монополий находится производство цветных металлов, пива и телевизоров, выпуск газет. Но что еще хуже для экономики Австралии,— многие промышленные фирмы находятся в иностранных руках. Это относится к производству нефти и нефтепродуктов, меди и алюминия, выпуску сельскохозяйственных машин. Сейчас экономика Австралии переживает сложные времена — неуклонно растет число безработных, растут и цены. В конкретных причинах инфляции нелегко разобраться. Тем более, что в пылу политической борьбы и взаимных обвинений лейбористы и консерваторы используют самые невероятные доводы. Не вдаваясь в их существо, замечу лишь, что поведение парламентариев по отношению друг к другу иногда напоминает поведение сильно расшалившихся детей, вышедших из-под контроля взрослых. Правда, в парламентских диспутах участники споров используют далеко не детские^ выражения, от которых буквально вянут уши и которые даже поднаторевшие газетные комментаторы вынуждены заменять многоточиями. Меня познакомили с исследовательскими лабораториями, расположенными неподалеку от заводов. Эти лаборатории, насчитывающие свыше 500 сотрудников и оснащенные новейшим научным оборудованием, проводят широкий круг исследований — от чисто прикладных до фундаментальных. В качестве объектов исследования выступают различные виды топлива, ферросплавы, оксидные и сульфидные руды. Меня лично интересовали создаваемые в лабораториях нагревательные элементы на основе тугоплавких оксидов и твердо- электролитные элементы для непрерывного контроля металлургического процесса. Любопытно, что учреждения, подобные этим лабораториям, в Австралии довольно редкое явление. Частные фирмы, зачастую находящиеся в иностранных руках, с большой неохотой финансируют научные и даже прикладные исследования в самой Австралии, предпочитая держать ее в полной технологической зависимости от США. Вот конкретные данные: вклад частного сектора в расходы на научные исследования составляет лишь 25%, тогда как в США он равен 65%. Ньюкасл — город рабочих. Здесь интерес к Советскому Союзу чувствуется на каждом шагу. Отделение Общества австралийско-советской дружбы не упускает ни малейшей возможности, чтобы организовать встречи немногих советских людей, попадающих в Ньюкасл, с австралийцами и мечтает о том, чтобы Ньюкасл стал побратимом советского портового города. Из Ньюкасла мой путь лежал в Брисбен, столицу Квинсленда. В Брисбене есть два университета, и они совершенно различны. Университет-гигант A8,5 тысяч студентов), основанный в прошлом веке, и университет-карлик D60 студентов), начавший свой первый учебный год за месяц до моего приезда. 46
Сейчас ■ Австралии исключительно велик интерес к изучению быта и культуры аборигеноа Расскажу подробно о втором — университете имени Гриффите?, которому удалось привлечь наиболее молодых ученых и педагогов. Их заинтересовала возможность, начав на пустом месте, испытать новые идеи в организации преподавания и научной работы. Начну с того, что университет состоит из четырех факультетов: естественных наук, гуманитарных наук, факультета современной Азии и факультета экологии. Как видите, сами направления продиктованы наиболее актуальными проблемами Австралии. Факультеты не разделены на кафедры: их руководители полны решимости осуществлять исследования только на стыке научных интересов отдельных сотрудников, среди которых на факультете естественных наук есть специалисты в области химии природных соединений и физики твердого тела, биохимии и математики, коллоидной химии и теоретической физики. Предполагается, что такой симбиоз окажется плодотворным. По аналогичному принципу строится и преподавание. Студенты-первокурсники изучают лишь три предмета — математику и курсы «Основы науки» и «Наука, технология и общество», причем первому из них отдана львиная доля времени (В0%). Самое интересное, что каждый курс составлен и читается группой преподавателей. Причем применяется такое интересное новшество, как лекция в форме диспута. К этим лекциям одновременно готовятся два преподавателя. Один из них излагает основной материал, а затем между обоими начинается спор, в ходе которого выясняется смысл наиболее важных понятий, обсуждаются различные точки зрения на одно и то же явление. Такая форма необычайно оживляет лекцию, делает ее своего рода спектаклем и одновременно позволяет глубже изучить материал, понять диалектику явлений. Практикуются и занятия с малыми группами C—4 студента). Они проводятся в форме непринужденной беседы, в которой преподаватель участвует на равных правах со студентами и только в ненавязчивой форме помогает обсудить проблему, сообщая необходимые сведения. Кстати, отношения между студентами и преподавателями в большинстве австралийских университетов лишены всякой официальности. Мне было несколько не по себе, когда, придя к одному весьма уважаемому коллеге, я застал в его кабинете студента, который в одних шортах, держа в руках ботинки, обсуждал с профессором интересовавший его вопрос- Основной курс обучения продолжается три года, после чего около 80% студентов покидают университет, чтобы начать работать, а 20% наиболее способных к науке студентов продолжают учиться, работая над дипломными работами еще 1—2 года. Лишь пятая часть дипломированных специалистов остается в университете для продолжения исследовательской работы и получения ученой степени доктора наук — что занимает еще 3—4 года. К сожалению, в последнее время в Австралии число лиц, избирающих научное поприще, заметно уменьшилось — это отражает крайние трудности при устройстве на работу. В Австралии ученые нынче на- 47
«Олера-хаус» архитектуры столько непопулярны, что министр, ответственный за трудовые ресурсы и иммиграцию, прямо сказал, что для Австралии любой квалифицированный рабочий или бизнесмен лучше заумного ученого с кучей университетских дипломов. Не берусь судить о справедливости этого высказывания. Пора подводить итоги и так слишком долгого повествования. Я не рассказал о многих людях и животных, цветах и деревьях, которые мне посчастливилось увидать в Австралии, об удивительном небе с мириадами ярких, но совершенно необычных для северного полушария звезд и многом другом. Как любой научный сотрудник, я грешу слабостью к обобщениям и не могу воздержаться от того, чтобы на основании личного, возможно, очень ограниченного опыта не перечислить того, что более всего характеризует большинство австралийцев: преданность друзьям и дружелюбие по отношению к окружающим; простота в сочетании с чувством собственного достоинства; 48 исключительная непринужденность поведения, не имеющая, однако, ничего общего с развязностью; безудержный патриотизм и уверенность в том, что Австралию ждет великое будущее; неприязненное отношение к любым властям, будь то полиция или начальство, и стремление показать свою независимость от них; азарт и храбрость, граничащие с безрассудностью (они проявляются, в частности, в поведении за рулем автомашины — согласно статистике, в Австралии число жертв на дорогах превышает число больных, погибающих от рака, туберкулеза и сердечных заболеваний); оптимизм и умение наслаждаться жизнью — согласно результатам опроса, подавляющее большинство австралийцев' считают себя счастливыми и даже очень счастливыми... Такой я увидел Австралию, страну-континент, побывав в которой, невозможно остаться равнодушным к ее природе и людям.
Технология и природа Остались от краба... От серенького козлика, столь любимого бабушкой, после необдуманной прогулки в лес остались несъедобные даже для волков кератиновые белки, сосредоточенные в рожках и ножках. Однако даже прикидка на глаз показывает, что съедобная составляющая копытных животных преобладает. Потому их так усердно и выращивают. Ну а съели мы краба, рака, креветку, лангуста — и осталась целая гора скорлупы. Смахнули ее в ведро... Погодите, да можно ли так? Если из руды извлекли свинец, а олово выкинули — это расточительство. А ракообразные тоже, между прочим, природное богатство. И есть, наверное, в их панцире нечто такое, что может представить интерес для человечества. Действительно есть. Сам хитин — основа панциря. Открытие хитина приписывают Георгу Леддерхозе, племяннику знаменитого химика Фридриха Велера. Леддерхозе был студентом Геттингенского университета, его дядя — профессором. И как-то (было это в 1В76 году) профессор, позавтракав омаром, принес в лабораторию скорлупу, чтобы племянник в доказательство своих способностей разобрался, из чего она состоит. Молодой Леддерхозе, прокипятив кусок панциря в соляной кислоте, выделил после охлаждения кристаллы d-глюкозамина, продукта гидролиза хитина; впоследствии было установлено, что хитин — полисахарид, но не совсем обычный — он содержит азот. А молекула его устроена почти так же, как молекула целлюлозы. Долгое время хитином всерьез не интересовались. Его применяли, но от случая к случаю. Сейчас отношение к нему изменилось. Посудите сами: благоразумно ли оставлять ежегодно более 600 тысяч тонн панцирей ракообразных? Хитину стали искать применения, и вот в одном из недавних выпусков французского журнала «Chimie adualites» A975, № 1546) перечислены уже тридцать способов использования хитина! Оказывается, хитин годится на то, чтобы: осаждать примеси из сточных и загрязненных вод; ускорять заживление ран и ожогов; увеличивать длительность действия пестицидов; защищать от разрушения лекарственные вещества в таблетках; стабилизировать фруктовые соки; увеличивать стойкость и клейкость эмульсионных и водорастворимых красок; улучшать качество целлюлозных волокон; извлекать из воды соединения урана, цинка, свинца, кадмия и других металлов; способствовать окрашиванию тканей, в том числе из стекловолокна. Между прочим, добавляет журнал, тридцать областей применения — это только начало... Разумеется, чтобы получать хитин в промышленном масштабе, нет смысла призывать граждан сдавать скорлупу в утиль. Производство надо организовать на перерабатывающих предприятиях, скажем, на консервных. Пока это обходится в копеечку, но, по мнению специалистов, при достаточных масштабах производства стоимость хитина снизится вчетверо. И если хитин будет оценен по достоинству, то может случиться так, что одних панцирей для его производства не хватит. Поэтому уже сейчас обсуждаются иные источники хитина, например звездчатые кораллы. Энтузиасты идут еще дальше — они предлагают поискать рентабельный способ синтеза хитина. Но это все же дело будущего. А пока в панцирях, оставшихся от крабов и прочих ракообразных, пропадают ежегодно почти 100 тысяч тонн хитина. Но поскольку панцири состоят не только из хитина, то заодно теряются примерно по 200 тысяч тонн белков и кальциевых солей. ...Волки оставили от козлика рожки да ножки. Человек — он разумный, ему не пристало оставлять отходы. А. ГРИНБЕРГ 49
Что мы пьем Душа кофе О, кофе сладостный, и ты, миндаль сухой! На белых столиках расставленные чашки... Э. БАГРИЦКИЙ Когда средневековые алхимики отогнали из вина вещество с острым обжигающим вкусом, они назвали его spiritus vini — дух вина, душа вина. Как бы мы ни относились к алкоголю, надо все же признать, что без нескольких процентов этилового спирта превосходные виноградные вина потеряют свою прелесть. Ну а что придает особую прелесть кофе, какое вещество можно назвать его душой? НЕ КОФЕИН ЛИ? Процитируем Оноре де Бальзака: «Кофе проникает в ваш желудок, и организм ваш тотчас же оживает, мысли приходят в движение, словно батальоны Великой Армии на поле битвы...». Каждый, наверное, знает, что своей способностью возбуждать нервную систему, обострять и усиливать деятельность органов чувств кофе обязан алкалоиду кофеину. Об этом веществе сейчас известно если не все, то почти все. Это триметилксантин, или, еще точнее, 1,3,7-триметил-2,6-диок- сипурин. В кофе содержится от 0,6 до 2,4% кофеина; он есть также в листьях чая, в орехах кола, в плодах гуараны и некоторых других растений. Но открыли его именно в зернах кофе, что и запечатлелось в названии. Сейчас кофеин получают либо экстракцией чайной пыли, либо синтетическим путем (впервые он был синтезирован более ста лет назад — в 1861 г.). Когда кофеином занялись физиологи и медики, то выяснилось, что он стимулирует процессы возбуждения в коре головного мозга, а это ведет к усилению общего обмена и умственной деятельности. Кофеин стал весьма распространенным лекарственным средством. Впрочем, целебные свойства кофе были известны арабской медицине уже тысячу лет назад: они описаны в сочинениях Абу Бахри Мухамеда ибн Захари ийа ал Рази, известного в Европе под именем Разеса. В 1592 г. о лечении с помощью кофе писал итальянский врач Проспер д'Альпино. Выходит, что бодрящий кофеин и есть душа кофе? Отчего же тогда не ленился Бальзак обходить чуть не весь Париж, чтобы купить свой любимый, самый душистый сорт—ведь и невкусный кофе тоже бодрит? И между прочим, во многих низких сортах (например, в кофе Робуста африканского происхождения) кофеина значительно больше, чем в высших сортах. Что-то здесь не так... Поэтому продолжим поиски души. АРОМАТ—ВОТ ЧТО ГЛАВНОЕ В 1966 г., в № 3, «Химия и жизнь» напечатала целую подборку материалов о кофе, и среди них статью Р. Смита «Химия кофейного зерна». В этой статье упоминалась хлорогеновая кислота. «Есть основание думать,— писал Смит,— что именно продукты ее распада придают кофе характерный вкус и аромат». Но тут же оговаривался: «Может показаться, что проблемы определения «вкусовых» составляющих кофе просто нет — она решена! На самом деле это не так». Заметим все же, что вкус кофе можно хотя бы охарактеризовать: слабогорький, приятный, с различными оттенками — кисловатым, винным и г. д. Вкус жареного кофе создают и кофеин, и другой алкалоид— тригонеллин, и упомянутая Смитом хлорогеновая кислота, и карамели, которые образуются при обжаривании. В готовом напитке к слабой горечи кофе примешивается еще сладость сахара, вкус молока или сливок. Значительно сложнее обстоит дело с ароматом. Какое вещество создает его и не 51
это ли вещество следует признать душой кофе? В самом начале нашего века немецкий химик Эрдманн, дистиллируя жаренный кофе с перегретым паром, выделил ос гро пахнущее масло. Этому маслу он дал название «кафеоль». Когда кофе лишалось кафеоля, исчезал и аромат — напиток терял все очарование. По всему выходит, что кафеоль, от которого зависит запах, и следует назвать душой кофе. Эрдманн нашел в жареном кофе всего 0,0557% кафеоля. Эту цифру ввел в русскую литературу профессор Ф. В. Церсзи- тинов, и на протяжении ряда лет она переходила из одной книги в другую. На самом деле, как теперь установлено, кафеоля в жареном кофе может быть до 1,5%. ДУША У КОФЕ СЛОЖНАЯ Кафеоль — не одно, индивидуальное вещество, а сложная смесь. Эрдманн опознал немногим более десяти соединений, в числе которых оказались уксусная кислота, метиловый спирт, ацетальдегид, метилмер- каптан и фурфурилмеркэптан. В тридцатых годах число идентифицированных компонентов кафеоля перевалило за семьдесят. Но этим дело не кончилось. В 1960 г. работу продолжили американские исследователи А. Златкис и М. Сайветц, которые выделили две группы продуктов — носителей аромата. Первая, так называемая эссенция аромата, была сконденсирована из газов, которые образуются при обжаривании кофе. Вторую получили из дистиллята при перегонке жареного кофе в вакууме. Количество компонентов, ответственных за аромат кофе, перевалило за сотню, причем одних только органических кислот авторы идентифицировали пятнадцать! Но и на этом исследование кофейного аромата не прекратилось. Чтобы не утомлять читателя, упомянем еще только об одной работе, опубликованной в 1967 г. Американцы Ф. Готши и М. Уинтер, применив такие современные методы исследования, как молекулярная дистилляция, спектрофо- тометри* и газовая хроматография, обнаружили более 220 компонентов, создаю* щих аромат кофе. Попробуй тут разберись, что в душе кофе главное, что второстепенное. Ацетальдегида в кафеоле почти 20%, 52 ацетона 18,7%, валерианового альдегида 7,3%, а вот тиофена, этилмеркаптана и этил- формиата всего по 0,1%- Но на арифметику здесь полагаться нельзя — когда речь заходит о запахе, десятые доли процента могут перевесить. ХОРОШ ЛИ РАСТВОРИМЫЙ КОФЕ? На банке с растворимым кофе написано: «Вырабатывается из натурального кофе и сохраняет все его вкусовые и питательные свойства». Насчет сырья спору нет — действительно, растворимый кофе получают, выпаривая досуха водный экстракт кофе. А вот насчет вкусовых свойств... Не надо быть дегустатором, чтобы отличить растворимый кофе от обычного: вкус и аромат выражены гораздо слабее. Есть, конечно, поклонники растворимого кофе, но все же истинный ценитель не променяет на него напиток, приготовленный из только что смолотых обжаренных зерен. (При всем этом растворимый кофе пользуется большим спросом, и, хотя его делают уже в шести городах нашей страны, он остается дефицитным товаром.) Чтобы проверить, как сильно страдает душа жареного кофе при его превращении в кофе растворимый, группа сотрудников Ленинградского института советской торговли имени Ф. Энгельса, в которую входили Т. Я. Соловьева, Т. П. Ильенко-Петровская, Е. Н. Лазарев и автор этих строк, исследовала растворимый кофе тремя методами: химическим, спектрофотометрическим и га- зохроматографическим. Такое разностороннее исследование практически исключало ошибочные выводы. Как-то само собой считалось, что запах и вкус ослабляются из-за того, что при сушке кофейного экстракта теряются летучие вещества. На деле же выяснилось, что больше всего ароматических веществ теряется при экстракции, когда из молотого кофе извлекают растворимые вещества. Так, если число ароматичности жареного кофе (есть такой объективный показатель) равно 0,60, то для кофейного экстракта оно составляет лишь 0,43, а для высушенного порошка — 0,32. Спектрофотометрия дала еще более убедительную картину. Число летучих карбонильных соединений (в пересчете на ацетальдегид) равнялось 9,05 для
жареного кофе, 3,48 для экстракта и 1,79 для готового продукта. А газовая хроматография подтвердила: до 85% летучих веществ теряется именно при экстракции. Конечно, полного совпадения мы не наблюдали, ведь каждый из способов обнаруживает определенный круг химических соединений, не в одинаковой мере ответственных за аромат кофе. Но вывод тем не менее сделать можно: с душой растворимого кофе при экстракции и сушке происходят серьезные перемены. (Недаром изобретатель растворимого кофе швейцарский химик Макс Моргенталлер говорил, что предпочитает растворимому кофе обыкновенную воду.) А нельзя ли как-то улучшить столь удобный напиток? Видимо, прежде всего надо смягчить режим экстракции. Может помочь и переход с тепловой сушки на сублимационную. Есть и другие рекомендации — например, сначала экстрагировать кофе холодной водой, а только потом — горячей. Советуют также улавливать летучие вещества, конденсировать их и вновь добавлять при сушке. Но дальше советов дело пока не идет — приходится думать и об экономике, а растворимый кофе и сейчас не очень дешев. СИНТЕТИЧЕСКАЯ ДУША Но почему бы не улучшить качество растворимого кофе, добавляя к нему искусственную или синтетическую отдушку? Делают же лимонад без всяких лимонов! Попытки придать кофейный запах цикорию и другим заменителям кофе предпринимались уже давно. Чтобы понять, в чем тут сложность, вернемся еще раз к кафеолю — носителю аромата. В отличие от кофеина, продукта фотосинтеза, кафеоль образуется только при обжаривании кофе в результате многих пирохимических реакций. Так, содержащиеся в кофейных зернах пентозаны под действием высокой температуры теряют воду и в конце концов превращаются в фурфурол. Словом, мало знать, что есть в зерне, надо принять во внимание, во что все это превращается. В литературе приводятся десятки рецептов отдушек с,кофейным запахом. Ими можно и ароматизировать кофейные суррогаты, и усиливать запах натурального кофе, в том числе растворимого. Известный английский специалист по запахам Р. Мон- криф приводит рецепт такой отдушки, состоящей из 16 компонентов. В свое время в Украинском научно-исследовательском институте пищевой промышленности была разработана смесь для ароматизации цикория и ячменного кофе, состоящая из фурфурола, метилмеркаптана, фурфурилмер- каптана, валерианового альдегида, изовале- риановой кислоты, гваякола, гидрохинона и соевого масла; эту смесь добавляли к продукту в соотношении 1:10 000. В журнале «Консервная и овощесушильне я промышленность» приводился рецепт отдушки, состоящей из 23 веществ. Ну так что же — цель достигнута? Увы... Похоже, да не совсем. Во-первых, даже 23 компонента пустяк по сравнению с тем, что есть в кафеоле. И во-вторых, далеко не изучена роль отдельных компонентов. Упустил мелочь — и прощай аромат! Словом, приходится признать, что создать для кофе синтетическую душу — пока непосильная задача. И если вы хотите пить «кофе сладостный», то для этого есть только один способ: купить хорошие зерна, размолоть и сварить по всем правилам, отставив в сторону банку с растворимым кофе... И. ВОЛЬПЕР
Искусство Странные картины Джузеппе Арчимбольдо Я — в образе горы, а это мой портрет, Природа, выраженная искусством Арчимбольдо. Подпись на автопортрете «Зима» (парарисоаиа •■тора статьи| Мне хочется рассказать о мало известном ныне художнике Джузеппе Арчимбольдо A527—1593). Произведения этого мастера, родившегося в Милане, но в период творческой зрелости жившего в Вене, в высшей степени оригинальны. При взгляде на его картины (а их сохранилось всего десять — в музеях Вены и Праги) современного зрителя поражает странность < «Садовник» образов Арчимбольдо. Картина «Лето»: женское лицо, написанное маслом, но как будто составленное из колосьев, фруктов и овощей. «Зима»: лицо старика. На нем явственно видны засохшие ветви и стволы деревьев. «Автопортрет»: скала, возвышающаяся над водной гладью, постепенно переходящая в мужское лицо... Что это? Игра воображения на досуге? Стремление щегольнуть живописным мастерством в точности передачи элементов природы? Мастерство действительно впечатляет, даже при сравнении с первоклассными работами других художников. Но секрет воздействия живописи Арчимбольдо не только в этом. В его образах отразились идеи передовых ученых XVI века. Картину «Зима» можно рассматривать как своеобразную иллюстрацию к изречениям прославленного врача и естествоиспытателя Па- рацельса A493—1541): «Дерево — то же тело. Его кора подобна коже, ветви — во- 55
лосам. Оно благоухает цветами и плодами и, подобно человеку, способно слышать, видеть, ощущать». Когда смотришь иа «Автопортрет» Арчимбольдо, вспоминается высказывание Джордано Бруио A548— 1600), сравнивавшего скалы, озера, реки с органами человека. В картине «Садовник» (символическом портрете императора «Священной Римской империи» Рудольфа II, который пригласил художника из Милана в Веиу, на должность придворного живописца) нашли отражение интересы, царившие тогда при Венском дворе. Рудольф II любил все необычайное. Его коллекция редкостей считалась лучшей в Европе. («Вазы в виде животных и драконов, отделанные золотом и эмалью, музыкальные автоматы, мозаики из перьев колибри, астролябии, квадранты, корень мандрагоры», — описывал эту коллекцию современник.) Считают, что в картине «Садовник» заключен некий тайный смысл: каждый из плодов, составляющих лицо императора, зашифрован, он аллегория каких-то индивидуальных черт императора. Но ключ к этому старинному шифру утрачен. Цикл картин Арчимбольдо «Стихии» — «Огонь», «Земля», «Вода», «Воздух» — отображает аристотелевы представления о строении материи. Вот что писал по этому поводу Агриппа Нет- тесгеймский A456—1535): «Имеются всего четыре стихни, или элемента, то есть четыре основания всех телесных вещей. Это 56 «Аатопортр«ти (п«р«рисоаи« ■■тора статьи) суть: огонь, земля, вода и воздух. Из них образуется все, но... не путем простого смешения, а путем соединения и преобразования, и обратно. Из четырех стихий образуются четыре группы совершенных тел: камни, металлы, растения и животные». Картины Джузеппе Арчимбольдо породили бесчисленных подражателей. Появились сотни так называемых арчимбольдесок. Умелые и неумелые стилизаторы, ие поняв идей, заложенных в картинах Арчимбольдо, заимствовали лишь его внешние приемы. Арчим- больдески уже в XVII веке наводнили Италию, Францию, Голландию и другие страны Европы. Но они — в отличие от картин самого Арчимбольдо — так и остались фокусами и давно забыты. Л. А. ДЬЯКОВ
Проблемы и методы современной науки Гормоны линьки: что в них полезного Доктор химических наук Н. К. АБУБАКИРО& Тот, кто видел, как на свет появляется насекомое (речь идет о насекомых с полным превращением — бабочках, жуках, мухах, пчелах), знает, что про потомство можно смело сказать «ни в мать ни в отца». Как бы очаровательна ни была бабочка-родительница, из ее яиц вылупляется совершенно на нее не похожая, а иногда и вовсе противная личинка. С первых часов своего существования гусеница много ест, увеличивается в размерах и вскоре перестает вмещаться в наружную хитиновую оболочку — кутикулу, а потому сбрасывает ее и строит новую, более вместительную. Процесс линьки повторяется несколько раз. Повзрослев, гусеница перестает питаться, нередко заворачивается в кокон и превращается в неподвижную куколку. На этой стадии происходит глубокая перестройка тканей насекомого: одни органы утрачиваются, взамен появляются другие. И наконец, куколка превращается во взрослое насекомое. Этот удивительный процесс — превращение личинки во взрослую особь — происходит под контролем нескольких гормонов, из которых ч еще недавно были известны следующие три: активационный гормон, секретируемый интерцеребральной железой, лежащей на поверхности головного мозга насекомого; юве- нильный гормон — продукт так называемых прилежащих тел и гормон линьки, или экдизон, — секрет про- торакальной железы, расположенной в переднегрудной области. При согласованной работе этих веществ совершаются скачкообразные метаморфозы насекомого: яйцо — личинка — куколка — взрослая особь. БОЛЬШИЕ НАДЕЖДЫ Впервые экдизон (от греческого «эксдизис»—линька) был получен в кристаллическом виде из куколок тутового шелкопряда, выполнили эту работу химики А. Бутенандт и П. Карлсон (ФРГ) в 1954 году. Со временем оказалось, что экдизон— не единственный гормон линьки. В 1963 г. было выделено вещество, еще активнее влияющее на процесс линьки, — экдистерон, или р-эк- дизон (первый стали именовать а-экдизоном). А потом обнаружили, что аналогичными свойствами обладают еще несколько соединений, причем вырабатываемые не только насекомыми. Гормоны линьки нашли и у других представителей членистоногих: экдистерон и близкие ему соединения выделили из хитиновых оболочек рака и краба. Эти вещества вырабатываются так- называемыми Y-органами ракообразных, которые по своему морфологическому строению и физиологической функции родственны проторакаль- ным железам насекомых. По-видимому, у представителей разных классов членистоногих механизмы контроля линьки если и не тождественны, то довольно близки. Открытие и установление строения ювенильных гормонов и гормонов линьки насекомых позволило по-новому подойти к извечной проблеме борьбы человека с вредителями сельского хозяйства. Появилась заманчивая идея обратить гормоны насекомых против самих же насекомых. У этих веществ есть много преимуществ: они нетоксичны по 57
-отношению к млекопитающим и могут действовать избирательно; кроме того, поскольку гормоны линьки насекомым необходимы, это исключает возможность привыкания их к препаратам подобного рода. Все это хорошие предпосылки для создания инсектицидов нового типа (кстати, о ювенильных гормонах в такой роли рассказывалось в статье М. Уиль- ямса «Третье поколение ядохимикатов»—«Химия и жизнь», 1968, №3). Но проблема еще далека от решения, хотя то, что уже сделано для получения «ядохимикатов третьего Гормональная регуляция яблонной плодожорки. После того, нан личинка выходит' из яйца, нейросеиреториые клетки ее мозга начинают продуцировать аитивациоиный гормон |АГ|. Этот гормон «запускает» весь организм метаморфоз насекомого. Гормоны линьки |ГЛ| «поощряют» рост гусеницы и торопят ее от линьки к линьке. Им противодействуют ювенипькые гормоны (ЮГ), назначение которых сохранить насекомого до поры до времени в юном возрасте. После достижения гусеницей зрелости поступпекие ЮГ прекращается. Переходы к стадиям кукояки и взрослому насекомому осуществляются только под контролем ГЛ 58
поколения», кажется обнадеживающим. Экдизоны интересны не только как йероятные инсектициды. Они обладают анаболической активностью, то есть способностью удерживать в организме азотистые соединения и содействовать синтезу белков. Поэтому вполне возможно, что на основе экдизонов удастся создать новые лекарственные препараты, которые можно будет применять после тяжелых травм, инфекционных и других заболеваний, сопровождающихся потерей белка. В животноводстве они помогут при откорме ослабленных, истощенных животных, ускорят рост молодняка. ГОРМОНЫ ЛИНЬКИ В РАСТЕНИЯХ Недостаточно создать хороший препарат, важно также, чтобы он был доступен. Про гормоны линьки этого не скажешь — организмы животных содержат их в ничтожных количествах. В первых опытах А. Бу- тенандта и П. Карлсона из 500 кг куколок тутового шелкопряда выделили всего 25 мг а-экдизона. Потом, правда, способ его извлечения был усовершенствован и из одной тонны куколок стали получать уже 250 мг экдизонов. Но и это очень мало. Ясно, что животные организмы не могут быть сырьем для добычи гормонов линьки. Нельзя пока рассчитывать и на их искусственное получение. Синтез а-экдизона осуществлен, но из-за сложности и мно- гостадийности он не может послужить основой промышленного производства. Экдизоны и дальше оставались бы экзотическим продуктом, если бы не открытие, сделанное в 1966 г. японским химиком К. Наканиси и его сотрудниками. Изучая подокар- пус — растение, близкое к тисам и популярное в восточной медицине, они выделили четыре родственных соединения. Основное назвали пона- стероном А, а вещества, найденные i i ОсНОВНЫв ГОРМОНЫ ЛИНЬКИ а-ЭНДИ ЗОН (ВВ«РХУ( Н 1КДН- стерон (в центре) обнаружены и в насекомых и в рестениях. Согдистерон (внизу) — новый экдиэон. он нвйден в серпухе согдийской в малых количествах, понастерона- ми В, С и D. Каково же было удивление ученых, когда после установления структуры понастерона А оказалось, что она похожа на структуру а-экдизона. Биологическое испытание подтвердило: понастерон А обладает свойствами гормона линьки. За работой японцев одно за дру- 59
Биопробы на содержание ждиэонов. Зрелые, готовые к окукливвнию личинки муж |1| перевязывают шелковой ниткой у седьмого или восьмого сегмент в B). Поступление вктиввционного гормона |АГ| в тело личинки лрекрвщаетсв, и проторвкальнвя железе лишен в возможности секретироввть гормон линьки |ГЛ |. Потому окукливвется только передняя чвсть |«голова»| личинки |3|. «Голову» срезают и в эвднюю часть тепв насекомого J4J вводят испытуемый рвствор. При нвличии ГП сокрвннвшаяся чвсть пичинни на следующий день темнвет, то есть превращается в «куколку» |5| гим последовали новые исследования, и в настоящее время число видов растений, в которых обнаружены экдизоны, приближается к сотне. В растениях экдизонов тоже немного—сотые и тысячные доли процента. И тем не менее представители зеленого царства содержат в сотни и тысячи раз больше гормонов линьки, чем животные. Может возникнуть вполне естественный вопрос: а зачем растениям гормоны линьки? Если бы знать! Здесь мы, возможно, имеем дело с одним из проявлений глубокой рзаимосвязи растительных и животных организмов, сложившейся в процессе длительного эволюционного развития. Смысл ее еще предстоит раскрыть. ЭКДИЗОНЫ В РАСТЕНИЯХ СРЕДНЕЙ АЗИИ Флора Советского Союза с точки зрения содержания в ней гормонов линьки почти не изучена. Работа только начинается. В ней принимает участие и наша группа — сотрудники Института химии растительных веществ АН УзССР. Для выяснения, содержит ли то пли иное растение гормоны линьки, существует специальный бпотест, который проводят на различных насекомых. Мы работаем с обычными домашними мухами — схема теста приведена на рисунке. Для разведения мух мы соорудили специальный ящик — «мухарий». Оснастили его системой обогрева, освещения и вентиляции. Ящик с мухами непривычен в химической лаборатории и причиняет уйму хлопот. Питанием насекомых служит такая масса, об ароматах которой лучше не распространяться. А стоит случайной мушке залететь в одну из комнат, как все укоризненно смотрят на сотрудника, ведающего мухами. Ничего не поделаешь— приходится выяснять, нет ли в мухарий утечки. Положительная биопроба, к сожалению, не всегда означает, что испытуемое растение содержит гормоны линьки. Тест не безупречен, и анализы бывают обманчивыми. Единственный надежный путь окончательно удостовериться в наличии экдизонов — выделить их. Деятельность химика, который изучает природные соединения, напоминает труд старателя, вымывающего из породы крупинки золота. 60
Чтобы заполучить несколько миллиграммов нужного вещества, порой изводят добрые сотни литров растворителей. Следующая забота — разделить полученный экстракт на отдельные компоненты. Один из объектов нашего исследования — среднеазиатское растение серпуха согдийская. Если каплю сгущенного экстракта из растения нанести на стеклянную пластинку со слоем силикагеля и несложным приемом дать веществам, содержащимся в экстракте, «разбежаться» (тонкослойная хроматография), то после опрыскивания пластинки раствором ванилина в серной кислоте нетрудно заметить пятна зеленовато-желтого цвета, их всего пять. Это экдизоны. Чтобы отделить их друг от друга, экстракт вводят в колонку, заполненную си- ликагелем, сквозь нее пропускают смесь хлороформа с метиловым спиртом. Раствор, вытекающий по каплям из узкой трубочки внизу колонки, отбирают небольшими порциями и анализируют. Колонка капает не быстро — проходит день, неделя, месяц, а работе не видно конца. Ускорить процесс опасно — компоненты смешаются между собой. Из пяти экдизонов, обнаруженных на хроматограмме экстракта серпухи согдийской, нам удалось получить в чистом виде три. Два из них — эк- дистерон и витекостерон — известные вещества, они найдены и в других растениях, а вот третий оказался новым, его назвали согдистерон. Химику всегда приятно выделить новое соединение: это открывает путь его творческим возможностям... Современная наука располагает большим арсеналом средств для установления строения органических молекул. Кроме химических реакций, которые не потеряли своего значения и по сей день, в распоряжении химиков физические методы, позволяющие выяснить функции и взаимосвязь отдельных элементов структуры. Это, в частности, ультрафиолетовая и инфракрасная спектроскопия, ядерно-магнитный резонанс и масс-спектрометрия. То, на что раньше тратились годы, сейчас решается порой буквально за месяц-другой. Примерно за такое время нам удалось расшифровать строение согди- стерона. Помимо серпухи согдийской гормоны линьки есть во всех других среднеазиатских видах серпухи (Serratula) и в живучках (Ajuga) — растениях из семейства губоцветных. В живучке туркестанской найден новый экдизон — туркестерон. ПОЧЕМУ МАРАЛЫ ЛЮБЯТ МАРАЛИЙ КОРЕНЬ? Чтобы использовать растения как источники экдизонов, необходимо иметь хорошую сырьевую базу. Живучки и серпухи—многолетние дикорастущие растения. Этих «дикарей», с их особыми повадками и привычками, нелегко приучить к условиям культурного земледелия. Поэтому мы предприняли новые поиски: на наличие экдизонов проверили десятки растений. И всё неудачи... Но вот после нанесения капли экстракта из среднеазиатского вида растения, рапонтикум обезглавленные личинки вдруг потемнели. Кажется, что-то есть! Рапонтикум... Что-то знакомое. Пытаюсь вспомнить, с чем связано это название. Да это же левзея саф- лоровидная, известная также под именем «маралий корень»! Растет она главным образом на Алтае. В осенние непогожие дни маралы, чтобы утвердить свое положение в сложной иерархической лестнице оленьего рода, а может, просто чтобы укрепить мускулы перед зимней голодовкой, выкапывают корни лев- зеи из-под опавшей листвы и съедают их. Усталая лошадь, которую целый день прогоняли по тайге, тянется жадными губами к верхушкам и цветочным корзинкам растения. Народная мудрость гласит, что маралий корень «поднимает человека от 61
четырнадцати болезней и наливает его мускулы молодостью». Вот в этом-то прославленном растении мушиный тест обнаружил гормоны линьки, а вскоре в нашей лаборатории из него извлекли экдистерон. Маралий корень хорошо изучен как лекарственное растение. «Экстракт левзеи» — прекрасное тонизирующее средство, помогающее при функциональных расстройствах нервной системы, умственном и физическом переутомлении. В последнее время растение привлекло внимание и животноводов: коровы, в рацион которых входит силос из маральего корня, прибавляют в весе, дают молоко улучшенного качества. В отличие от живучки и серпухи левзею можно выращивать — она неприхотлива к окружающим условиям, устойчива к зимним морозам и летней засухе, дает большие урожаи зеленой массы. Нашу находку не зарегистрируют в Комитете но делам открытий и изобретений. Оттуда ответили, что она не вносит «коренных изменений в уровень познания». И все же мы сделали открытие. Может, не очень грандиозное, но открытие. Отныне в фармацевтических учебниках и справочниках, там, где речь идет о лев- зее сафлоровндной, будет сказано, что целебным действием она обязана экдизонам. Пройдет еще некоторое время, и, как знать, не назначит ли лечащий врач больному, истощенному тяжелой операцией, какой-либо новый анаболик, основу которого составят гормоны линьки, полученные из рекомендуемых нами растений. И не скажет ли зоотехник работнику, присматривающему за молодняком: «Прибавьте, пожалуйста, в корм телятам из такого-то блока экстракт рапонтикума. Они что-то отстают в росте»... Откуда берутся аттрактанты? Речь пойдет о половых ат- трактантах насекомых — пахучих выделениях, с помощью которых самки привлекают к себе самцов. Внимание исследователей приковано к этим веществам уже не одно десятилетие. Сначала всех поражало, какое непреодолимое действие оказывают аттрактанты на самцов, заставляя их ломиться в закрытые окна и двери и отыскивать самые незаметные щели, чтобы попасть в помещение, где находится самка. Потом была обнаружена фантастическая чувствительность насекомых к запаху аттрактан- тов: оказалось, что уже в концентрации 10 и миллиграмма на литр воздуха они привлекают самцов с расстояния нескольких километров. Аттрактанты широко использовали в качестве модели при изучении механизма обоняния — им посвящена чуть ли не половина известной монографии Р. X. Райта «Наука о запахах». Наконец, в последние годы специалисты по защите растений пытаются применить аттрактанты для того, чтобы заманивать в ловушки вредных насекомых и. потом их уничтожать. Как сообщил журнал «Science News» A974, т. 106, № 22), именно в ходе таких исследований сотрудники университета штата Пенсильвания (США) Л. Хендри, Дж. Уичмен, Д. Хинденланг, М. Э. Андерсон и Р. Мумма обнаружили новые факты, позволившие им высказать оригинальную гипотезу, которая по-новому освещает многие стороны экологии насекомых. Да и не только насекомых... Объектом экспериментов была . дубовая листовертка— широко известный лесной вредитель, наносящий огромный ущерб дубовым лесам северо-востока США. Выделив у взрослых самрк 62
листовертки половой аттрак- тант, ученые обнаружили в нем больше 20 индивидуальных веществ, каждое из которых обладало способностью привлекать самцов. Анализ показал, что все они имеют сходное строение — это изомеры тетрадеценил- ацетата (эфира тетрадеце- нилового спирта и уксусной кислоты). Ничего принципиально нового в этом еще не было: у большинства ночных бабочек половые аттрактан- ты представляют собой эфи- ры тех или иных ненасыщенных алифатических спиртов с уксусной или изо- валериановой кислотой; да и то, чдо у всех листоверток аттрактантом служит смесь изомеров тетрадецен и л ацетата, тоже было известно. Неожиданности начались потом, когда исследователи приступили к проверке действия отдельных изомеров на самцов листовертки в природных условиях. На запах выделенных веществ самцы, как и следовало ожидать, летели исправно. Однако оказалось, что это для них не единственная приманка. Было замечено, что их привлекают и обычные дубовые листья — и не просто привлекают, а заставляют их производить совершенно определенные действия, которые в зоологии принято называть брачным поведением. Анализ листьев показал — дубовые листья содержат те же изомеры тетрадеце- нилацетата, что и выделения пахучих желез самок листовертки. Чего-чего, а этого никто не ожидал: представьте себе, что вы нашли розу, которая содержит не просто какое-нибудь розовое масло, а готовые духи «Шанель № 5»... Выходит, все ошибались, считая, что свои аттрактан- ты самка листовертки вырабатывает в специальных железах? Значит, дело обстоит куда проще — она берет их готовыми из тех самых листьев, которые служат пищей ее гусеницам? Дальнейшие эксперименты как будто подтвердили это предположение. Самки листовертки, выкормленные в лаборатории не дубовыми листьями, а, скажем, травой или пшеничным зерном, не вызывали у самцов никаких эмоций, потому что аттрак- танта не выделяли. Такой же результат дали и опыты с некоторыми другими видами насекомых. Исследователи пришли к выводу: вместо того, чтобы синтезировать половые ат- трактанты, самки большинства (если не всех) насекомых просто запасают в своей пахучей железе определенные вещества, получаемые ими на стадии гусеницы с обычной пищей. Самцы такой способности лишены — они не удерживают в организме пахучие вещества, содержащиеся в листьях. Но поскольку и самцы в бытность свою гусеницами едят те же листья, их запах, вероятно, запечатлевается в памяти самцов на самых ранних этапах развития (возможно, он ассоциируется с запахом пищи). Потому-то запах листьев и остается для самцов таким притягательным в зрелом возрасте. Какую ценность, кроме чисто теоретической, может представлять такой вывод, если он подтвердится? Во-первых, с точки зрения этой гипотезы можно объяснить, почему во время полевых испытаний аттрак- танты, извлеченные из самок насекомых, не всегда привлекают самцов. -Может быть, дело в том, что самки, послужившие сырьем, получали в лаборатории просто не тот корм? Во-вторых, не исключено, что можно будет разработать принципиально новый метод привлечения вредных насекомых в ловушки. Заряжать ловушки натуральным половым аттрактантом накладно: уж очень мало его в организме одной самки. Чтобы получить всего 20 мг аттрактанта непарного шелкопряда, нужно переработать 500 000 самок. Синтез аттрактантов тоже обходится недешево. Но если в роли приманки для самцов могут выступать вещества, которые гусеницы получали с пищей, то достаточно обработать, скажем, лес, где развелось много листоверток, каким-нибудь сильно пахучим, но дешевым синтетическим соединением. Поглощенное гусеницами, это вещество превратится в половой аттрактант для взрослых особей и будет так же эффективно заманивать их в ловушки, как и натуральный продукт из пахучих желез самок. А в-третьих, эта гипотеза наталкивает на некоторые рассуждения общебиологического свойства. Вещества, привлекающие особей противоположного пола, известны не только у насекомых, но и у млекопитающих (например, бобровая струя или мускус кабарги). И вот оказывается, что запах, который издают в брачную пору бобры или олени, зависит от того, чем они в это время кормятся,— есть такие данные. В составе растений найдены даже половые гормоны человека — эстроген и эстрадиол. Может быть, растительный мир принимает в самой интимной стороне нашей жизни куда большее участие, чем мы предполагаем? А. ИОРДАНСКИЙ 63
Болезни и лекарств*. Витамин С по Полингу и фармакология здоровья Тело человека содержит в себе кровь, слизь и желчь, желтую и черную; из них состоит природа* тела, и через них оно и болеет, и бывает здоровым. Бывает оно здоровым наиболее тогда, когда эти части соблюдают соразмерность во взаимном, смешении в отношении силы и количества и когда они наилучше перемешаны. ГИППОКРАТ. О природе человека Профилактика болезней — не новейшее открытие. Люди очень давно поняли, что предупреждать болезни легче, чем лечить. Как гласит предание, владыки Древнего Востока платили своим врачам жалование только тогда, когда они, владыки, были здоровы. Однако в современном обществе медицина занимается главным образом лечением болезней. Конечно, и профилактике, в особенности в нашей стране, уделяется большое внимание, в ликвидации многих инфекционных болезней достигнуты большие успехи. Но, видимо, дело все-таки обстоит далеко не так благополучно, как нам хотелось бы. Проблема профилактики беспокоит не только медиков, но и ученых других специальностей. Большой интерес в этом отношении пред- 3 «Химия и жизиь» N? И ставляют выступления выдающегося американского химика, дважды лауреата Нобелевской премии Лайнуса Полинга. Свои взгляды на этот вопрос он изложил в книге «Витамин С и здоровье», выпущенной в прошлом году в русском переводе издательством «Наука». Эта книга произвела настоящую сенсацию, о ней писали и в научных журналах, и в газетах. Суть дела, как она изложена в книге Полинга, выглядит следующим образом. ВИТАМИН С И ПРОСТУДА Полинг обращает внимание читателей на то, что обыкновенная простуда представляет собой проблему огромной научной, медицинской и экономической важности. Простудные заболевания (к которым Полинг относит грипп, а также различные острые респираторные инфекции, большинство которых тоже вызывают вирусы) поражают почти каждого человека до трех раз в год. Болезнь продолжается от 3 до 10 дней и нередко дает серьезные осложнения. В среднем каждый человек из-за простуды лишается нормальной трудоспособности на 7 дней в году. В США экономические потери по этой причине составляют ежегодно 15 млрд. долларов. Кроме того, население этой страны тратит в год 500 млн. долларов на лекарства против простуды. Полинг считает, что эти лекарства — болеутоляющие, жаропонижающие, противо- кашлевые, бронхорасширяющие и ' прочие— не предотвращают простудных заболеваний, а только несколько облегчают состояние заболевших. В то же время они приносят вред своей токсичностью и побочными эффектами. И вместо лекарственной терапии Полинг предлагает другой метод борьбы с простудными заболеваниями — использование защитных свойств аскорбиновой кислоты. Он считает, что в Соединенных Штатах и некоторых других странах с простудными заболеваниями можно было бы справиться буквально в течение трех — четырех лет — достаточно лишь увеличить количество аскорбиновой кислоты в рационе питания всего населения. Больше того, Полинг уверен, что за одно-два десятилетия таким путем можно ликвидировать простудные заболевания в большей части мира, как была в 65
свое время ликвидирована оспа. Эффективность профилактического действия аскорбиновой кислоты, по данным Полинга, находится в прямой зависимости от суточной дозы: 0,09 г аскорбиновой кислоты в день дают снижение заболеваемости на 3%, 0,2 г-на 15%, 0,4 г*—на 30% и 1 г — на 45%. Правда, мы еще не имеем детальных данных о механизме действия аскорбиновой кислоты на организм. В своей книге Полинг формулирует еще не подтвержденную экспериментально гипотезу, согласно которой эффективность профилактического действия аскорбиновой кислоты при вирусных инфекциях обусловлена увеличением синтеза и активности интерферона. Это еще не проверено, но, так или иначе, Полинг считает, что недостаточность наших знаний в этой области не должна служить препятствием к использованию аскорбиновой кислоты для улучшения здоровья людей. Очень интересен эволюционный аспект проблемы, которому Полинг уделяет большое внимание. Подавляющее большинство млекопитающих, птиц, амфибий и рептилий обладает способностью синтезировать аскорбиновую кислоту в тканях печени и почек. Не могут это делать лишь человек, морская свинка и некоторые другие млекопитающие, а также несколько видов птиц. Некоторые исследователи объясняют эту потерю способности синтезировать аскорбиновую кислоту мутацией, которая произошла у какого-то общего предка этих животных много миллионов лет назад. Таким видам, не синтезирующим витамин С, для оптимального здоровья необходимо больше аскорбиновой кислоты, чем может обеспечить обычная пища. С этой точки зрения аскорбиновую кислоту нельзя считать лекарством — это вещество, нормально необходимое организму, то есть витамин в первоначальном понимании Этого слова. Введение оптимальных ее количеств не придает организму каких-то новых свойств, а восстанавливает его естественную сопротивляемость различным болезнетворным воздействиям. Нужно отметить, что вопрос о допустимых дозах аскорбиновой кислоты сложнее, чем это может показаться на первый взгляд. Для профилактики Полинг рекомен- 66 дует принимать по 0,25 г аскорбиновой кислоты четыре раза в день. Это немногим больше принятых в нашей стране высших разовых @,2 г) и суточных @,6 г) доз. Хотя Полинг относит аскорбиновую кислоту к обычным пищевым, веществам, его рекомендация постоянно, на протяжении многих лет, вводить ее в организм настораживает многих специалистов *. Но вопрос о дозах не должен заслонять главного в концепции Полинга. А это главное состоит в том, что для профилактики гриппа и других бактериально-вирусных заболеваний предлагается использовать не специфические средства (вакцины, сыворотки, химиопрепа- раты), а вещества иного типа. Действие аскорбиновой кислоты направлено не на возбудителей, а на сам организм человека с целью повышения его устойчивости. ОРТОМОЛЕКУЛЯРНАЯ МЕДИЦИНА Книга Полинга замечательна тем, что. от частного факта профилактики гриппа и простудных заболеваний автор поднимается до важнейших теоретических обобщений, положенных им в основу нового учения об ортомолекулярной медицине. Задача ее, по определению Полинга, есть «поддержание здоровья и лечение болезней посредством изменения концентрации тех веществ, которые обычно содержатся в организме и необходимы для его нормального функционирования». Полинг приводит в качестве примеров многие лечебные методы, относящиеся к области ортомолекулярной медицины. Например, фенилкетонурию — недостаточность фермента, который превращает фенилаланин в тирозин, можно вылечить диетой с пониженным содержанием фенилаланина; галактоземию — недостаточность фермента, обеспечивающего усвоение молочного сахара галактозы, излечивают диетой, не содержащей галактозы, и так далее. Много внимания Полинг уделяет сахарному диабету — врожденной недостаточности гормона инсулина. Эту недостаточность можно компенсировать введе^ нием в кровь коровьего или свиного инсу- * О некоторых нежелательных последствиях, возможных при приеме больших доз аскорбиновой кислоты, упоминал профессор В. В. Ефремов («Химия и жизнь», 1973, № 6).— Ред.
лина, близких по составу к человеческому, а в менее серьезных случаях достаточно снизить содержание сахара и других углеводов в пище. 'Ортомолекулярный принцип лечения включает и использование больших доз витаминов. Профилактика и лечение простуды — не единственный пример «мегавита- минной терапии». В книге приводятся данные об успешном лечении большими дозами аскорбиновой кислоты ревматоидных артритов и других болезней соединительной ткани. Мегавитаминная терапия C— 18 г никотиновой и 3 г аскорбиновой кислоты) оказывается полезной некоторым больным шизофренией. НЕ ТОЛЬКО ВИТАМИН С Принципы, положенные в основу ортомо- лекулярной медицины, безусловно, прогрессивны. Действительно, прежде чем вводить в организм чуждые ему вещества, целесообразно сначала попытаться. навести порядок в его внутреннем биохимическом хозяйстве. Полинг считает, что самые лучшие лекарства можно найти именно среди свойственных организму веществ, что они лучше синтетических или выделенных из растений, так как не вызывают нежелательных побочных эффектов. Правда,^ некоторых своих утверждениях Полинг, может быть, слишком категоричен. Многие лекарственные средства, полученные из растений и животных, безвредны, а их эффективность дает основание предполагать, что существуют еще не познанные ортомолекулярные механизмы действия. Может быть, витаминов значительно больше, а известные науке — только малая часть необходимых организму биологически активных веществ? Да и синтетические вещества могут быть разными. Например, безвредными и весьма эффективными оказались некоторые производные пуриновых и пиримидиновых оснований, являющихся составной частью нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Одно из этих соединений — 2-6ензил-6ензимидазол, или дибазол *, весьма сходно с 5,6-диметил- бензимидазолом, входящим в структуру ви- * Об этом препарате было рассказано в статье С. Стасова «Миогограииый дибазол» («Химия и жизнь», 1971., № 8). — Ред. 3* тамина Bi2. Много общего было найдено и в лечебно-профилактическом действии обоих веществ. Идеи о повышении общей сопротивляемости болезням, которого можно добиться, в частности, и некоторыми лекарственными веществами, уже давно разрабатывал известный советский фармаколог профессор Н. В. Лазарев. Эксперименты, проведенные за последние полтора десятилетия его учениками и последователями, показали, что небольшие дозы того же дибазола существенно снижают заболеваемость гриппом и сезонными катарами верхних дыхательных путей. Например, во время зимней ' эпидемической вспышки гриппа 1966 года дибазол принимали более 120 тысяч жителей Челябинска. По сравнению со Свердловском, близким по населению и другим показателям, заболеваемость была снижена на 18,3%- Такое снижение заболеваемости позволило выпустить дополнительной продукции на 15—16 млн. рублей и намного сократить выплаты из фонда соцстраха, а истраченные 15 кг дибазола стоили всего 1500 рублей. Данные о профилактическом действии дибазола были подтверждены французскими исследователями. Важно подчеркнуть, что с профилактическими целями дибазол принимают всего по 5—10 мг в день в течение 9—15 дней с перерывами. На весь курс профилактики человеку нужно лишь 150 мг дибазола — это не превышает одной высшей суточной дозы. Дибазол переносится хорошо, нет никаких ограничений для повторных и длительных приемов его даже людьми пожилого возраста. Для понижения артериального давления дибазол принимают миллионы людей. Другие данные касаются лекарственных средств растительного происхождения. Вот несколько примеров. В группе, включавшей около 500 молодых людей, экстракт элеутерококка C0 дней по 0,5 мл через день) снизил заболеваемость гриппом и катарами на 50%. Зимой 1973 года элеутерококк C0 дней по 2 мл) существенно снизил общую заболеваемость и число случаев гриппа в большой группе рабочих одного из цехов Норильского горно-металлургического комбината A126 человек). По -сравнению с другим цехом (964 человека) заболевае- 67
мость гриппом и острыми катарами верхних дыхательных путей уменьшилась примерно в три раза, экономический эффект составил около полумиллиона рублей. В другом эксперименте, проведенном в Чирчике (Узбекская ССР), настойка лимонника в полтора-два раза снизила заболеваемость гриппом среди 700 рабочих обувной фабрики и 300 школьников; выплаты рабочим по временной нетрудоспособности были сокращены вдвое, а количество пропущенных школьниками дней занятий — на 45%. ФАРМАКОЛОГИЯ ЗДОРОВЬЯ Все сказанное подтверждает огромную важность поиска новых путей эффективной профилактики как инфекционных, так и неинфекционных заболеваний. Очевидно, что организм имеет универсальные, на все случаи годные защитные механизмы. Именно на них и нужно направлять усилия профилактики, применять средства, которые повышали бы общую сопротивляемость, мобилизовали организм на борьбу с любыми микробами и вирусами. Такое действие оказывают и дибазол, и элеутерококк, и лимонник, и некоторые другие препараты (Н. В. Лазарев назвал их адаптогенами). Средства профилактической фармакологии должны существенно отличаться от известных препаратов для специфического лечения. Лекарства для лечения больных обладают чаще всего сравнительно узким спектром действия — они направлены против определенного возбудителя, против основного патологического процесса или конкретных симптомов болезни. При этом лечебный эффект покупается иногда дорогой для организма ценой использования сильнодействующих и токсических веществ. Лекарства же для здоровых — это средства широкого, неспецифического действия. Они предназначены для несравненно большего числа людей — здоровых или находящихся в состоянии «предболезни», поэтому здесь исключено применение сильно действующих и токсических веществ. Для лечебных средств чаще всего характерно заметное, а иногда и яркое действие, но используются они в течение сравнительно короткого времени. Для целей же профилактики достаточна малозаметная, неяр- 68 кая биологическая активность, зато при длительном, иногда многолетнем действии. Наконец, за профилактическими средствами не всегда нужно идти к врачу, а затем в аптеку, хотя там их тоже немало. Больше всего их в природных пищевых продуктах, в специях и приправах, овощах, ягодах и фруктах. Люди высоко ценят эти плоды земли и солнца, безусловно, именно потому, что они содержат много полезных биологически активных веществ, и не только витаминов. Можно было бы привести много примеров того, как биологически активными, в том числе лекарственными, веществами уже сейчас широко пользуются люди здоровые или находящиеся в особых, но все же физиологических, а не патологических состояниях. Например, обеспечению организма витаминами и другими полезными веществами уделяется большое внимание во время беременности и вскармливания ребенка, в период усиленного роста, в пожилом возрасте. А сколько Средств, необходимых здоровым людям в тех или иных обстоятельствах, еще предстоит разработать или существенно улучшить: нужны препараты для смягчения неблагоприятных климатических воздействий, средства, помогающие отвыкнуть от курения, лекарства против укачивания. Необходимость развивать это новое направление профилактики, по-видимому, осознают многие видные представители современной медицинской науки. Если проанализировать зарубежные долгосрочные прогнозы в области медицины, то оказывается, что из 40 таких предсказаний 22 так или иначе связаны с использованием биологически активных веществ. И из них меньшая часть относится к фармакотерапии, то есть к лечению больных, а 17 определенно направлены на использование биологически активных веществ здоровыми людьми. Все эти направления работы, так же как и разрабатываемая профессором Полингом ортомолекулярная медицина, составляют основу возникающей на наших глазах новой, сугубо профилактической области фармакологии — фармакологии здоровья. Доктор медицинских наук И. И. БРЕХМАН
Наблюдения Наглядно о вреде табака простые опыты с никотином Автор не располагает статистическими данными о том, сколько людей бросили курить под воздействием пропаганды о вреде курения, а просто исходит из того, что каждая лекция и каждая статья по этому поводу приносят хоть какую-то пользу. Поэтому еще раз вернемся к теме, которую «Химия и жизнь» затрагивала в этом году уже дважды (№ 3 — заметка «Отчего бы не покурить?», № 5 — статья «За облаком табачного дыма»). Умозрительные рассуждения не всегда убедительны. Предлагаем читателю простые опыты, с помощью которых каждый может определить количество вредных веществ, попадающих в организм курящего. ОПЫТ —ЛУЧШИЙ УЧИТЕЛЬ Смесь продуктов сухой перегонки табачных листьев непременно содержит алкалоид никотин. Будем впредь называть эту смесь никотинсодержащими продуктами 69
или коротко — НСП. Состав смолистой жидкости, напоминающей деготь, расшифровывать не будем; напомним лишь, что она содержит множество органических соединений, и некоторые из них еще более вредны, чем никотин. Чтобы уменьшить вредность табачного дыма, используют антиникотиновую вату, бумажные фильтры и антиникотиновые патрончики с силикагелем; их закладывают в мундштук, и они поглощают (сорбируют) НСП из табачного дыма. Эти средства действуют неодинаково: одни поглощают НСП лучше, другие — хуже. Оценим их эффективность экспериментально. Для опытов необходимы весы, позволяющие взвешивать с точностью до 0,001 г A м*г). Если нет аналитических весов, то .вполне подойдут самодельные, описанные в № 3 за 1974 г. 8се наши опыты ставятся в принципе одинаково. Конкретный пример: опыт'с сигаретами «Шипка» и малыми антиникотиновыми патрончиками фабрики «Ява». Предварительно взвешенный патрончик вставляется в пластмассовый мундштук. После выкуривания каждой сигареты он вынимается и взвешивается. Результаты эксперимента показаны в таблице: Число сигарет Поглощение НСП, мг 123456 7 89 10 19 30 38 44 50 52 56 60 61 62 По данным этой таблицы построена кривая (см. рисунок). Ясно видно, что силика- гель действительно поглощает НСП, но это поглощение по мере выкуривания новых сигарет заметно уменьшается; так, если из первой сигареты «изъято» 19 мг, то из пятой уже 5 мг, а из десятой — всего 1 мг НСП. Отсюда вывод: с одним патрончиком лучше выкуривать одну, самое большее две сигареты. И еще один вывод. Свежий патрончик поглощает округленно 20 мг НСП, и если каждую сигарету выкуривать с новым патрончиком, то на пачку сигарет придется 400 мг НСП. Тот, кто выкуривает пачку в день (без патрончиков), вводит в свой организм лишние 0,4 г НСП; за неделю это составит 2,8 грамма, за месяц — 12 г, за год—144 г, то есть более чем полстакана ядовитой смеси. ИСКУССТВЕННЫЙ КУРИЛЬЩИК Только что описанный опыт не очень строг. Люди курят с разной скоростью; одни затягиваются часто, у других полсигареты сгорает в руках. Поэтому желательно сделать прибор, выполняющий функции живого курильщика, но более «ровно» и быстро. Это, кстати, даст возможность поставить опыты и некурящим. Робот-курильщик изображен на следующем рисунке. Воздух просасывается с помощью сифона, скорость регулируется винтовым зажимом. Начальный уровень воды h во всех опытах должен быть одинако- Чем больше выкурено сигарет, тем меньше мрфективность антиникотинового патрончика 4 5 6 7 число сигарет 9 10 70
вым; уровень h' соответствует времени полного сгорания сигареты (около 10 минут). Начиная опыт, надо открыть кран и зажечь сигарету. Когда сигарета догорит до мундштука, кран закрывают, вынимают фильтр и взвешивают его. Разумеется, фильтр надо взвесить и до опыта. С помощью такого простого прибора можно поставить немало опытов, описание которых заняло бы слишком много места. Так, можно сравнить эффективность различных фильтров и определить возможность их повторного использования, сравнить сигареты и папиросы различных марок, а также различные табаки — легкий, трубочный, сигарный, махорочный и т. д. Чтобы результаты опытов были сопоставимы, количество НСП надо всегда относить к весу табака и результат выражать в процентах. СЕКРЕТ КАЛЬЯНА «Кальян — особого рода промывательный прибор, употребляемый азиатскими народами для курения табаку; в нем дым проходит через воду и, очистившись здесь, вступает затем в рот» — такое определение дает «Энциклопедический словарь», выпущенный в 1905 г. Стало быть, кальян имеет прямое отношение к нашей теме; посмотрим, что дает курение кальяна. Но прежде заметим, что кальян часто делали из выдолбленной тыквы, в которую, вставляли две трубки: короткую, с чашечкой для табака, и длинную, оканчивающуюся мундштуком. К сожалению, автору не удалось отыскать в литературе хотя бы примерную дату появления кальяна, но надо заметить, что по простоте и целесообразности это замечательное изобретение, принцип действия которого прямо следует из физико-химических свойств никотина. Никотин — основание, которое уже при комнатной температуре смешивается с водой в любых отношениях. Этим все сказано. Секрет кальяна в том, что табачный дым, проходя через воду, освобождается от никотина. Разумеется, не полностью — какая-то часть доходит до курильщика. Какая именно — зависит от конструкции; так, если заставить дым проходить последовательно* через несколько порций воды, то от никотина можно избавиться практически полностью. Но в этом случае процесс курения потеряет для курильщика интерес. Люди, курившие кальян, сообщают, что эффект курения «слабоват», но к этому скоро привыкаешь. Как бы то ни было, кальян предоставляет обширное поле для экспериментов, в том числе и по изучению химических* свойств никотина. Однако для этого надо сделать сначала самодельный кальян. Это совсем несложно. С точки зрения химика кальян — это обыкновенная промывалка для газов. Значит, можно воспользоваться склянкой Дрекселя, склянкой Тищёнко и т. п. Впро- Устройство для выкуривания сигврет без участия курильщика. Воздух просасывается благодаря разрежению, которое создается сифоном 71
100 мы *'~~Ш~ Г Ю-15 мл Экспериментальный кальян. Из трубки, наполненной ■втон, воздуж отсасывается с помощью сифона, изображенного иа предыдущем рисунка чем, для экономии реактивов и получения возможно более концентрированного раствора никотина лучше собрать кальян так, как показано на рисунке. Наш экспериментальный кальян состоит из мундштука для сигарет, промывалки для абсорбции никотина и трубки с ватой, которая удерживает дым и выравнивает воздушный поток. Просасывать воздух будем с помощью описанного выше сифона. Для опыта достаточно, если объем воды в про- мывалке будет равен 10—15 мл, поэтому ее можно сделать из широкой пробирки. Длинная трубка располагается так, чтобы ее конец был на расстоянии 2—3 мм от дна. Желательно, чтобы нижнее ее отверстие имело диаметр около 1—2 мм: через маленькое отверстие пройдет больше пузырьков с дымом и, следовательно, растворится больше никотина. Трубочку с ватным фильтром можно сделать из обычной пробирки. Мундштук годится любой; чтобы присоединить его к промывалке, плоский конец необходимо закруглить напильником по диаметру резиновой трубки. Наш опыт — качественный, поэтому скорость «выкуривания» принципиального значения не имеет. Надо следить только, чтобы пузырьки воздуха шли один за другим непрерывной цепочкой. ВОТ ОН, НИКОТИН! Есть несколько качественных реакций для обнаружения никотина, однако почти все они требуют малодоступных реактивов. Здесь приведены наиболее простые реакции; тех, кто желает поставить опыты более широко, отсылаем к литературе по химии алкалоидов. В «кальян» вместо воды помещают раствор 0,1 г танина в 10 мл дистиллированной воды (и то и другое можно купить в аптеке). Танин дает осадок с никотином и другими алкалоидами табака. По мере пропускания дыма в промывалке появляются хлопья осадка. (Заметим, что танин можно заменить чаем — чайная ложка на стакан кипятка; раствору надо дать охладиться.) Другой опыт*. Наливают в «кальян» 5 мл крепкой НЫОз (осторожно!) и добавляют 5 мл дистиллированой воды. При прохождении дыма бесцветный раствор постепенно принимает цвет крепкого чая. Если отсоединить пробирку и нагреть раствор до 80—90°С, то он станет желтовато-зеленым. 72
Очень интересна чувствительная реакция никотина с пикриновой кислотой. Если на предметном стекле прибавить каплю насыщенного водного раствора этой кислоты к капле раствора никотина, то образуются красивые кустистые кристаллы пикрата никотина; любопытно посмотреть на них через микроскоп, даже с небольшим увеличением. Чтобы воспроизвести такую реакцию, пропускают дым, через 10 мл насыщенного раствора пикриновой кислоты до появления мути (может потребоваться 2—3 сигареты). Каплю мутного раствора переносят на предметное стекло. Если заполнить промывалку раствором какой-либо сильной кислоты, то никотин, превращаясь в соль, потеряет летучесть. Если же поместить в «кальян» раствор окислителя (КМпО*, FeCU и т. п.), то никотин и его спутники разрушатся. На этом, кстати, основан принцип действия антиникотиновой ваты — она пропитана 5—10%-ным раствором FeCh- Конечно, на основании таких опытов нельзя сделать твердого вывода об эффективности кальяна. Будем надеяться, что этим несложным устройством заинтересуются организации, решающие табачные проблемы. Однако это побочная цель заметок. Главная же заключается в том, чтобы курящие воочию, на опыте убедились, что курение вредно. Трудно переубедить назидательными беседами, лучше один раз увидеть... В. ПЧЕЛИН Животные- алкоголики Доктор биологических наук И. А. СЫТИНСКИЙ Многочисленные опыты убеждают, что самые разные животные нередко попадают в физическую зависимость от спиртного, когда центральной проблемой для инх становится «выпивка», а обычные физиологические потребности отодвигаются иа задний план. И все же животные, как правило, питают отвращение к алкоголю, и первоначально в лаборатории на его добровольное потребление рассчитывать не следует. Поэтому в экспериментах нм сначала каким-либо способом принудительно вводят спиртное. Например, внутрибрюшинно; мелких зверьков легко обречь на вдыхание паров алкоголя в специальных камерах; алкоголь можно сделать и-единственным доступным для животного источником питья... В общем, способов спаивания животных много, и все они позволят в будущем выяснить степень развития нервной системы, при которой животные попадакУг п физическую зависимость от алкоголя, позволят разобраться и в том, правомочно ли переносить результаты исследования на животных на человека при изучении алкогольной болезни ПЬЯНЫЕ СЛОНЫ И СВИНЬИ Небезынтересны и сведения о потреблении животными алкоголя или наркотических веществ на воле. Животные могут хлебнуть спиртного самым неожиданным способом. Так, внутри созревающих груш, яблок, апельсинов, дынь, слив и томатов из-за недостатка кислорода из Сахаров образуется алкоголь. В персиках, мандаринах и лимонах обнаружен продукт окисления алкоголя — уксусный альдегид. Коровы и свиньи пьянеют, наевшись гнилых яблок: А лемуры «напиваются», отведав стручков тамаринда. Африканские слоны и бородавочники (дикне свиньи) хмелеют от плодов некоторых видов пальм. Вот еще один печальный факт. В 1974 году в индийском штате Западная Бен- галня более ста слонов вторглись иа чайные плантации, привлеченные ароматом изготавливаемого здесь тонизирующего напитка «пачай». Возбужденные слоны устроили погром: разрушили несколько каменных построек, растоптали 20 крестьянских хижин, убили пять и ранили 12 крестьян. Недавно было опублико- 73
вано сообщение и о том, что в другом индийском штате — Уттар-Прадеш обезьяны из окрестных джунглей наведываются к опиумным отстойникам во дворе государственной фабрики по производству опиума. Хвостатые наркоманы нн разу не напивались настолько, чтобы быть не в состоянии иеребраться назад через ограду фабрики. После выпивки приходят в неистовство не только слоны, но и кроткие золотые рыбки. В опытах нейропси- хологической лаборатор ии одного американского госпиталя много раз наблюдали агрессивность и последующую пох мельную вялость золотых рыбок, когда в бассейн, где они плавают, добавляли алкоголь. А пчелы после спиртного начинают заниматься настоящим разбоем: отнимают у возвращающихся с работы сородичей цветочную пыль- МОЛОДЫЕ САМЦЫ НАПИВАЮТСЯ ЧАЩЕ В наших экспериментах (совместно с Б. М. Гузиковым) мы старались проследить начальные этапы привыкания животных к алкоголю. Опыты шли йа 72 белых крысах одной генетической линии. Каждому грызуну, посаженному в специальную камеру, 16 раз (с минутными перерывами) давали на 10 секунд сразу два раствора: 20%-ный раствор глюкозы и этот же раствор с примесью 10%-ного этилового спирта. Большинство животных F0%) предпочитали пить 74 глюкозу с примесью алкоголя, меньше B3%). хотя и выпили в течение опыта немного алкогольного раствора, все же предпочитали ему простую глюкозу. А 17% белых крыс то пилн горькую, то становились великими трезвенниками. В опытах мы стремились исключить невротизирую- щие или стрессовые воздействия. Животные получали полноценный корм с дополнительным набором витаминов, чтобы исключить пристрастие к алкоголю из-за энергетической или витаминной недостаточности. И вот в пределах одной генетической линии оказались «пьющие» и «непьющие» грызуны, что обусловлено различием в обмене веществ. Выходит, что пристрастие к спиртному базируется на патологической основе: отклонениях в обмене веществ у «кандидатов в алкоголики». В группе «пьющих» животных молодые легче и быстрее привыкали к алкогольному раствору. Самцы пили больше, охотнее н чаще самок. У захмелевшего самца наступал период повышенной двигательной активности, а потом вялость. У самок алкоголь угнетал нервные центры, регулирующие половое поведение Подавляющее большинство самок-алкоголичек плохо обращались с новорожденными и часто их душили. Индивидуальность обмена веществ, от которого зависит влечение животных к алкоголю, вовсе не исключает воздействия внешней среды. Звуковая изоляция или содержание белых крыс в темноте способствовали повышенному употреблению спиртного. Кроме того, крысы и золотистые хомячкн, запертые в индивидуальных клетках, выпивали на 20— 25% алкоголя больше, чем в клетках-общежитиях. Вероятно, это было реакцией на стресс, реакцией на одиночество. Мы невольно переносим наши понятия и психологические мерки на состояние животных. А между тем в развитии человеческого алкоголизма переплетаются социальные, психологические и физиолого-биохимические факторы, сложным образом действующие на центральную нервную систему. Когда в зоопсихологии появятся обстоятельные исследования о действии алкоголя, наркотиков нли фармакологических средств на поведение животных в естественных условиях, тогда, по-видимому, можно будет говорить о специфике проявления алкоголизма и наркоманий у людей.
Технология и природа «Живое серебро» и медленная смерть Джон Дж. ПУТМАН (США) В знаменитой «Алисе в Стране Чудес» Л. Кэрролла есть такой персонаж — Сумасшедший Шляпник, речь которого отличается бессвязностью и непоследовательностью. Это не выдумка писателя: бессвязная и невнятная речь — симлтом ртутного отравления, от которого часто страдали в прошлом веке рабочие шпвпных фабрик. А в последние годы массовые отравления ртутью были зарегистрированы в разных странах мира у людей, которые как будто бы и не должны были соприкасаться с ртутью или ее соединениями. Более 50 человек погибли в Минамата (Япония); целав семья получила ртутное отравление в Аламогордо (США); 6000 человек были отравлены ртутью и 500 из них погибли в Ираке... Загрязнение среды соединениями ртути, широко применяющимисв в промышленности, приобрело угрожающие размеры и привлекло к себе внимание мировой общественности. Недавно американский журнал 75
«Notional Geographic» напечатал посвященный этой проблеме репортаж своего специального корреспондента, сонращенный перевод которого мы публикуем. Занимаясь проблемой ртути, я объездил все Соединенные Штаты и побывал во многих других странах: в Испании, где это вещество добывают с незапамятных времен; в Японии, где десятки подростков все еще страдают от ртутного отравления, которому они подверглись еще до своего рождения; в Швеции, где научные и правительственные учреждения первыми стали изучать ртутную опасность, пытаясь спасти исчезающие виды птиц. Сведения, которые я собрал, порой противоречивы, но все сходятся в одном: ртутные отравления — это хрестоматийный пример той проблемы, с которой нам придется еще много раз столкнуться в наш химический век. Уроки, которые мы извлечем иэ этого опыта, помогут нам в решении будущих задач. ГОРОД, ЖИВУЩИЙ РУДНИКОМ Чтобы ощутить атмосферу тайны, окружавшую ртуть в древности, я отправился на рудник, который прославился еще во времена Плиния. Расположенный в горах Сьерра-Морена, в 130 милях юго-западнее Мадрида, этот рудник и сегодня остается богатейшим в мире. Город, стоящий на руднике, так и называется Альмаден, что означает «рудник». — Наш город существует только благодаря руднику, — сказал мне здешний священник Хесус Каррион. —Это неотделимая часть нашей жизни. Его штольни проходят под нашими домами^ а новый шахтный подъемник возвышается рядом с развалинами замка XII века. Почти из каждой семьи кто-то работает в шахте. По правилам, введенным еще двести лет назад, шахтерам разрешается работать не более восьми дней в месяц, так что у них остается время для дополнительного заработка. Наши горняки — еще и парикмахеры, адвокаты, торговцы... На следующий день я спустился вместе с шахтерами на 500-метровую глубину в недра земли. Помощник главного инженера 76 рудника Габриэль Вигара Кастильо пояснил мне, что руда залегает здесь тремя почти вертикальными пластами; они названы по именам святых: «Сан-Педро и Сан-Диего», «Сан-Франциско», «Саи-Николас». Я спросил, на сколько времени здесь еще хватит руды. Он пожал плечами: — Мы этого просто не знаем. Но уверены, что рудник проработает еще много лет. Вслед за вагонетками с рудой я поднялся наверх. Видел, как гигантские машины дробят ее, как ее обжигают и испаряют в печах. В отделении готовой продукции рабочий вручную открывает кран и разливает серебристую жидкость — очищенную до 99,9% ртуть — в стальные бутыли емкостью 2,В литра. В каждой бутыли помещается около 35 кг ртути. Мне сказали, что через этот кран проходит- около 15% всей ртути, производимой в мире, —1350 тонн в год. Перед отъездом из Альмадена я побывал с доном Хесусом в шахтерском госпитале. Госпиталь был почти пуст — всего несколько больных. На одного обвалился камень, другого ушибла крепежная балка. Стены одной из комнат увешаны мощными лампами, а на полу размечена кольцевая дорожка. * — Шахтеры называют эту комнату пляжем, — сказал мне дон Хесус. — Бывает, что рабочий надышится в шахте парами ртути, и у него появляется первый признак отравления — начинают дрожать руки и ноги. Если симптомы достаточно серьезны, врачи направляют его сюда для лечения. Человек раздевается и ходит по кругу в жарком свете ламп. Ртуть выходит из организма вместе с потом. ПЕРВОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ Еще Плиний знал, что работать с ртутью опасно. По мере развития промышленности ртуть находила себе новые и новые области применения, и ртутные отравления становились все чаще. При производстве фетровых шляп, например, шерсть опускали в чаны с раствором азотнокислой ртути, чтобы она стала мягче. Через кожу и дыхательные пути ртуть проникала в организм рабочих. Последствия были печальными: дрожь, потеря зубов, нарушения походки,
психические расстройства. Легенда гласит, что прототипом Сумасшедшего Шляпника из «Алисы в Стране Чудес» Льюиса Кэрролла был один из таких больных. С течением времени ртутные отравления стали поражать рабочих других отраслей промышленности. Ртуть начали применять в производстве боеприпасов; ею заполняли термометры; с ней работали лаборанты. От ртутных отравлений страдали даже английские полицейские: краска для снятия отпечатков пальцев, которой они пользовались, тоже содержала ртуть. Однако такие отравления все еще считались профессиональным заболеванием, которого можно избежать, если принять нужные меры предосторожности. И только двадцать лет назад люди получили первое предупреждение о том, что за использование чудесного металла приходится расплачиваться не только единичными профессиональными отравлениями. В 1953 году рыбаки из маленького японского городка Минамата на острове Кюсю и окрестных деревень стали жертвами таинственной и страшной болезни. Я видел в этих местах людей, которые все еще страдают от ее последствий. Шинобу Сакамото пятнадцать лет. Она живет в деревне Юдо. Когда она вошла в комнату, где мы с ее матерью разговаривали за чашкой зеленого ча*Г, меня пораэила ее красота: миндалевидные глаза, веселая улыбка, хрупкая фигура. Она швырнула на пол портфель и заговорила с нами. Но разговор давался ей с трудом — слова получались искаженными почти до неузнаваемости. Миссис Сакамото сказала ей что-то, и девочка дергающимися, неровными шагами вышла в другую комнату. Шинобу была одной из 202 жертв массового отравления рыбой, выловленной в заливе Минамата. 52 человека погибли, среди них — старшая сестра Шинобу. Шинобу отравилась, еще не родившись. У самой миссис Сакамото никаких признаков заболевания не было. Но яд, попавший в ее кровь, проник через все барьеры и отравил ребенка. — Вначале мы ничего не знали о ее болезни, и только когда ей было года три, заметили, что она плохо ходит, не может прямо держать голову, часто падает. ^\ы отвезли ее в больницу. К тому времени причину отравления уже знали. И мне сказали, что болезнь неизлечима. Нам оставалось только надеяться, что она все-таки научится ходить. Потом мы молились, чтобы она смогла пойти в школу. А теперь .у нас одна мечта — чтобы она научилась обходиться без нас к тому времени, когда мы уже не сможем за ней ухаживать... Сейчас Шинобу уже может есть ложкой, но не справляется с палочками для »\\>У* Один на первых признаков отравления ртутью — нарастающая дрожь в пальцах. Больной не может обвести карандашом нарнсоввнную на карточке волнистую линию 77
Пары ртути, выделяющиеся уже при комнатной температуре, особенно опасны тем. что невидимы н не имеют эвпвм. Нв »той фотографии сосуд с ртутью освещен слрава обычным, а слевв ультрафиолетовым светом. Нв прввом экране видно то, что не видно ■ обычном свете, — поднимающиеся из сосуда пары ртути (они поглощают ультрвфиопет) еды. Одевается она сама, но ей трудно застегивать пуговицы. Доехать на автобусе до специальной школь» она может, но детские игры ей недоступны: она с трудом ходит и в любой момент может упасть. Миссис Сакамото показывала мне тетрадь девочки, исписанную иероглифами. Некоторые были написаны правильно, другие представляли собой бессмысленные каракули. — Она пишет фразы, которые мы не можем разобрать,— сказала миссис Сакамото. Я спросил, понимает ли она свою дочь. — Обычно только жесты. Но одно слово я могу понять — это «мама». Я видел и других больных: крепко сложенного молодого человека, который не мог работать — его не держали ноги; тринадцатилетнюю девочку, которая день и ночь лежала на соломенной циновке, слепая, неподвижная, время от времени сотрясаемая бессмысленным смехом; старика со сведенными руками и ногами... Когда в Минамата появились первые случаи отравления, местные врачи ставили самые различные диагнозы: опухоль мозга, паралич, сифилис, японский энцефалит. Три года спустя, когда число больных перевалило за тридцать, врачи поняли, что имеют дело с эпидемией, и обратились за 78 помощью в город Кумамото, в медицинский институт. Анализ обитателей моря и обследование пострадавших показали чрезвычайно высокое содержание ртути: 24 мг/кг в живущих около берега мелких крабах, 144 мг/кг в почках больных. Дальнейшие исследования обнаружили причину загрязнения — сточные воды крупнейшего промышленного предприятия города — «Чиссо Корпорэйшн». Предприятие выпускало удобрения, химические полупродукты, пластики и синтетические волокна. Примерно за год до появления первых случаев отравления завод приступил к массовому производству ацетальдегида и винилхлорида, используемых при производстве пластических материалов. В качестве катализаторов применялись соединения ртути. Загрязненные ею сточные воды сбрасывали в залив. Ртуть скапливалась в тканях рыб и крабов, а затем попадала в организм людей. Трагедия Минамата повторилась в 1964 году в городе Ниигата, на острове Хонсю. После этого японское правительство учредило специальное агентство по борьбе с промышленными стоками. Врачи надеются, что случай в Ниигата будет последним. Сейчас завод в Минамата уже не сбрасывает свои сточные воды в море. Содержание ртути в воде снизилось, и рыбаки вновь получили возможность ловить здесь рыбу. РТУТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ В ШВЕЦИИ 8 то время как в Минамата от ртути погибали люди, в Швеции начали исчезать птицы. Шведские фермеры протравливали семена ртутными соединениями. Птицы, питавшиеся такими семенами, погибали. Анализы показали, что в организме погибших птиц очень высоко содержание ртути. Меры были приняты не сразу. Фермеры пользовались ртутными соединениями для обработки семян с начала 40-х годов и получали отличные результаты: урожаи росли, болезни растений значительно сократились. Но затем последовало событие, заставившее шведов начать решительное наступление на ртуть: австрийские органы
здравоохранения не пропустили партию яиц, закупленных в Швеции. Правда, ней- тронно-активационный анализ показал, что эти яйца все-таки соответствуют установленным нормам содержания ртути, и спорная партия была продана. Но в результате этого исследования открылся настоящий ящик Пандоры. Выяснилось, что шведские сельскохозяйственные продукты, в том числе мясо, содержат в два-четыре раза больше ртути, чем производимые в Дании и других европейских странах, где ртутные протравы не применяются. Стало очевидно, что часть фермеров в нарушение закона скармливает животным протравленные семена. Кроме того, было установлено, что часть ртути, использованной при протравливании, переходит . в урожай. Шведские ученые обнаружили также повышенное содержание ртути в рыбе. В этом случае, правда, причиной было не протравливание, зерна, а сброс содержащих ртуть сточных вод шведскими промышленными предприятиями. К 1966 году шведское правительство запретило применение ртутных протрав в сельском хозяйстве. Ждать результатов пришлось недолго. Содержание ртути в шведских продуктах упало до уровня других европейских стран, и птицы вернулись в те районы, где они совсем или частично исчезли. Но до полного решения проблемы еще далеко. Во-первых, в осадках рек и озер отложилось довольно много ртути, высокое содержание которой продержится там еще десятки лет. Практичных методов удаления или нейтрализации этих осадков пока разработать не удалось. Во-вторых, еще многое остается неизвестным. Сейчас в «черном списке» числится около одного процента водоемов Швеции. Примерно для половины из них причина загрязнения выяснена — это сброс сточных вод. Но в остальных случаях источник ртути пока не установлен. Немалую роль, возможно, играют атмосферные загрязнения.. Работы в этой области еще только начинаются. ОБЩЕСТВЕННОСТЬ США ОБЕСПОКОЕНА Американские ученые сделали для себя выводы из трагедий Японии и Швеции. В 1969 г. Управление по контролю за качеством пищевых продуктов и медикаментов США установило верхний предел содержания ртути в рыбе — 0,5 мг/кг. После обследования уже выпущенных в продажу рыбных консервов было изъято 12,5 миллионов банок консервированного тунца. Министерство сельского хозяйства США запретило использовать соединения ртути для протравливания семян. А министерство внутренних дел обследовало территории промышленных предприятий для определения степени загрязненности ртутью и возбудило судебные дела против девяти химических заводов. Более тридцати штатов обнаружили ртуть в своих реках и озерах, а штаты Мичиган и Огайо наложили ограничения на лов рыбы. Ученые подсчитали, что в 1970 г. одна только хлорная промышленность выбрасывала в окружающую среду более 450 тонн ртути в год. А два месяца спустя после судебных процессов по делам о загрязнении на 50 обследованных предприятиях сброс ртути в водоемы сократился на 86%- Некоторым отраслям промышленности приходится вообще отказаться от использования ртути. В 1972 г. Агентство по охране окружающей среды запретило добавлять ртуть в защитные краски, предохраняющие материалы от повреждения живыми организмами. Только для этой цели потреблялось около 350 тонн ртути в год. Но ртуть по-прежнему применяется в производстве электрических ламп, переключателей, батареек, в зубном протезировании, в лабораторной технике и во многих других областях. Замены ей здесь не найдено... Сокращенный перевод с английского А. ЧАПКОВСКОГО От редакции. Большие опасения вызывает у ученых всего мира загрязнение среды we только ртутью, но и другими тяжелыми металлами: свинцом, медью, цинком. Об этой проблеме и о мерах борьбы с опасностью, грозящей биосфере, будет рассказано в одном из ближайших номеров «Химии и жнз ни». 79
А поч*-' ■ м не*|. Метр — всему голова В. О. БЕКЛЯМИШЕВ Человек стремится дать количественную оценку всему, что его окружает. Но чтобы измерить ту или иную величину, необходим соответствующий эталон, определенная мера. Скажем, в качестве меры длины принято использовать метр, определяемый как 1 650 763,73 ^длины волны, излучаемой при переходе электрона атома криптона-86 между уровнями 2р10 и 5d5; в качестве меры массы — массу международного прототипа килограмма, хранящегося под Парижем; в качестве меры времени — секунду, равную 9 192 631770 периодам колебаний волны, излучаемой при переходе электрона между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133... Эти единицы измерения наряду с некоторыми другими составляют основу современной международной системы СИ. То, что таких единиц несколько, кажется вполне естественным: ведь не годится же использовать секунды для измерения массы, а килограммы—для измерения расстояния! Вместе с тем, многочисленность эталонов вредит точности измерений, поскольку каждый эталон определяется с большей или меньшей, но неизбежной погрешностью. А нельзя ли все же сократить число основных единиц? Более того, нельзя ли построить всю систему единиц на основе од- ного-единственного эталона? На первый взгляд эта задача представляется совершенно неразрешимой. Однако создать унитарную систему мер (УСМ), в которой в качестве единственного произвольного эталона используется мера длины (скажем, общепринятый метр)., оказывается возможным, если использовать взаимосвязи между физическими величинами, установленные самой природой. В соответствии со специальной теорией относительности скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчета. Если в качестве произвольного эталона длины использовать метр, то скорость любого тела можно определить как отношение расстояний, пройденных за одно и то же время телом, скорость которого мы хотим измерить, и квантом света, скорость которого есть мировая константа Прн таком определении скорость окажется безразмерной 80
величиной, а время получит размерность [М] Чтобы определить в системе УСМ массу, воспользуемся известной формулой классического радиуса элементарной частицы: е2 г° с2т Из этой формулы следует, что е2 I m ■■? х- То есть масса элементарной частицы есть величина, обратная ее классическому радиусу (значит, является мерой кривизны!), н ее размерность в системе УСМ будет {М~1]. Отношение же квадрата заряда электрона к квадрату скорости света представит собой коэффициент перевода массы, измеренной в килограммах, к массе, измеренной в обратных метрах. Рассуждая аналогичным образом, можно найти взаимосвязи и между другими физическими величинами, определенными в многокомпонентной системе СИ и одноком- понентной системе УСМ. Эти взаимосвязи приведены в нижеследующей таблице (во избежание путаницы величины, измеренные в системе УСМ, обозначены символами со штрихами вверху). Измеряемая величина Длина Время Масса Скорость Ускорение Сила Импульс Энергия Частота Момент импульса си М сек кг М/сек М/сек2 кгх X М/сек2 кг • М/сек кг л хМ2/сек2 сек-1 | кгХ хМ2/сек УСМ М М м-1 — м-1 м-2 м-1 м-1 1 м-1 — Формула перехода от СИ к УСМ V - т' V' а' F' -- Г £' V - Н' 1 tc с 1 "-Г 1 Нг с '"•IT Е1Г 1 ~»-7 Какие еще перспективы открывает УСМ? Оказывается, многие соотношения физики в ней заметно упрощаются — обратим внимание хотя бы на то, что важнейшие мировые константы — скорость света и постоянная Планка — оказываются безразмерными, а постоянная тонкой структуры, равная 7i37, оказывается величиной, обратной постоянной Планка... Или еще рассмотрим такое соотношение, как закон Кулона. Обычно его записывают следующим образом; F«k£. Если же использовать выведенные выше формулы перехода, то в системе УСМ закон Кулона приобретет более простой вид: Р К^ То есть в системе УСМ сила взаимодействия двух элементарных частиц зависит только от расстояния между ними. Это и естественно, поскольку заряд электрона есть его неотъемлемое свойство. Трудно заранее сказать, каким будет результат аналогичного пересмотра других соотношений физики. Кажется лишь несомненным, что они тоже упростятся, поскольку в построении самой УСМ используется основное свойство пространства-времени. И кто знает, быть может, УСМ позволит увидеть мир более гармоничным, нежели он нам представляется сейчас. От редакции. Напоминаем читателям, что за правильность рассуждений и выводов в заметках раздела «А почему бы н нет?» ручаются только авторы... 81
последние известия Нет, то была не черная дыра! Гипотеза о том, что Тунгусский метеорит был черной дырой, не подтверждается. В прошлом году американские ученые А. Джексон и М. Риан выдвинули гипотезу о том, что взрыв, раздавшийся над Тунгусской тайгой 30 июня 190В года в 0 часов 17 минут по Гринвичскому времени, вызван столкновением Земли с черной дырой («Химия и жизнь», 1974, № 12). Черная дыра имела микроскопические размеры, но весила многие миллиарды тонн. Двигаясь со скоростью около 30 километров в секунду, черная дыра пронзила Землю насквозь и через 15 минут, выйдя в Северной Атлантике, удалилась в космос. Для проверки гипотезы ее авторы предложили изучить судовые журналы кораблей, плававших в июне 1908 года в Северной Атлантике. Здесь при выходе черной дыры в атмосферу должен был наблюдаться взрыв, подобный тунгусскому. Судовые журналы пока никто не изучал. Но, как сообщает журнал «Nature», физики из Техасского университета (США) В. Бэсли и Б. Тинслей изучили показания микробарографов в Кембридже и Лондоне за 30 июня 1908 года. В 5 часов 05 минут по Гринвичу микробарографы в Кембридже, а в 5 часов 15 минут и в Лондоне зарегистрировали взрывную волну. По-видимому, от взрыва в Тунгусской тайге. Это следует, из того, что, во-первых, она пришла с востока — сигнал в Кембридже, расположенном восточнее, был зарегистрирован на 10 минут раньше, чем в Лондоне. Во-вторых, время ее распространения (примерно 5 часов) соответствует расстоянию до места взрыва E720 км) и скорости звука. В соответствии с гипотезой о черной дыре, подобный же взрыв должен был произойти в Северной Атлантике примерно в 0 часов 30 минут. Сигнал от него достиг бы территории Англии примерно на три часа раньше и должен был быть намного сильнее, так как расстояние до этого места значительно меньше. Однако ни в Лондоне, ни в Кембридже подобный сигнал отмечен не был. Бэсли и Тинслей считают более вероятным прежнее предположение — что Тунгусский метеорит был ледяным ядром кометы. Кандидат физико-математических наук Г. ВОРОНОВ
последние известия Лейкоциты в зимней спячке Из крови сусликов, погруженных в зимнюю спячку исчезают почти все лейкоциты. Такое удивительное наблюдение сделали .сотрудники Института цитологии и генетики СО АН СССР в Новосибирске («Известия АН СССР, сер. биол.», 1975, № 3). Эксперименты были поставлены над сусликами, обитающими в степях и полупустынях Сибири 'и Алтайского края. Залегают в спячку эти суслики б августе — сентябре, просыпаются в марте — апреле. Животных содержали в специальном подвале, где уело-, вия их обитания были аналогичны условиям зимовки в природе. Перед тем как суслики залегли в спячку, были сделаны контрольные измерения температуры их тела и определено число лейкоцитов в крови. Результаты: 33—36°С и 6000—7000 лейкоцитов в одном кубическом миллиметре крови. Через .три недели после начала спячки температура тела снизилась до 13°С, а число лейкоцитов — до 4000. В ноябре — декабре температура была около 6СС, лейкоцитов стало 2000. В феврале — 4°С и 1500 лейкоцитов. До пробуждения температура больше не падала, а число лейкоцитов постепенно продолжало снижаться и достигло4 минимума — 500 клеток в 1 мм3 крови. Вместе с тем нарастал вес селезенки, в которой эти клетки, по-видимому, накапливались. В момент весеннего пробуждения зверька, а также и тогда, когда его среди зимы будил экспериментатор, температура тела поднималась до 37°С, а лейкоцитов в крови становилось очень много — до 9000. Что означает это наблюдение? Во-первых, оно свидетельствует, что содержание лейкоцитов в крови связано не только со снижением интенсивности обмена веществ в организме. Ведь в марте температура тела не снижалась, а лейкоцитов становилось все меньше. Во-вторых, по-видимому, лейкоциты практически не нужны животному, пока оно пребывает в спячке — контакты с другими животными отсутствуют, нет угрозы инфекции, микроорганизмы на холоду тоже мало деятельны. А когда суслик просыпается, то лейкоциты становятся ему необходимы, селезенка немедленно выбрасывает их в кровь, и животное уже готово вступить в активную жизнь с ее многочисленными инфекциями и прочими напастями. Остается пока неясным, не кроются ли за изменением в числе лейкоцитов какие-то важные механизмы регуляции спячки, в которой животное проводит примерно полжизни. Может быть, лейкоциты мешают спать? Н. ЛЕСНЫХ 83
Возраст и иммунитет Любая болезнь в старости переносится тяжелее. Не составляют исключения и инфекционные заболевания. В чем уступает здесь старик юноше? Что ослабевает в иммунной системе при старении? Очень важно понять, чем именно хуже старая иммунная система, — ведь только тогда можно попытаться ее исправить. Иммунологи исследовали, во-первых, качество работы лимфоцитов — клеток иммунной системы. Во-вторых, старались выяснить, не иссякает ли с возрастом тот источник, из которого лимфоциты берутся,— стволовые кроветворные клетки. Стволовая клетка — это клетка, от которой, как от ствола, происходят все остальные, своеобразный предшественник всех прочих клеток. В ходе развития организма в процессе первичной специализации возникает и специализация самих стволовых клеток. Скажем, от стволовой клетки, потомки которой становятся мышечными кле- 84 тками, не могут возникнуть нервные клетки или, например, лимфоциты. Нас будут интересовать здесь только стволовые клетки того типа^ от которых возникают лимфоциты; это кроветворные стволовые клетки. Стволовые кроветворные клетки облада- } ют способностью свободно блуждать по организму, покидать, например, костный мозг, временно поселяться в каком-либо органе, выходить вновь в кровоток или лимфоток и оседать в новом районе. Это позволяет вездесущим стволовым клеткам быть всегда как бы в курсе дел всего организма. И как только начинает не хватать лимфоцитов в том или ином месте, кроветворная стволовая клетка быстро восполняет потерю. Стволовые клетки, подобно летучим голландцам, проносятся в соленой, как море, крови и оседают в разных частях нашего тела, чтобы опять сняться с якоря. Интересно, дот я никак еще и не объяснено, ч*аптв?щентрация интересующих нас стволовых клеток в крови подвержена циклическим изменениям: утром после сна их вдвое больше, чем к вечеру (соответственно 26 и 14 на 1 мл крови). Как проследить за всеми этими миграциями? Основной прием для подсчета числа стволовых клеток такой. Животному, у которого собственные стволовые клетки ин- активированы облучением, вводят суспензию изучаемых клеток. В отличие от всех остальных клеток стволовые кроветворные клетки через 7—12 дней образуют четко видимые простым глазом колонии — бугристые утолщения на поверхности селезенки. Одна такая колония возникает из одной стволовой клетки, что позволяет вести строгий количественный учет. Можно и не вводить посторонние клетки, а просто на время облучения экранировать небольшой участок костного мозга (например, прикрыть свинцовым щитком лапу мыши). Тогда вскоре после облучения у нее в селезенке появятся вновь бугристые утолщения, и это свидетельствует о постоянном расселении собственных стволо- ^ вых клеток. За последние годы накапливалось все больше сведений, что при старении организма весьма уязвимым оказывается имен-
но это звено — циркуляция стволовых клеток. Московские исследователи Р. М. Хаитов и В. С. Егорова доказали, что у старых мышей число мигрирующих стволовых клеток в 3—4 раза меньше, чем у молодых. И общее число стволовых клеток в старо- < сти тоже снижается, особенно в селезенке. Бродят по организму не только стволовые кроветворные клетки. Постоянно мигрируют их потомки — лимфоциты, защищающие нас от инфекций. Оказалось, что их миграция тоже очень затрудняется с возрастом. Какие факторы регулируют обычно миграцию интересующих нас клеток — пока неизвестно. Удалось, однако, отыскать вещества, введение которых в организм усиливает циркуляцию клеток. В 1962 г. им- муноморфолог Э. Кронкайт заметил, что введение телятам больших доз отрицательно заряженного природного полиэлектролита — гепарина вызывает быстрый выход лимфоцитов в кровь из лимфатических узлов и из селезенки. Спустя несколько лет другой — на этот раз синтетический полиэлектролит, полиметакриловую кислоту — v , ввели крысам. Результат оказался тем же. Следующий шаг сделал американский исследователь В. Браун. Он ввел старым мышам синтетические полинуклеотиды и убедился, что эти полиэлектролиты стимулируют иммунитет. Если у старых животных число антителообразующих клеток составляло всего 15% от числа активных клеток молодых мышей, то введение полинуклео- тидов увеличило этот показатель втрое. Недавно группа московских иммунологов — Р. В. Петров, Е. А. Кабанова и их соавторы — применили другой синтетический полимер — поли-4-винилпиридин. Оказалось, что и он в 3—5 раз усиливает миграцию стволовых кроветворных клеток и лимфоцитов. Контрольный опыт показал: в селезенке у молодых мышей 25 000 образующих антитела клеток, у старых — лишь 1500. Когда старым мышам ввели . полиэлектролит, число антителообразующих клеток у них быстро подскочило до 23 000. И в этом случае произошло как бы иммунологическое омоложение мышей. Итак, можно считать доказанным, что в старости нарушена миграция клеток. Но нарушена не только она. Уменьшается число стволовых клеток и лимфоцитов. Ухудшаются и «деловые качества» старых лимфоцитов (даже если их перенести для проверки активности в организм молодого животного). Стоит заметить, что в старом организме неблагоприятна среда и для молодых клеток. Если селезенку молодых мышей перенести в организм старых (и .облученных, чтобы их собственные клетки не мешали оценке результатов), то эта молодая селезенка начинает в своем «новом, но старом» доме плохо работать... Это наблюдал ведущий американский иммуногеронто- лог Т. Макинодан. Так что, старея, мышь впадает в детство, по крайней мере — им- мунологически. Конечно, все эти опыты — лишь начало пути. Очень многое остается неясным. Нужно ли стимулировать у старых животных миграцию только стволовых клеток или только их потомков-лимфоцитов? Почему вообще с возрастом снижается число стволовых кроветворных клеток, если стволовые клетки способны в принципе неограниченно размножаться? Как долго будет длиться стимулирующий эффект полиэлектролитов или других веществ и можно ли будет применять такие стимуляторы в клинике? Быть может, когда-нибудь ангину станут отменять глотком коктейля, стимулирующего клеточные миграции. Может быть, будет составлен напиток, который заставит нашу вилочковую железу, управляющую всей иммунной системой, усиленно выбрасывать в кровь свои гормоны и эти гормоны будут стимулировать, пусть на короткий срок, но мощно всю иммунную систему. Но изучение эндокринологии иммунитета только начинается. Р. ВОЗЛИН 85
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ДОРОГУ ОЗОНУ! |0 том, что озон уничтожает вредоносные бактерии, известно давно; врачи рекомендуют многим больным отдыхать в сосновом лесу, для освежения и очистки воздуха ставят озонаторы, воду для питья и для бассейнов обрабатывают озоном. Однако если в воздухе озон распределяется равномерно, то с водой дело обстоит несколько сложнее Чтобы проложить озону дорогу в водной толще, предложено использовать его одновременно с ультразвуком. Звук высокой частоты дробит воду на мельчай- ние капли; площадь поверхности, на которую действует озон, резко увеличивается, и микроорганизмы быстрс гибнут. Сообщивший о( этом журнал "Popular Sci ence" A975, № 2) отмечает, что эффективность способа исключительно высока: даже через трн дня после обработки в воде по-прежнему нет бактерий. «ГОРМОН СМЕРТИ» Каждую осень желтеюг и вянут все растения, от редиски до каштана (кроме, конечно, вечнозеленых). Но почему прн этом на самом деле погибают -толькс однолетники, а у многолетних это осеннее умирание только кажущееся? И почему двулетники способны перетерпеть одну зиму и погибают с приходом другой? Как сообщает журнал "Science . News" (т. 106, № 20), исследователи из университета штата Мичиган (США) Л. Нуден и С. Шрейер считают, что сигнал к самоубийству дают растению его собственные семеиа. Созревание семян означает, что растение исполнило свое жизненное предназначение и должно умереть, чтобы освободить место для потомков. И семена начинают выделять какое-то химические соединение — «гормон смерти», под действием которого жизненные процессы в растении прекращаются навсегда. И действительно, если обрывать завязи в тот момент, когда онн только еше начинают созревать, можно заметно продлить цветение однолетних растений. Сейчас исследователи пытаются выделить «гормон смерти». КАЗАЛОСЬ БЫ, ТАКАЯ МЕЛОЧЬ... Такой несерьезный на первый взгляд вопрос: на какой высоте от пола надо ставить кормушку для свиней? Какая вроде бы разница — лишь бы в ней был корм! А вот журнал "Feed- stuffs" A975, № 13) уверенно рекомендует: как можно ниже. Дело в том, что взрослые животные, согласно недавно проведенному исследованию, затаптывают примерно 25% кормов. Выходит, что четвертая часть фуража, белковых концентратов, гранулированных кормов пропадает зря. А если кормушка стоит у самого пола, да над ней есть щиток, который не дает свиньям без то^пку вертеть головой, то корм падает изо рта ие на пол, а обратно в кормушку. МАСЛО С БРУСНИЧНЫМ ЛИСТОМ Не исключено, что такое необычное сочетание принесет немалую пользу. Брусничный лист — давнишнее народное лекарственное средство — попробовали использовать как ингибитор окисления сливочного масла Высушенные и размолотые листья, добавленные к маслу, замедляли распад жиров, и срок хранения в некоторых случаях увеличивался втрое («Известия высших учебных заведений. Пи 86
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ щевая технология», 1975, № 1). К сожалению, ни на маргарин, нн на кулинарный жир брусничные листья такого благотворного действия не оказывают. ЧЕСНОК ХОРОШ СВЕЖИМ Свойство чеснока уничтожать вредоносные бактерии общеизвестно. Менее известно, как влияет на это полезное качество длительное хранение чеснока. Исследования, проведенные во Львове, показали, что на болезнетворные микроорганизмы сильнее всего действует свежий чеснок, а тот. что хранился несколько месяцев при температуре 16°С, теряет 2/з бактерицидных свойств. Немного лучше обстоят дела, если чеснок хранят прн температуре чуть выше нуля, однако н в этом случае половина его «силы» теряется. Словом, чеснок, как и прочие овощи, чем свежее — тем полезнее. СИНДРОМ ФАСОВЩИКОВ МЯСА Так назвали непонятную болезнь, которая поражала только фасовщиков мяса в США, причем носила явно аллергический характер. Поскольку само мясо не могло быть причиной, подозрение врачей пало на полнвинил- хлорндную пленку, в которую его заворачивают. Пары, которые образуются при разрезании этой пленки, действительно могут вызывать у некоторых людей сухость н жжение во рту, головную боль и тошноту, однако • у фасовщиков все эти симптомы были выражены сильнее и проявлялись чаще. Все прояснилось, когда исследователи стали изучать клей, которым наклеивают ярлыки. Как сообщил журнал «Medical News» (I975, № 12), синдром фасовщиков мяса — это комплексная реакция на пленку и клей: вместе онн действуют намного сильнее; чем каждый в отдельности. КЛАД ЗА ПЛАСТМАССОВОЙ БРОНЕЙ В Моиетном дворе Сан- Франциско собрана ценная коллекция золотых н серебряных изделий. Не полагаясь на электронные средства сигнализации, хранители коллекции решили принять дополнительные меры предосторожности на случай ограбления. Сначала они хотели забрать окна стальными решетками, но от этого пришлось отказаться: здание Монетного двора — памятник старины, тюремные решетки испортили бы его фасад. Остановились на другом решении: заменить оконные стекла шестнмилли- метровымн поликарбонатны ми листами. Пластмассовая броня в окнах и витринах музея прозрачна н непробн- ваема. Коллекцию пока не ограбили? ОСТАЛОСЬ ШЕСТЬ ПАР.. Только шесть пар «морских орлов» (правильнее — орлан-белохвост) осталось в Западной Европе, утверждают орнитологи. Последнее известное гнездовье этих птиц находится на западногерманском побережье Северного моря; летом прош лого года благодаря специально принятым мерам охраны там удалось сохранить отложенные орланами яйца. Однако птенцы вывелись только из двух яиц, так чтс рассчитывать на увеличение поголовья орланов не приходится. Причину бесплодия этих птнц экологи видят в сильном загрязнении Северного моря — морские орлы питаются, естественно, мор ской рыбой...
Недавно наша редакция отпраздновала десятилетие со дня выхода в свет первого номера «Химии и жизни». Но, наверное, мало кто из читателей знает, что еще в 20-е годы существовал журнал, который тоже назывался «Химия и жизнь». Его первый номер вышел 50 лет назад — 15 октября 1925 года. Начало 20-х годов. Гражданская война позади, но остались, ее следы — разруха, голод, безработица. И кроме того, — постоянная угроза новой интервенции... Будущую войну тогда представляли себе в первую очередь воздушно-химической. Создание авиации и подготовка к защите от химического нападения — такими были главные задачи оборонной работы. В 1923—1924 гг. в ответ на известный ультиматум Керзона в СССР возникли массовые организации трудящихся — Общество друзей воздушного флота (ОДВФ) и Общество друзей химической обороны и химической промышленности (Доброхим). Органом Доброхима и стал популярный журнал, который сначала назывался «Доброхим», а с октября 1925 г. получил название «Химия и жизнь». Это был журнал оборонного общества; издателем его был Госвоениздат; в состав редколлегии входили Ворошилов, Уншлихт, Якир, а сотрудники редакции на фотографиях, напечатанных в одном из номеров, одеты в военную форму. Под рубрикой «Химия на войне» журнал рассказывал об отравляющих веществах, огнеметах, противогазах. Но создание оборонно-химической промышленности было невозможно без общего подъема индустрии. А с другой стороны, всякое химическое производство, даже если главная его цель — выпуск военной продукции, не могло не принести огромную пользу всей экономике, самым мирным ее отраслям. «Не преследуя никаких завоевательных целей, а имея в виду только оборону страны на случай нападения врага, — писал в первом же номере журнала член его редколлегии академик В. Н. Ипатьев, — вновь образованное Общество Друзей Химической Обороны (Доброхим) будет всю свою энергию направлять для насаждения мирной химической промышленности, которая, несомненно, послужит для укрепления экономической мощи всего СССР». Поэтому в журнале рядом с чисто оборонными материалами печатались и статьи о новейших достижениях химии вообще, о химических заводах, о химизации сельского хозяйства. А кроме того, для читателей, которые впервые знакомились в этой наукой, журнал печатал всевозможные заметки учебного характера, описания простейших опытов, практические советы. Была даже заведена специальная рубрика «Химия и кустарь», где говорилось о том, как самому наладить производство мыла или как добывать эфирное масло из хвои. 15-тысячный тираж журнала был не так уж мал для того времени. «Журнал нашел своего читателя, понятный ему язык и, наконец, своего сотрудника и корреспондента (химкора), — отмечала редакция в 1926 г., на втором году существования «Химии и жизни». — Наши читатели: промышленный рабочий, учащийся трудовой школы, избач, сельский учитель, агроном, участковый врач и актив низовой ячейки Авиахима не только читают из номера в номер «Химию и жизнь», но, что отнюдь не менее важно, поддерживают деловую связь с редакцией, обращаются к ней со своими запросами...» Последний номер первой «Химии и жизни» вышел в июле 1926 г.; затем она была объединена с органом ОДВФ «Самолёт» в новый журнал — «Авиация и химия». В этом номере мы перепечатываем (в сокращении) несколько статей и заметок из той, старой «Химии и жизни». К ним поставлены наши, привычные читателям рубрики — это поможет сравнить старые материалы с нынешними, а проблемы, волновавшие авторов и читателей 20-х годов, — с сегодняшним днем нашей науки и техники.
"ХИМИЯ И ИЮНЬ" 20-е го Проблемы и методы современной неуки Атом — источник энергии Инженер Б. В. НЕКРАСОВ * Заветной мечтой ученых средних веков было научиться превращать различные металлы в драгоценное золото... Лишь недавно, в связи с открытием радия и последовавшим затем освещением вопроса строения атомов, вновь пробудился интерес к этому, казалось бы, окончательно безнадежному вопросу. Но... другие времена — другие мысли. В настоящее время вопрос ставится гораздо шире: не золота ищут современные ученые. [...] Они ищут новый .и колоссальный источник энергии, открывающий человече- , ству бесконечно широкие возможности дальнейшего развития культуры. [...] Энергия, выделяющаяся лри распаде радия и могущая выделиться даже при пре- * Сейчас автор этой статьи — видный ученый, член-корреспондент АН СССР, известный свонмн работами в различных областях химической науки и своим «Курсом общей химии», который выдержал 14 изданий и по которому училось не одно поколение наших химиков. А тогда, в 1926 г., он был 27-летним инженером, всего два года назад окончившим институт. — Ред. «Химии и жизни»-197^ вращении водорода в гелий, несмотря на громадную величину ее, далеко не представляет собой всю сумму энергии, заключенную в атоме. Получающиеся вещества (свинец — в лервом случае и гелий — во втором) содержат в себе еще гораздо больше энергии, чем выделилось ее лри переходе других веществ в них. Если бы удалось добиться полного выделения атомной энергии, т. е. полного превращения материи в энергию, то перед техникой открылись бы почти бесконечные возможности. Действительно, полная энергия количества «оды, помещающегося в обыкновенном наперстке, соответствует энергии, выделяющейся при сжигании 3000 т каменного угля. . Таким образом, развитие современной науки все более и более открывает нам самые сокровенные тайны материи. Все ближе и ближе подходим мы к тому моменту, когда можно будет сознательно, и в техническом масштабе управлять ею и направлять скрытые силы ее на решение новых грандиозных задач человечества. Но, прежде чем можно будет сказать, что задача решена, мы должны будем научиться не только вызывать эти силы, но и останавливать ид. Случайное преждевременное открытие способа освобождения внутриатомной энергии таит в себе и невероятную опасность. В результате начавшегося в каком-либо месте процесса распадения атомов температура .«может 'настолько повыситься, что начнется разложение соседних атомов, .за ними следующих и т. д. И в результате земля .превратится в раскаленную массу газа. «Химия и жизнь», 1926, № 4 Экономика, производство Государственный завод резиновой промышленности № 3 «Каучук» Красный директор А. ЛИДАК Завод «Каучук» — детище революции, испытавшее на себе тяжелые удары разрухи: не было сырья, особенно заграничного происхождения, не было топлива, голод заставил оставить завод наиболее квалифицированных мастеров, и рабочих В 1922 г., после побед на всех фронтах гражданской войны. «Каучук» начинает возрождаться... В настоящее время завод представляет из себя три четырехэтажных корпуса с общей кубатурой до 100.000 куб. метров... "Кроме пяти больших паровых котлов... завод обслуживается 118 электромоторами мощностью в Г682 лошадиных силы. Отличительной особенностью завода, ставящей его в ряды первых русских заводов, является почти полная его электрификация, дающая возможность работать мелким группам машин и да- 89
"ХИМИЯ И ЖИЗНЬ". 20-е годы же отдельным машинам, не пуская в ход всех механизмов данной мастерской. Завод производит: экн-вело-аэро-шины н камеры, разнообразные технические и хирургические изделия, игрушки, клеенку, линолеум и прорезиненные материн, эбонит, а в недалеком будущем открывает ремневый отдел. [...] , «Доброхимм, 1925, № 2 Сельское хозяйство К итогам всесоюзного совещания по борьбе с вредителями Наибольшее- .внимание организаций ло борьбе с вредителями в 1?23—24 гг. было направлено на борьбу с тук называемыми массовыми вредителями — саранчой, сусликами, полевыми мышами и головней. ...В минувшем году в СССР без Украины от саранчи было очищено химическими методами 483.000 десятин, от сусликов — 1.126.000 десятин, от полевых мышей — 175.000 десятин, протравлено посевного зерна — 4.700.000 пудов. [...] Совещанием было решено, не ослабляя борьбы с массовыми .вредителями, приступить к организации борьбы с другими вредителями ло- леводстаа, сада и огорода, виноградников и специальных культур... Совещание лри- знало, что методика борьбы с большинством так называемых «местных вредителей» недостаточно -изучена... Работы в этом направлении должны предусматривать детальное изучение биологии (образа жизни вредителей) и экологии (жизни вредителей в связи с окружающими условиями) с тем, чтобы На основе этих данных строить совершенные методы борьбы. «Доброхим», 1925, NS 3 Новости отовсюду ОРГАНИЧЕСКОЕ СТЕКЛО Двум австрийцам, Полляку н Рипперу, удалось получить продукт, претендующий на вышеприведенное название не в силу своего химического состава, но в силу некоторых из своих свойств. «Поллопас» получился при конденсации мочевины и формальдегида. Полляк и Риппер получили жидкость, которая под действием тепла сначала "постепенно сгущалась, а затем н затвердевала. Эта масса была такой же прозрачной, как и стекло, но в то же время не была хрупкой... К сожалению, «Поллопас» легко царапается?.. Из него можно будет делать автомобильные окна, оранжереи, фабричные вывески, а также легкие, небьющиеся принадлежности для путешествия. «Доброхим» 192$, № 3 ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА ОБРАЗОВАНИЕ ТОГО ИЛИ ИНОГО ПОЛА У МЛЕКОПИТАЮЩИХ Удалось доказать целым рядом опытов, что алкоголнзн- рсвание (впрыскивание спирта) самцов у белых мышей значительно увеличивает, число рождения именно самцов. ...Этн результаты объясняют гипотезой (предположением) .Корренса, ко-, торый предполагает наличие только одного рода янц у млекопитающих, уже заключающего в себе признаки того и другого пола. Решающее значение для определения пола имеют семянные нити (выделяемые мужской особью), которые содержат одинаковое число представителей как самок, так н самцов. Алкоголь является менее сильным наркотиком для семянных нитей, определяющих самцов, чем для нитей, определяющих самок... «Химия и жизнь», 1925, № 10 90
"ХИМИЯ И ЖИЗНЬ", 20-е годы Элемент №... Новое торжество периодического закона Менделеева ...Вальтер Ноддак н Ида Таке в сотрудничестве с О. Бергсом, в Берлине, открыли в платиновой руде два новых элемента, относящиеся к подгруппе марганца. Количество этих двух элементов на -земной поверхности ничтожно (всего менее одной десятимиллионной процента земной коры). Один из этих элементов назван латннскнм именем области в Восточной Германии — Мазурий (Masurium), другой — по имени Рейна — Рений (Rhenium). В результате химического и рентгеноскопического исследования им приписываются порядковые номера в периодической системе: 43* (Ма — Мазурий) и 75 (Re — Рений). «Доброхим», 1W5, NS 7 * Как выяснилось позже, авторы приняли за элемент № 43 прнмесн, не имеющие с ннм ничего общего. Истинный элемент № 43 был открыт только в 1937 г. Э. Сегре н назван технецием.— Ред. «Химии и жизни»- 1975. Что мы «дом Химия пищи п. эль Экономно ли жарить мясо. Вообще жареное мясо едя г охотнее, «ежели вареное; его приятный вкус объясняется тем, что оно содержит в себе весь мясной сок. Однако далеко не всем полезно именно жареное мясо, а во-вторых, надо принять во внимание, что при образовании жареной корочки часть жиров и белков, находящихся на поверхности, разлагается и теряется* для питания. Экономнее варить и тушить мясо, так как при этом ничто из питательных веществ не пропадает н часть их переходит в суп и овощи, что одновременно делает всю пнщу в целом вкуснее. А чем вкуснее пища, тем легче она, вообще говоря, и переваривается. «Химия и жизнь», 1926, № 5 Почему черствеет хлеб В обиходе принято думать, что черствение хлеба вызывается его высыханием... Однако давно уже было замечено, что в действительности хлеб при черствении теряет лишь незначительное количество влаги. Нормальное содержание воды в свежем хлебе — около 40%; черствый хлеб содержит влаги лишь на 2—3% меньше. Кроме того, опыты показали, что хлеб столь же быстро черствеет и о воздухе, насыщенном водой... Известно также, что если черствый хлеб подогреть, то он снова становится свежим, хотя содержание влаги в нем при этом уменьшается. [...] Работы голландского химика Катца пролили свет на истинные причины черственкя хлеба и указали некоторые пути для борьбы с этим неприятным явлением... Хлеб представляет собой пористую массу, состоящую из скоплений крахмальных зерен, склеенных между собой содержавшимися в муке белковыми веществами, которые под действием жара при выпечке свертываются. В свежем хлебе влага распределена более или менее равномерно и в белковых пленках, и в зернах крахмала, 91
"ХИМИЯ И ЖИЗНЬ". 20-е годы набухших и образовавших упругую клей- стероподобиую массу. При черствении крахмал теряет способность удерживать влагу; она переходит в белковые пленки и отчасти «испаряется, а масса клейстеризо- ванного крахмала распадается на отдельные зерна. Между ними образуются трещины и пустоты, хлеб становится твердым и ломким и легко крошится... Существует некоторая наивыгоднейшая температура, при которой хлеб наименее черствеет. [...] По данным работы проф. Н. А. Шилова, для обычного сеяного хлеба хемпература эта 65°С, для сладкого — около 55°, для кислого — около -45°. «Химия и жизнь», 1926, № 5 Консультации Очистка золотых колец от пятен йода Золотое кольцо, подвергшееся действию йода, опускают для очистки минут на 15 в стакан с раствором бисульфита (кислого сернисто-кислого натрия). Серебрение изделий из рога Хорошо обезжиренный предмет покрывают попеременно следующими растворами: а) насыщенным раствором галловой кислоты и 6) 20 весовых частей азотнокислого серебра (ля-. писа) в 100 частях воды. Попеременное покрывание указанными растворами продолжают до тех пор, пока вместо первоначального черного цвета не появится слабый серебристый блеск; после этого еще раз покрывают раствором серебра (раствор б). Серебрение заканчивают, протирая предмет мягкой тряпкой, смоченной раствором винного камня. «Химия и жизнь», 1926, № 6 Простейший способ для обнаружения гниения пищевых продуктов животного происхождения Приготовляется реактив, в состав которого входят 5 г соляной кислоты, 15 г 95° винного спирта и 5 г эфира. Смесь эту наливают в пузырек из чистого белого стекла так, чтобы дно пузырька покрылось жидкостью на полдюйма, после чего закупоривают и хорошенько встряхивают. Взяв на стеклянную палочку частицу продукта, подлежащего испытанию, открывают пузырек и быстро опускают в него стеклянную палочку, не касаясь ни стенок сосуда, ни содержащейся в нем на дне жидкости. Если, спустя несколько минут, с конца палочки начнет выделяться хорошо заметный туман (хлористый аммоний), окутывающий палочку, то это значит, что испытуемый, продукт (мясо, рыба и пр.) — не первой свежести, и в нем начался процесс гниения. Указанный способ помогает обнаружить начало гниения продуктов в таких случаях, когда обоняние не дает еще никаких указаний. «Доброхим», 1925, № 2 Н. А. СЕВЕРИНУ, Рыбинск. Для уничтожения волос на теле пользуются мазью, состоящей из 50 частей сернистого бария, 25 частей рисового крахмала и 25 частей картофельной муки. Все это в сухом виде тщательно растирается. Перед употреблением смесь замешивают с водой в густую кашицу и затем ее наносят на кожу. Через 5—7 минут эту кашицу вместе с волосами снимают тупой стороной ножа* «Химия и жизнь», 1926, № 5 * Читатели, которые захотят воспользоваться этим советом, должны иметь в виду, что такой способ не рекомендуется применять для удаления волос на лице.— Ред. «Химии и жизни»-1975. 92
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК Почему красный свет? Я осаждаю серебро проще Торопись медленно Не забывайте про электричество! СВОИМИ ГЛАЗАМИ Почему красный свет? Каждый, кто занимается фотографией (а таких среди юных химиков очень много), знает, что печатать снимки можно не в абсолютной темноте, а при красном свете. Значит, фотобумага нечувствительна к красному свету. А как она относится к другим лучам видимого спектра? Наблюдать чувствительность фотобумаги к свету любой длины волны можно с помощью простого опыта. Для него надо достать трехгранную призму от старого бинокля (можно, конечно, н еще откуда-нибудь: годится любая призма, способная разложить белый свет). Свет через призму я направляла диапроектором, так как он дает поток большей интенсивности, чем простая лампа, и угол расхождения лучей меньше; а чем пучок^ ближе к параллельному, тем лучше. Белый свет, проходя через призму, преломляется, причем лучн с разными длинами волн отклоняются при переходе в другую среду на разные углы. Если поставить на пути пучка света лист белой бумаги, то на нем Мы увнднм все цвета радуги. Лист должен находиться на расстоянии нескольких метров, чтхзбы лучи успелн разойтись. Отметьте на бумаге расположение цветов, а затем в темноте прикрепите к ней фотобумагу, осветите н проявите ее. Вы увидите тогда, к каким лучам фотобумага чувствительна, а к каким нет. Этот опыт я ставила вечером, при задер- 4:000 3000 6000 длина волньг, А 7000 Нл,о Юным жи*г с 93
нутых шторах. Чтобы на фотобумагу не проник «посторонний» свет от диапроектора, я накрыла его черной материей в' несколько слоев, так что в темной комнате оставалась только разноцветная полоска на стене. Белую бумагу и фотобумагу я прикрепила прямо к противоположной стене комнаты. На рисунке хорошо видно, что фотобумага больше всего почернела в области синего и фиолетового цвета. Почернение уменьшается при переходе от синей области к красной, а в области красно-оранжевого цвета бумага не почернела совсем (я брала бумагу № 3, выдержка 1—2 секунды). Пленка, как и бумага, очень чувствительна к сине-фиолетовому свету. Ярко-синее небо на фотографии бывает обычно светлым, так как негатив получается очень темным, и поэтому трудно, например, снять пейзаж с облаками — они поосто не видны на светлом фоне. В заключение — немного теории. Энергия света, поглощенного веществом, может вызвать фотохимическую реакцию. Для этого свет должен обладать достаточной энергией, а она обратно пропорциональна его длине волны Л I Е hv --■ h~^- J. Этим и можно объяснить то, что красный свет (Л»7000 А) не действует на бумагу, а фиолетовый (Л а; 4000 А) действует. Но почему же тогда на черно-белую пленку действует красный свет? (Ведь ее при красном свете обрабатывать нельзя, только в полной темноте.) Дело в том, что в эмульсию пленки вводят вещества-сенсибилизаторы, которые делают бромистое серебро чувствительным даже к красному свету. Е. АБАКУМОВА, Москва, школа № 103, 10 класс ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ Я осаждаю серебро проще При обработке черно-белых фотопленок и бумаг в фиксаже скапливается серебро в виде комплексных ионов. Юный химик может выделить это серебро и использовать его для приготовления реактивов. Есть много способов; например, к 1 л фиксажа добавляют 5—6 г гидросульфита натрия и столько же безводной соды. Но я осаждаю серебро проще. Нужно опустить в отработанный фиксаж цинковую пластинку, скажем, от использованного гальванического элемента. Через 2—3 часа прозрачный раствор помутнеет. Во время осаждения раствор надо несколько раз перемешать. Пластинка покроется черным слоем серебра, который легко отделяется. Серебро надо тщательно промыть. Оно растворяется в азотной кислоте и может быть использовано для получения нитрата. Интересно, что железо и алюминий, в отличие от цинка, желаемого эффекта не дают — серебра выделяется очень мало. Ю. ЖУРАВЛЕВ 10-й класс, гор. Тольятти От редакции. Извлечение серебра из отработанного фиксажа — очень важная проблема; «Химия и жизнь» приводила уже различные способы (например, в № 7 за 1967 г. и в № 10 за 1969 г.). И все же мы еще раз верну-* лись к этой теме. Дело в том, что способ, предложенный Ю. Журавлевым, действительно удобен. Дополним его несколькими практическими рекомендациями. Чтобы серебро выделялось быстрее, на каждый литр фиксажа добавляют по 20 мл концентрированной соляной кислоты и кипятят раствор с цинком от получаса до часа (небольшое количество осадка AgCl по мере кипячения в значительной степени растворяется). Если надо получить чистый препарат серебра, то после растворения в азотной кислоте осаждают хлористое серебро — хотя бы поваренной солью, а затем хорошо промывают осадок AgCl н вновь восстанавливают соль до металлического серебра — формалином в растворе щелочи. Если нет форма- 94 Клуб Юный химик
лина, то можно прокипятить осадок с 20%-ным раствором едкого натра (ОСТОРОЖНО!), а образовавшуюся "окись серебра разложить, прокаливая в тигле. И в том и в другом случае получается мелкий порошок серебра черного цвета. Если надо получить металлический слиток, то лучше всего осторожно нагреть осадок AgCI в токе водорода (разумеется, такую работу можно вести только в химическом кружке, под наблюдением преподавателя). Получится серебро с металлическим блеском. Металл можно переплавить на хорошей горелке или в электрической печи (серебро плавится при 961°С) либо просто расплющить молотком. Таким же образом можно выделить чистое серебро из сплавов (скажем, из сломанных серебряных ложек). И последнее замечание. Чтобы получить наиболее распространенный препарат серебра — азотнокислую соль, ра'створ в азотной кислоте надо сначала осторожно упарнть в фарфоровой чашке до появления на поверхности пленки, а затем охладить н отфильтровать кристаллы. РАБОТАТЬ АККУРАТНО! НЕ ЗАБУДЬТЕ НАДЕТЬ РЕЗИНОВЫЕ ПЕРЧАТКИ И ОЧКИ! ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ! Торопись медленно! Прежде всего — ответы на дополнительные вопросы, которые были поставлены в прошлом номере журнала («Задача начинается с ответа»). 1. Нет. При указанном составе газовой смеси не хватит кислорода для полного окисления диоксида серы. 2. Из расчетной формулы нужно определить п при заданных значениях остальных величии. Поскольку оказывается, что п — = 21%, то, следовательно, газ можно довести до требуемого состава с помощью воздуха. 3. Не учтено изменение объема газов при обжиге, объем же не меняется только при обжиге свободной серы. Правда, в этом случае излишне включать в формулу величину т, так как она равна единице. 4. К основной расчетной формуле, данной в условии задачи, добавится еще один член: m +0,5 n(m —0,5) 100 CSO3 А теперь перейдем к новой задаче. В ней речь пойдет о скорости химических реакций. Чтобы провести реакцию между водородом и ларами йода, равные объемы обоих веществ смешали при определенных условиях и при этом зафиксировали некоторую начальную скорость реакции wH. Во сколько раз нужно увеличить объем одного из реагентов, чтобы при той же температуре и том же давлении начальная скорость реакции w H изменилась вдвое? (Решение — на стр. 98) Клуб Юный химии 95
ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ Не забывайте про электричество! Представьте себе, что вам предложили такую экспериментальную задачу: «Имея медь и соляную кислоту, получите хлорид меди (II)». Или такую: «Из меди, поваренной соли и воды получите оксид меди (И)». Странные задачи — они, кажется, невыполнимы... Не спешите с выводами1 Задачи вполне можно решить, если использовать постоянный электрический ток. О том, как ставить такие эксперименты, рассказывают члены химического кружка Ленинградской городской станции юных техников А. Богородицкий, В. Гуревич, В. Соколов, А. Суворов, К. Тудоров- ский, И. Хейфец (руководитель— Н. А. Паравян). Несколько слов о необходимом оборудовании. Источником постоянного тока может служить трансформатор-выпрямитель для детской железной дороги на 2—12 в нли преобразователь ^.электрического тока для электрических игрушек на 5 илн на 7 в; оба прибора продаются в магазинах игрушек. Если этих источников тока не окажется, то можно взять пять последовательно соединенных батареек для карманного фонарика (желательно новых). Чтобы приготовить сопротивление, распрямите кусок нихромовой спирали от электроплитки на 600 вт и намотайте 5 см иа ученическую ручку так, чтобы витки спирали не касались друг друга. Для опытов понадобится пористая диафрагма. Возьмите полнхлорвиниловып (не металлический) тюбик из-под синтетического клея илн крема, ножницами отрежьте верх и внутреннюю часть образовавшегося цилиндра тщательно вымойте с мылом. В качестве реакционного сосуда можно использовать небольшую стеклянную банку. Электроды — куски толстой медной проволоки. ОПЫТ I. ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРНОЙ МЕДИ Соберите прибор, как показано на рисунке. Электролит — 1%-ный раствор соляной кислоты (продается в аптеке); его нужно взять около 100 мл. Не забудьте налить кислоту н з пористую диафрагму. Медный электрод, опущенный в диафрагму, соедините с отрицательным полюсом источника тока через сопротивление. Пропускайте ток до тех пор, пока раствор в банке не станет темно-зелены-м (в диафрагме раствор останется бесцветным). Что же происходит? Под действием электрического тока анод растворяется: Cu°—2е^Си2+. Если бы ирны Си2+ могли достичь катода, то они разрядились бы на его поверхности и оселн в виде металлической меди. Однако диафрагма не подпускает ионы к катоду, онн остаются в растворе, а на катоде разряжаются ноны водорода: 2Н + + 2е-^Н2. Когда вы выпарите раствор из банки в фарфоровой чашечке, то у вас получится сухая соль медн. ОПЫТ 2. ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДА МЕДИ Соберите такой же прибор, но без пористой диа- 96 Клуб Юный химик
фрагмы. Электролит — 10%-ный раствор чистой поваренной соли. Электролиз продолжайте до тех пор, пока содержимое банки не превратится в густую сине- зеленую пасту. Чтобы ускорить дело, можно размешивать смесь стеклянной палочкой. Свободные ионы гндроксн- ла, образующиеся у катода, взаимодействуют с ионами медн, поступающими с анода: 20H- + Cu2+ = Cu(OHJ. Если осадок гидрокснда меди промыть несколько раз водой, сливая жидкость с осадка, а потом нагреть в фарфоровой чашечке, то можно получить оксид медн (II): Си (ОН) 2-^0*0+НА ОПЫТ 3. ПОЛУЧЕНИЕ ОРТОФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ЕДКОГО НАТРА Еще раз видоизменим прибор. Анод возьмите свинцовый (длиной 10 см и диаметром 1 см) и оба электрода поместите в диафрагмы. В банку и диафрагмы налейте 15%-ный раствор три- натрнйфосфата ЫазРО*; эта соль продается в хозяйственных магазинах. Электролиз ведите несколько часов, время от времени делая небольшие перерывы. Процесс можно считать законченным, когда в катодном пространстве не останется ионов Р043~. Для проверки проводите пробу с ляписом — в присутствии ионов РОЗ- будет появляться осадок желтого цвета Ag3P04. По окончании опыта в катодном пространстве будет раствор щелочи, а в анодном — кислоты. На катоде разряжаются ионы Н *, образующиеся при диссоциации воды, и выделяется водород, а вблизи катода накапливается щелочь. На аноде же окисляются ионы гидроксила и выделяется кислород, а возле анода скапливается кислота. Диафрагмы не дают смешиваться щелочи и кислоте. Оба продукта получаются в виде разбавленных водных растворов с примесью соли. Таким способом можно получить из сульфата натрия (глауберовой соли) едкий натр н серную кислоту. ОПЫТ 4. ПОЛУЧЕНИЕ БИХРОМАТА КАЛИЯ Исходный продукт — хро- мовокалиевые квасцы KCr(S04h-I2H20. Получать из них бихромат калия прямым электролизом сложно, поскольку в анодном пространстве накапливается также серная кислота. Придется поступить иначе. Из хромовокалневых квасцов (они продаются в магазинах фототоваров) приготовьте ацетат хрома. Для этого сначала обработайте раствор квасцов нашатырным спиртом — 10%-ным раствором аммиака. Образовавшийся осадок Сг(ОНK отмойте водой от катионов К+, S042~, NH f и растворите в уксусной эссенции до появления ощутимого запаха уксуса. Вновь соберите прибор, но иа этот раз диафрагму оставьте только на аноде и уберите сопротивление из электрической цепи. Заполните банку н диафрагму раствором ацетата хрома. При напряжении 5 в процесс идет около двух часов. Окраска раствора в диафрагме меняется с зеленой на оранжевую. На аноде образуются при этом ионы Клуб Юный химик 97 А «Химия и жизнь» №
Cr201- — на катоде же разряжается водород. Таким образом, в анодном пространстве накапливается двухромовая кислота. Чтобы получить нз нее бихромат калия, перелейте содержимое диафрагмы в химический стакан, осторожно прокипятите, чтобы удалить избыток уксусной кислоты, и медленно, по каплям, добавьте 0,5%-ный раствор едкого кали или карбоната калня — до слабокислой реакции по метилоранжу (бледно-розовая окраска). Последняя реакция этих опытов записывается так: Н2Сг207+2КОН = = К2СГ207 + 2Н20. Решение задачи (См. стр. 95) Не правда ли, задача кажется совсем простой, а ответ очевидным? Ведь из школьного учебника для 8-го класса известно, что скорость нашей реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Значит, для увеличения скорости в некоторое число раз нужно во столько же раз увеличить объем одного нз реагентов. Вот и все — решили в минуту. Вы согласны с решением? Погодите! Давайте вспомним совет древних: festina lente — торопись медленно. Даже если речь идет о быстротечных химических реакциях... Заранее можем вам сказать, что «очевидный» ответ дважды неверен. Разберемся, в чем тут дело. Равнообъемную смесь водорода и паров йода изобразим для наглядности следующим образом: водород пары йода Разумеется, газы перемешаются, н концентрация каждого в однородной смеси составит 0,5 объемной доли. А теперь прибавим к исходной смеси еще один объем водорода: водород водород пары иода Вы согласны с тем, что количество водорода удвоилось по сравнению с начальным? Соглашайтесь, не сомневаясь, — здесь нет подвоха. Но согласны лн вы с тем, что концентрация его удвоилась? Вот теперь уже «торопись медленно»! Сравните обе схемы, и вы увидите, что концентрация водорода в смеси увеличилась с 0,5 до 0,67 объемных долей. Можно добавлять еще сколько угодно объемов водорода, и концентрация его может как угодно близко подойти к единице, но в единицу она никогда не обратится: пары йода хоть какую-нибудь часть объема все равно занимают. Как видите, общее количество водорода и его концентрация в смеси — это не одно и то же. Однако, увлекшись судьбой водорода, мы, кажется, позабыли о втором компоненте. И напрасно. Обратите внимание: добиваясь удвоення концентрации водорода, мы все больше и больше снижаем концентрацию паров йода в смеси. А ведь изменение скорости определяется произведением концентраций обоих компонентов. Произведение же будет наибольшим прн равенстве концентраций, то есть в исходной смесн! (Это положение можно доказать математически; ограничимся здесь лишь простой проверкой: 0,5X0,5 = 0,25; 0,6x0,4 = 0,24; 0,7X0,3- =0.21... 0,9X0,1=0,09... 0,99X0,01=0,0099 и т. д.) Итак, добавляя один компонент нлн оба сразу, увеличить скорость нашей реакции нельзя. Чтобы добиться этого, надо изменять температуру и давление, что запрещено условиями задачи. Так что же, требование задачи неосуществимо? Еще раз внимательно прочитайте условие. В нем говорится об изменении скорости, а вовсе не об увеличении. Решаю-
щие обычно упускают эту разницу из виду, автоматически связывая увеличение объема с увеличением скорости. Теперь, когда стала очевидной ошибочность «очевидного» ответа, перейдем к правильному решению. Прежде всего отметим, * что концентрацию реагентов мы выражали не в привычных молях на литр, а в объемных долях — это упрощает объяснение. Покажем, что выбор еднииц измерения концентрации не меняет дела. Предположим, что смешали по одному мольному объему, или V л/моль, каждого реагента*. Общий объем стал 2V л, а концентрация реагентов — по «у моль/л. Из кинетического уравнения скорости данной реакции w=KfHgKJj, следует, что wH = К [svj [2VJ= "v2" [tJ |tJ = — 4 " V2~ 4 Kl* Мы вынесли за скобки значение мольного объема, оставив в скобках выражение концентрации в мольных, нлн объемных, долях. Разумеется, значение константы для ±- различных единиц измерения будет разлнч- К ным: Ki = ~Ш-\ А как выразить концентрацию реагентов после увеличения объема водорода (или йода) в х раз? Пусть в исходной смеси было по а литров водорода н йода. Значит, после добавления одного из реагентов объем увеличится до ах+а=а (х+1). При этом концентрация реагентов составит ах х а 1 а(х+1) = х~ТТ И а(х+1) = ЗГ+1 объемных долей. Выражение для новой начальной скорости будет выглядеть так: w" = К* [r+lj [Г+Т] = Kl (х + 1J • Рассмотрим сначала общий случай решения: чему равен х, если скорость реакций I п уменьшилась в п раз. По условию. wH=nwH » * Напомним, что при нормальных условиях > * V=22,4 л/моль, однако подставлять числовую величину нет смысла, ведь условия проведения опыта неизвестны. отсюда JLK _пК х - х 1 4i4l_ni4l (х + 1J, (х+1J-4п- Дальнейшие математические преобразования приводят к квадратному уравнению: х2—2хBп—1) + 1=0. откудь х = Bп — 1) ± 2\/п (п — 1) ' Это и есть решение задачи в общем виде: именно во столько раз надо увеличить объем одного нз реагентов, чтобы скорость реакции уменьшилась в п раз. Однако квадратное уравнение имеет два корня. Так какой из них предпочесть? Или же оба справедливы? Выяснить этот вопрос проще на конкретном примере, который предложен в условиях задачи (п=2). В этом случае- х = 3±21/2 = 3±2,83; xt = 5,83 и х2 = 0,17. Смысл двух корней таков: начальная скорость реакции уменьшится в 2 раза, если объем -одного реагента либо увеличить в 5,83 раза, либо же взять 0,17 частей его (то есть уменьшить в 5,83 раза). Однако вторая операция противоречит условиям задачи, так что корень 0,17 —-посторонний. Подумайте, как проверить ответ. И еще: попытайтесь найти другое решение задачи (оно есть). Только, пожалуйста, без спешки: festina lente... Г. Б. ВОЛЬЕРОВ 4* 99
СОВЕЩАНИЯ И КОНФЕРЕНЦИИ VI конференция «Теоретические проблемы дейстзия низких температур на организм (терморегуляция, зимняя спячка, хоподовой анабиоз, искусственная гипотермия)». Декабрь. Ленинград. Научный совет АН СССР по проблемам физиологии человека и животных. Ленинградский институт усовершенствования врачей (Ленинград, ул. Салтыкова- Щедрина, 41). Симпозиум «Общие механизмы клеточных реакций ка повреждающие воздействие». Декабрь. Ленинград. Институт цитологии АН СССР A90121 Ленинград, пр. Маклина, 32). Симпозиум «Механизмы управления памятью»^ Декабрь. Ленинград. Научный совет АН СССР по проблемам прикладной физиологии человека, Институт экспериментальной медицины АМН СССР A97022 Ленинград, Кировский проспект, 69/71). Совещание «Экология, морфология, использование, воспроизводство и охрана копытных». Декабрь. Москва. Институт эволюционной морфологии и экологии животных АН СССР A17071 Москва В-71, Ленинский проспект, 33). II совещание по биогенным элементам и органическому веществу ■ водохранилищах. Декабрь. Борок Ярославской области. Институт биологии внутренних вод АН СССР (г. Борок Ярославской области). Семинар по генетике популяций. Декабрь. Москва. Институт биологии развития АН СССР A17334 Москва, В-334, ул. Вавилова, 26). Совещание «Осадочные бассейны и проблемы их неф- тега зоносности». Декабрь. Москва. Комиссия АН СССР по осадочным породам, МГУ A17234 Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет). ВДНХ СССР Тематичесние выставки: Достижения в расширении посевов и повышении урожайности зерновых культур в нечерноземной зоне РСФСР. Октябрь — декабрь. Павильон «Зерно». Молекулярная биология и мопекупврная генетика. Октябрь — ноябрь. Павильон «Биология». Космос — человеку. Октябрь — ноябрь. Павильон «Космос». Народнохозяйственное значение птиц в борьбе с вредителями сепьсного и лесного хозяйства. Декабрь. Павильон «Охрана природы СССР». КНИГИ В ближайшее время в издательстве «Химия» выходят: И. Б. Берсукер. Элентрон- ное строение и свойства координационных соединений. Введение в теорию. Изд. 2-е, 2 р. 50 к. И. С. Дмитриев. Симметрия в мире моленуп. (Серия «Вопросы современной химии»). 27 к. Ю. А. Макашев, В. М. Замятина. Соединения в квадратных скобках. (Серия «Вопросы современной химии»). 34 к. Е. А. Мепвин-Хьюз. Равновесие и кинетика реакций в растворах. Пер. с англ. 3 р. 74 к. В. К. Тихомиров. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. 2 р. 24 к. М. X. Карапетьянц. Химическая термодинамина. Изд. 3-е. 1 р. 64 к. Д. С. Цикпис. Техника физико-химических исспедовв- ний при высоких и сверхвысоких давлениях. Изд. 4-е. 1 р. 70 к. В. Лейте. Определение органических загрязнений питьевых, природных и сточных вод. Пер. с нем. 70 к. Н. Н. Лебедев. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Изд. 2-е. 1 р. 92 к. у_ Свойства и особенности переработки химичесних волокон. Под ред. А. П. Пакш- вера. 4 р. 45 к. П. А. Кирпичников, Л. А. Аверко-Аитонович, Ю. О. Аверко-Антонович. Химия и технология синтетического научука. Изд. 2-е. 1 р. 43 к. Машины и аппараты резинового производства. Под ред. Д. М. Барского. 2 р. 63 к. Я. М. Паушкнн, С. В. Адепь- сон, Т. П. Вишнякова. Технология нефтехимического синтеза. В двух частях. Ч. II. Нефтехимические продукты и полимеры. 1 р. 26 к. П. Г. Роман нов, Н. Б. Раш- ковснав, В. Ф. Фролов. Мас- сообменные процессы химической техкопогни. 2 р. 66 к. В. М. Рамм. Абсорбция газов. Изд. 2-е. 3 р. 65 к. Экономика, организация и планирование нефтеперера- м батывающих заводов. Изд. 2-е. 80 к. НАГРАЖДЕНИЯ И ПРЕМИИ Золотая медаль имени В. В. Докучаева 1975 года присуждена доктору географических наук Н. Н. РОЗОВУ (Почвенный институт им. В. В. Докучаева ВАСХНИЛ) по совокупности работ в области почвоведения. Премия имени А. Н. Баха присуждена члену-корреспонденту АН СССР А. А. КРАСНОВСКОМУ за труд «Преобразование энергии света при фотосинтезе. Молекулярные механизмы». Премия имени П. П. Аносова 1975 года присуждена доктору технических наук В. И. ДОБАТКИНУ (Всесоюзный институт легких сплавов) за серию работ «Исследование закономерностей кристаллизации слитков и гранул из алюминиевых сплавов». 100
Короткие заметки Что-то стало холодать Повышенная температура помогает организму бороться с инфекцией. Сейчас врачи даже применяют особые лекарства, пиро- гены, искусственно вызывающие жар. Но неясно, повышается лн температура тела больного под действием пнрогенов, вырабатываемых болезнетворными бактериями и вирусами, или ж« организм человека сам вырабатывает пирогены? Интересные опыты, проливающие свет на механизм повышения температуры, выполнили сотрудники Мичиганского университета (США). Они заражали ящериц бактериями, повышающими температуру у кроликов, и затем изучали поведение этих рептилий. В отличие от теплокровных животных, у ящериц температура тела поддерживается не за счет энергетических процессов, а в результате так называемых поведенческих реакций: когда ящерице холодно, она выползает на солнце, а когда ей становится жарко, она забивается в прохладную щель. Естественно, у такого животного болезнетворные бактерии не могут вызвать повышения температуры. Но когда зараженных ящериц помещали в камеру с перепадом температуры от 30 до 50° С, они сами выбирали место, где потеплее То есть сами стремились повысить температуру собственного тела — примерно на 2° С. Больных ящериц помещали также в камеры с различной температурой. Половина рептилий, находящихся в камере с температурой 38° С (наиболее благоприятной для здоровых животных), погибла через 24 часа. В камере, где температура была ниже обычной, погибших оказалось заметно больше, а в камере, где было жарче, выжило больше ящериц. А ведь и заболевшего человека знобит: он мерзнет даже в тепле, старается угреться, сам стремится повысить температуру своего тела... В. БАТРАКОВ Закаленные гипертоники Мы, современные люди, много сидим и мало двигаемся, предпочитаем ездить, а не ходить пешком, и малая наша подвижность неизбежно приводит к тому, что число сердечно-сосудистых заболеваний растет. Горожанин, читающий очередную статью, призывающую его бегать рысцой нлн хотя бы делать по утрам зарядку, думает о том, что сельским жителям все же легче — у них и воздух свежий, и прогулки каждый день... Но как же объяснить такой парадокс: первое место в мире по частоте сердечнососудистых заболеваний занимают не жители городов-мегаполисов и индустриальных центров, а фермеры, лесорубы и сплавщики Северной Финляндии! У них, крепких и закаленных мужчин, гиподинамии нет н быть не может, а вот надо же — среднее кровяное давление 160/95 мм рт. ст. и средний уровень холестерина в крови 270 мг%; и то и другое, безусловно, выше нормы. Каждый год из 100 тысяч финнов 350 умирают от сердечно-сосудистых 'заболеваний, а это вдвое больше, чем в Дании. Чтобы выяснить причины такого печального положения, правительство Финляндии утвердило широкую программу исследований. Вот первые их результаты. Почти каждый третий мужчина в возрасте от 20 до 59 лет, живущий на севере страны, страдает гипертонией. Этот же мужчина получает до 40% требуемых ему калорий в виде жира, преимущественно молочного. И он же выкуривает в среднем ежедневно 20 сигарет. После этого стало ясно, с чем бороться в первую очередь. С курением справиться сложнее всего — > говоры не очень-то помогают; тем не менее в Финляндии принята одна очень важная мера —запрещено курить в общественных местах. Что же касается повышенного давления н излишнего потребления жнра, то на севере страны проводится массовая разъяснительная кампания, которая вкратце сводится к двум призывам: пейте обезжиренное молоко н регулярно измеряйте кровяное давление. Результаты этой кампании уже сказались. Уровень потребления обезжиренного молока увеличился с 16 до 40%, более половины мужчин проверили за последние полгода свое кровяное давление. Г. МАРКОВ
Как измерить обоняние? Для исследования зрения н слуха создано много приборов и методов, позволяющих быстро н объективно сказать, все ли в порядке с вашими глазами и ушами. Носу повезло меньше; часто врачам приходится удовольствоваться лишь приблизительными описаниями: «Чувствую слабый запах» нлн «Чувствую, что сильно пахнет». А ведь изменение чувствительности к запахам часто служит признаком заболевания, иногда очень серьезного, например отравления свинцом. Точно измерять обонятельные способности нужно и для того, чтобы определять профессиональную пригодность к некоторым специальностям. Болгарский врач Д. Днмов предложил использовать для исследования остроты обоняния... частоту пульса. Возбудителем в его опытах служил запах гераниола. Оказывается, у людей, воспринимающих запахи нормально, он уже через 15 секунд вызывает учащение пульса; частота его сначала равномерно возрастает, а затем медленно снижается (наступает адаптация). И через пять минут после удаления источника запаха пульс возвращается к исходной величине. У людей же с пониженным восприятием запаха пульс учащается н приходит в норму медленнее. А у аносмиков, то есть людей, вообще потерявших способности чувствовать запахи, частота пульса не изменяется даже при действии высоких концентраций гераниола. Г. АНДРЕЕВА 102
Сезам, откройся! Пишут, что. ..свежий корм высокого качества служит наиболее экономичным методом повышения надоев молока ("Farmers Weeky", т. 82, № 3, с. 75)... ...правильное питание может продлить жнзнь некурящего человека на 16—24 года ("Medical Tribune and Medical News", т. 16, № 18, с. 22)... ...при нарушении нормального магнитного поля Земли пчелы перестают различать часы приема пищи ("Umschau in Wissenschaft und Technik", 1974, № 20, с. 626).,. ...у женщин, ведущих беспорядочную половую жизнь, больше шансов заболеть раком шейки матки ("Medical News", т. 7, № 15, с. 1)... ...создана вакцина, предупреждающая кариес зубов у обезьян (Агентства Рейтер и Фра не-Пресс, 16 июля 1975 г.)... ...в СССР очищенными сточными водами орошается около 70 тыс. га сельскохозяйственных угодий («Водные ресурсы», 1975. № 2, с. 153)... .-. звук определенной высоты предотвращает совокупление тараканов ("Newsweek", 9 нюня 1975 г.)... ...алкалоид бромкрнптин используют при лечении акромегалии ("Medical News", т. 7, № 7, с. 16)... Какие только хитроумные запоры не изобретали люди, чтобы уберечься от незван- ных гостей! Но все замки обладали одним общим и притом весьма существенным недостатком: онн были равнодушны к личности владельца ключа. Даже сказочная пещера открывала путь к сокровищам всякому, знавшему заветные слова. Сейчас, однако, делаются попытки созда- эать замки, ключом к которым служит личность самого входящего в охраняемое помещение. По сообщению журнала «Electronic Design» A975, т. 23, № 8), одна из разработанных систем анализирует личную подпись. Подписываясь, человек нажимает на перо неравномерно, причем характер изменения давления во времени строго индивидуален — его, в отличие от самой подписи, подделать невозможно. Другая система еще оригинальнее. Она основана на том, что если через тело человека пропустить набор звуковых волн, то одни нз них будут затухать сильнее, а другие слабее. Иначе говоря, человек действует как своеобразный фильтр акустических колебаний, причем частотная характеристика такого фильтра индивидуальна. Человек, желающий открыть запертую дверь, наступает на расположенный перед ней коврик, излучающий звуковые волны, н берется за ручку, служащую приемником колебаний. Электронное устройство анализирует прошедшие сигналы, и если они совпадают с хранящимся в его памяти «звуковым паспортом» входящего, отпирают замок. А если нет — ничего не поделаешь... М. БАТАРЦЕВ 103
Слово это, не так давно носившее фантастический оттенок, стало обычным; уже и популярные статьи повествуют о химическом и изотопном составе космических тел, межпланетной и межзвездной среды. С тех пор как люди преодолели земное прнтяженне, интерес ко всему, что связано с космосом, резко возрос. А если так, то неплохо бы нам^со- вершить небольшое путешествие к истокам слова космос. космос Космохимия ЛИ»1 t Wf Вот что означало это слово в Древней Греции: мир, вселенная, порядок, устройство, строй, регулярность, хвала, слава, честь, но также украшение. Дело в том, что исходное слово — глагол космео имеет несколько значений: приводить в порядок, устраивать, устанавливать, украшать. Это не случайно — то, что находится в беспорядке, не может служить украшением. Значит, слова космос и косметика не просто созвучны, но родственны. Такого рода слова называют паронимами, а также «сбивчивыми словами». Порой их созвучие приводит к казусам. Возможно, многие знают такой анекдотический случай: о докторской работе Л.Мен- тнер, впоследствии известного фнзика-атомннка, репортер берлинской «Фоссише цайтунг» написал: «Фрау Лиза Мейт- нер защитила диссертацию на тему «Проблемы косметической физики»... От глагола космео образовались два слова — космос и космесис. От последнего возникло прилагательное косме- тикэ — то, что относится к украшению, а позже — вещества для ухода за кожей, украшение лица, в общем косметика в нашем, современном понимании. Есть еще одни родственник слова космос — нмя Кузьма (дословно украшенный). После краткой экскурсии в соседнюю область займемся более важными вопросами: что означало слово космос первоначально н когда оно стало обозначать вселенную? Древнейший памятник — эпосы Гомера, н в них космос встречается, но лишь как синоним слова «порядок». А в значении «вселенная», «мнр» его, насколько известно, впервые употребил великий Пифагор (VI век до н. э.). Ну а откуда взялось это слово? Виднейшие этимологи — грецнст Буазак и латинист Вальде — считают, что оно возникло из предполагаемого консмос, образованного от индоевропейского корня кенс; значит, космос соответствует латинскому censeo, тому знаменитому ceterum censeo (кроме того, я считаю...), которым суровый Катон заканчивал свои речи в римском сенате, требуя уничтожения Карфагена. Латинское censeo — считать, ценить, оценивать, высказывать мнение, решать, определять — мало похоже по значению на греческое космос, однако в этимологии возможны и не такие метаморфозы. И напоследок заметим, что к возможным родственникам космоса можно отнести рецензию, ценз, цензора н цензуру — все они происходят от латинского censeo. ВСЕЛЕННАЯ И МИР Оба слова — русские эквиваленты космоса. Это важнейшее понятие представлено в индоевропейских языках разными корнями. По-латыни — mundus (мнр, а также небесное тело, земля, убор, наряд, украшение — почти так же, как в греческом!). Происхождение mundus решительно неясно, а вот немецкое Welt н английское world объяснить можно: они берут начало от древненемецкого wer — мужчина, человек н готского aids — возраст, время: время человеческое. 104
Однако вернемся к русскому языку. О слове вселенная любитель-этимолог скажет примерно следующее: «Первая часть — все — совершенно ясна, но вот вторая...». Не надо искать вторую часть, ибо ее нет. Вселенная к слову все никакого отношения не имеет, а означает буквально «населенная (обитаемая) земля» и, следовательно, образована от глагола вселить (населить); это, между прочим, отмечено еще в Энциклопедическом словаре 1835 г. Образовалось слово как калька к греческому ойконюменэ, от глагола оы- кео — живу, населяю, обитаю (сравните с ой кос — дом, о г которого пошли слова экономика и экономия) В слове мир нас интересует одно из двух то значений — вселенная, а также ее часть — наша Земли, ее население, общественная среда. Однако мир с другим значением (как противоположное войне) имеет то же происхождение: оба однозвучных слова восходят к общеславянскому мир — народ, свет, согласие, спокойствие, покой. В родстве — однозначное латышское miers, албанское mire — хорошо, древнеиндийское митрас — друг. Приятные ассоциации! АСТРОХИМИЯ Это слово, почти вышедшее сейчас нз употребления, практически полный синоним космохимии, а язык излишеств не терпит. Впрочем, в некоторых языках, напротив, не привилось слово космохнмия (вспомните: мы говорим «космонавт», американцы — «астронавт»). Из терминов, начинающихся с астро..., древнейший, пожалуй, астрономия (в руском языке — впервые в «Хронике Георгия Амартола», XI век). Греческое астэр (и астрон) — звезда — весьма интересное слово. Гомер употребляет обе формы в значениях светило, светоч, метеорит, пламя, краса. Одни нз древнейших мифов Греции рассказывает об Астерии, дочери титана Коя, превращенной в остров. Кстати, в русском остров — тот же древнейший индоевропейский корень, что и в греческом астэр: стр — течение н воды, н света. Он выступает в таких словах, как стремление, струя, река, ринуться, в старом названии Дуная — Истрос (а в нашей стране есть даже несколько рек с названием Истра), в слове Днестр, в кельтских Рейн. Рур н Яо- на, в испанском Рио н французском Ривьера. У греческого астэр есть много родственников в других языках: звезда по-немецки Stem, по-английски star, по-ла- тыни stella (из раннего sterula), по-древнеиндийски стар. Но откуда взялся звук «а» в греческом астэр — не отрицание ли это? Возможно. Забыв первоначальный смысл, заложенный в корне стэр (течение света), греки могли переосмыслить слово как астэр — неустойчивые. ЗВЕЗДЫ И СВЕТ Сказав о греческом слове звезда, надо поговорить и о русском. Причем одновременно со словом свет, ибо они отпрыске одного и того же корня. Древнерусское звиздъ — дублет (двойник) слова свет. Восходят они к индоевропейскому корню квойт со значением «белый». От него произошли немецкое weip и английское white (белый), литовское gaizas — сияние света н gaidrus — светлый, ясный, чистый, кельтское геад — белое пятно на лбу лошади. Отсюда же н латинское candidus — белоснежный, блестящий, светлый (candeo — блестеть, быть белым, раскаленным), от кото- » рого возникло слово кандидат. Дело в том, что в древнем Риме соискатель государственной должности надевал белую тогу, чего от наших диссертантов, к счастью, не требуют... Т. АУЭРБАХ
Бывают ли на Марсе пыльные бури? Ю. Д. МАЛИНОВСКИЙ, В. Б. НЕЙМАН Такой вопрос может показаться кощунственным. Ибо никто в этом не сомневается. Недаром же, когда «Ма- ринер-9», а затем «Марс-2» и «Марс-3» в 1971 году подлетели к далекой планете, она временами была столь неприглядна, что на ее поверхности ничего разобрать было невозможно. Буря неожиданно началась 22 сентября, то есть когда в южное полушарие Марса пришла весна. От Моря Эллады буря распространялась на север, закрывая непрозрачной пеленой все новые и новые территории. Стихия внезапно утихла 10 января 1972 года. Примечательно, что все предыдущие бури начинались непременно весной и с юга. Но вот что странно. Давление атмосферы иа Марсе в 200 раз слабее земного. А подъемная сила воздушных масс примерно пропорциональна плотности атмосферы. Скорость ветра на Марсе почти такая же, как на Земле. Значит, сколько- нибудь существенный подъем пылевых частиц в атмосферу на Марсе вряд ли возможен. Тогда чем же объясняется затуманивание громадных марсианских пространств? Для объяснения этого феномена сперва надо обратиться к Земле, Кто не читал о так называемых смогах, когда все обволакивает едкий желтый туман. Это озонный смог, образующийся при повышенной ионизации атмосферы. Рождению смога немало способствуют выхлопные газы автомобилей и грязь, выбрасываемая в воздух заводскими трубами. На Марсе ни заводов, ни автомобилей, конечно, нет. Зато озон имеется. И при марсианских морозах ведет он себя необычно. Зимой на южном полюсе Марса (пересчет данных «Марине- ра-7») градусник опускается до 90° Кельвина, или до —1ВЗ° Цельсия. На северном полюсе Марса зимой не так холодно: всего 140— 150°К, или минус 133— 123°С. Здесь-то и скрыт секрет: температура возгонки озона в марсианских условиях 107°К (других газов гораздо выше1). И нет ничего удивительного в том, что именно этот газ «Маринеры» нашли в зимней шапке южного полушария Марса (в то время, как в северной, более теплой, его нет). Озон, обладающий столь низкой температурой возгонки, весной при потеплении начинает таять, вернее возгоняться, образуя темные туманы (цвет обусловлен оптическими свойствами озона). Появлению тумана благоприятствует редкая марсианская атмосфера, которая не мешает ультрафиолету проникнуть до самой поверхности, вызывая сильную ионизацию. Не этим ли объясн яетс я часто наблюдаемое на Марсе явление? Может, нет там пыльных бурь: поверхность закрывает озонный смог, образующийся по весне на юге из-за таяния полярной шапки? Кстати, южная шапка существует круглогодично — это было известно еще во времена наземных астрономических наблюдений Марса. Но ведь подходящая температура для твердого озона и твердой С02 стоит только зимой. Из чего же тогда в основном сделана полярная шапка? Летняя марсианская жара (около —90°С) вроде бы позволяет поставить точку в спбрах: марсианская южная шапка главным образом состоит из льда. 106
Лечиться — в сад! Профессор Л. И. ВИГОРОВ В результате долголетних исследований я пришел к выводу, что человеческую жизнь можно продлить по меньшей мере до ста лет. Недостаток в пище витаминов и содержащихся в растительных продуктах минеральных веществ является существенной причиной преждевременной старости. Академик АН Латвийской ССР А. М. КИРХЕНШТЕР1Н Однажды Иван Владимирович Мичурин в беседе с приехавшими к нему учителями- биологами пожаловался, что преклонные годы не позволят осуществить самую заветную мечту его жизни — вывести «яблоко здоровья», которое придавало бы силы усталому человеку, предупреждало заболевания и продлевало жизнь. Люди, близко знавшие Мичурина, рассказывали мне, что лечебные вещества, входящие в состав плодов, глубоко его интересовали. Отражают этот интерес и названия некоторых сортов яблок, выведенных Мичуриным, — такие, как Салицил-китайка или Химическое. Пожалуй, нет такого народа, у которого не было бы сказок и мифов о поразительных целебных свойствах плодов. И во все времена отправлялись на поиски таких плодов герои легенд: то Геракла посылали на 107
край света за золотыми яблоками из садов Гее перид, то за молодильными — опять- таки! — яблоками ехал наш добрь!й молодец Иван... И вот в наше время древняя мечта человечества о целебных плодах начинает осуществляться: современная биохимия обнаруживает в составе фруктов все новые вещества, способные сохранять здоровье человека, и открывает принципиальную возможность выводить действительно лечебные плоды. В ПОИСКАХ ПРИРОДНЫХ ЛЕКАРСТВ Проблема лечебных фруктов родилась на грани трех наук — медицины, биохимии и садоводства. Особенно напряженная работа по выявлению в фруктах веществ, предупреждающих или излечивающих заболевания, началась у нас с 1960 г., когда Научно-исследовательская лаборатория биологически активных (лечебных) веществ плодов и ягод провела в Свердловске первый всесоюзный семинар по этой проблеме. На этом, еще немноголюдном совещании шла речь лишь о немногих полезных веществах, которые к тому времени были обнаружены в плодах. Это были витамины С, В2 и Р, каротин, некоторые бактерицидные вещества и микроэлементы — словом, всего около десятка веществ, которые способны в очень малых, обычно миллиграммовых количествах предупреждать те или иные болезни, а при более длительном употреблении плодов, содержащих эти соединения, и излечивать заболевания. За 15 лет, прошедшие со времени первого семинара, число лечебных соединений, выявленных в фруктах, возросло уже до трех десятков. Это вещества, относящиеся к самым различным группам: кроме витаминов и провитаминов, в плодах найдены в эффективных (действующих) количествах алкалоиды, гликозиды, амины, антибиотики, кумарины и фурокумарины, три- терпеновые кислоты, фенолокислоты, ами- носпирты, лигнаны... Сведения о содержании в плодах тех или иных лечебных веществ накапливались самыми различными путями. Например, было давно известно, что корни барбариса богаты алкалоидами — они даже окрашены в ярко-желтый цвет благодаря присутствию алкалоида берберина, который используется в фармацевтической промышленности для получения лекарственного препарата берберин-сульфата. А нет ли алкалоидов в мякоти плодов барбариса? Исследования, проведенные в нашей лаборатории, показали, что у некоторых его видов в плодах действительно алкалоиды есть — иногда, например у барбариса сизого, их так много, что плоды его горькие, как хина, и несъедобные. А вот еще один пример. Сравнительно недавно появилось сообщение о том, что в листьях груши обнаружен гликозид арбутин. Это привело к поискам арбутина и в плодах — и он был в самом деле найден в больших количествах в составе груш северных сортов. Обнаружить биологически активные соединения в плодах не так просто — иногда для этого приходится специально разрабатывать новые, достаточно чувствительные и точные методы. Например, чтобы научиться определять количество в плодах фолиевой кислоты, кумаринов, схизандринов, различных форм пиридоксинов понадобилось по три года напряженной работы на каждое из этих соединений... ПЛОДЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ И ПЛОДЫ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ Биологически активные вещества, содержащиеся в плодах, могут действовать на организм по-разному. Одни, относящиеся к группе* витаминов и провитаминов, обязательно должны входить в повседневный рацион человека: при недостатке какого-нибудь из них возникает заболевание, сначала слабо выраженное (гиповитаминоз), а впоследствии и серьезное (авитаминоз). Например, недостаток рибофлавина (витамина В2) приводит к поражениям кожи, воспалению слизистых оболочек, нарушениям зрения. В плодах этот витамин встречается в больших количествах лишь у слив, алычи, шиповника, некоторых сортов вишен. Есть и другая группа биоактивных веществ: отсутствие их в пище не приводит к заболеваниям, зато их присутствие может предупредить болезни. Например, некоторые заболевания сердца, возникающие из- за ненормального режима работы, пере- 108
грузок и т. д., предупреждаются или ликвидируются комплексом соединений, находящихся в плодах боярышника (тритерпено- вые кислоты, флавонолы), — не случайно в медицине в таких случаях применяется настойка боярышника. Как показали наши исследования, тритерпеновые кислоты плодов садовых крупноплодных боярышников способны поглощаться в кишечнике и поступать в кровь, оказывая лечебное действие. Конечно, такие лечебные биоактивные вещества, в отличие от витаминов, вовсе не обязательно включать в наш повседневный рацион. Более того, иногда это просто вредно. Ежедневно съедать большие количества плодов, содержащих сильно действующие вещества, — например, барбариса (алкалоиды берберин, оксиакантин, ятроррицин), граната (алкалоид пельтерин), калины (гликозид вибурнин), лимонника (тонизирующие и возбуждающие вещества — схизандрины), — это то же самое, что на всякий случай принимать заранее всевозможные лекарства: пить кардиова- лен для предупреждения сердечных заболеваний, стрептомицин — от возможного туберкулеза, хологен — чтобы не заболела печень... Можно себе представить, чем кончился бы (и очень скоро!) этот «смелый опыт» — его финалом была бы лекарственная болезнь, хорошо известная нынешним врачам. Такие плоды должны использоваться лишь периодически, тогда, когда возникает угроза определенного заболевания, или для его лечения, и непременно под контролем врача: самолечение плодами, как и лекарствами, недопустимо. Так, зная, что плоды калины содержат вибурнин, предупреждающий или прекращающий кровотечения, полезно время от времени давать небольшое их количество (особенно садовых сладкоплодных сортов) детям, страдающим частыми кровотечениями из носа. Богатые арбутином груши окажутся полезными при тех же заболеваниях, при которых используются отвары листьев толокнянки или брусники: болезнях почек, ревматизме и т. д. Впрочем, нужно заметить, что и высоковитаминные плоды, например аронию, следует употреблять в умеренных количествах и под контролем врача. ЧТО НАМ ДАЮТ ЯБЛОКИ? Химический состав каждого растения, каждого плода необычайно разнообразен. Если использовать очень точные и чувствительные методы анализа, то в любом растительном продукте можно найти чуть ли не все витамины и много других полезных веществ. Достаточно сказать, что в любом яблоке есть витамины В1( В2, С, РР, К, Е, каротин (провитамин А), Р-активные полифенолы, стерины и другие биоактивные соединения. Длинные перечни таких веществ с мало что говорящими цифрами их содержания часто производят большое впечатление на несведущих людей и заставляют их рассматривать яблоко как какой-то поливитаминный препарат вроде «Ундевита». Между тем не нужно забывать, что важна именно концентрация этих веществ. Ведь и в морской воде содержатся чуть ли не все элементы таблицы Менделеева, — однако золото из моря пока еще не добывают. Так же обстоит дело и с яблоками. Оказывается, витамина Е, например, в 100-граммовом яблоке содержится всего 0,1 — 0,2 мг, тогда как суточная норма его для взрослого человека составляет 15—20 мг. Иначе говоря, если бы даже человек мог усваивать весь витамин Е из яблок (чего не бывает), то и в этом случае нужно было бы съедать по 10 кг яблок каждый день. Понятно, что яблоки существенного значения для обеспечения человека витамином Е иметь не могут. Напротив, даже самые бедные полифенолами (витамином Р) яблоки содержат их по 30—50 мг на 100 г плодов. Суточная норма этих соединений — 50—100 мг. Следовательно, два яблока обеспечивают по меньшей мере наполовину, если не целиком, суточную потребность человека в витамине Р, который предупреждает гипертонию, поддерживает эластичность и нормальную проницаемость стенок кровеносных сосудов. Поэтому, говоря о биоактивных веществах фруктов, следует иметь в виду лишь те, которые содержатся о ::их в достаточном количестве — скажем, если 250—300 г плодов могут дать не менее 30—35% ежедневной нормы того или иного вещества. С этой точки зрения ценность различных 109
плодов неодинакова. Например, те же яблоки содержат в нужных количествах чаще всего только витамин Р; иногда к нему добавляется витамин С (высоким содержанием витамина С — до 30—45 мг на 100 г и витамина Р — до 300—450 мг на 100 г — отличаются такие сорта яблок, как Ренет Кичунова, Кронсельское прозречное, Оранжевое, Толисааре). Яблоки с повышенным содержанием фолиевой кислоты или каротина, бактерицидных веществ или хлороге- новой кислоты встречаются редко. Между тем, плоды сортовой крупноплодной облепихи обычно содержат в эффективных ко- личествех 10—12 биоактивных соединений. Невитаминные вещества лечебного действия часто отличаются исключительной активностью в ничтожных количествах. Достаточно сказать, что всего 3 мг схизанд- рина, содержащегося в лимоннике, могут снять чувство устелости и восстановить работоспособность человека. Такое количество схизендрина (точнее, смеси нескольких схизандринов и схизандрола) можно получить, если съесть 40—50 г мякоти (с кожицей) плодов лимонника. С другой стороны, некоторые содержащиеся в плодах вещества оказывают защитное и лечебное действие лишь в довольно больших количествах. Так, пектины способствуют выведению бактериальных или иных токсинов лишь в том случае, если их поступило в организм 5—10 г. К этой же группе активных веществ относятся инозит, непредельные жирные кислоты, фитостери- ны и некоторые другие соединения. НА ПУТИ К ЛЕЧЕБНОМУ САДОВОДСТВУ Лечение фруктами получило довольно широкое распростренение в начале нынешнего века, особенно на южных курортах. Не только местные, но и известные столичные врачи прописывали курсы лечения земляникой или виноградом. Выпускалось большое количество книг и брошюр, посвященных этим методам лечения. В наш век антибиотиков и иных тяжелых медицинских снарядов такие способы лечения стали рассматриваться как анахронизм и чуть ли не знахарство. В то же время во многих странах им уделяется большое внимание. Например, в Румынии резвернута обширная сеть медицинских центров для лечения фруктами. Изучение защитных (профилактических и лечебных) соединений плодов должно стать основой лечебного садоводства, цель которого — выращивание плодов не просто вкусных, красивых и ероматных, но еще и непременно богатых витеминами и другими биоактивными веществами. В плодах большинства нынешних сортов яблок, груш, крыжовника, винограда, малины содержание таких веществ слишком мало или, в лучшем случае, не очень велико. И в этом направлении перед нашими селекционерами — непочатый край работы. Первые шаги здесь уже сделаны. При нашей Лаборатории биоективных веществ в Свердловске в результате 25-летних работ по сбору плодово-ягодных растений и их 20-летнего изучения создан первый сад лечебных плодово-ягодных культур. Здесь собраны исключительно такие сорта, которые накапливают в плодах особенно много целебных веществ. Если это яблони, то лишь те сорта, которые содержат много витаминов С и Р, или фолиевой кислоты, каротина, ф лев оно лов, антибиотиков. Если бербарисы — то не только крупно- и слад- коплодные, но еще и богатые х пороге новой кислотой, бер бери ном или витаминами. Если калины — то не только с оригинальным приятным вкусом плодов, но и самые богатые вибурнином или витаминами С и Р. (Чтобы предупредить запросы читателей, которые мы не сможем удовлетворить, сразу же нужно сказать, что сад обслуживает исключительно научные исследования лаборатории, питомника не имеет и посадочного материала не высылает.) Работу по выведению высоковитаминных сортов фруктов начали и некоторые садоводческие научные учреждения. Например, на Орловской плодово-ягодной опытной станции ведутся исследования по селекции высоковитаминных лечебных сортов яблок. Увеличив в наших промышленных и любительских садах количество высоковитаминных культур и сортов, мы сможем, даже не увеличивая урожея плодов, получать от них в несколько раз большую пользу, чем сейчас. По масштебам воздействия нв здоровье населения фруктовая профи лак- 110
тика вполне сопоставима с такими массовыми мероприятиями, как оспопрививание или прививки против полиомиелита. Несомненно, что лечебные плоды и ягоды помогут нам продлить срок жиэни человека — наверное, не будет большой ошибкой, если мы скажем, что благодаря массовому их использованию средняя длительность жизни может быть увеличена на 10—15 лет. Не зря Иван Петрович Павлов говорил, что «фунт профилактики дороже пуда лечения». Именно профилактика заболеваний — одна из основных зедач советского здравоохранения. И в этом большую помощь медицине должно оказать лечебное садоводство. НЕКОТОРЫЕ ВИТАМИНЫ И ПРОВИТАМИНЫ, СОДЕРЖАЩИЕСЯ ВО ФРУКТАХ Название (по новой номенклатуре) Прежние обозначения Физиологическая рол ь Плоды, особенно богатые витамином Р-каротнн Провитамин Участвует в процессах зрения, А необходим для нормального роста, укрепляет кожу и слизистые оболочки Абрикосы, шиповник, рябина, хурма Рибофлавин Витамин В2 Входит в состав ферментов, переносящих водород от дегндро- геназ к кислороду; предупреждает поражения кожи, слизистых оболочек, нарушения зрения Слива, вишня, алыча, шиповник Пиридокснн Витамин Вв Входит в состав ферментов, участвующих в обмене аминокислот Барбарис, жимолость, боярышник, гранат, калина Фолневая Витамин Вс Входит в состав ферментов, уча- кислота ствующнх в синтезе пурнновых и пиримидиновых соединений, аминокислот; участвует в процессах кроветворения Малина, земляника, гранат, виноград, шиповник Аскорбнно- Витамин С Участвует в окнслнтельно-вос- вая кислота становнтельных процессах, в образовании коллагена; предупреждает цингу, п рсстудные заболевания Шиповник, черная смородина, облепиха, рябина, мандарины Р-снтостерон Провнта- Повышает усвоение кальция, мин D фосфора, необходим для роста костей Маслина, грецкий орех, сладкий миндаль, малина Токоферол Витамин Е Предохраняет лнпондные вещества клетки от окисления, нормализует половую деятельность Облепиха, сладкий миндаль, лещина, маслина, шиповник, боярышник, рябина Филлохннон Витамин К| Участвует в образовании протромбина, повышает свертывае- мость крови Рябина, шиповник, черная смородина, облепиха Биофлаво- Витамин Р Укрепляет стенки кровеносных Арония, рябина, смородина, ноиды сосудов некоторые яблоки 111
*OI Движение ^L. t кИА СПОИ . ' > h . ,. ьИОХИМИЧЬ„. - ,ля:. ..4HD3C рыгНий Кандидат педагогических наук М. Ф. ГРИНЕНКО, В. В. ЧЕРНАШКИН УГРОЗА НЕПОДВИЖНОСТИ Жизнь — это движение, движение — потребность человека, движение — необходимость. Эти старые аксиомы нужно снова и снова повторять. И вот почему. Сто 112 лет назад доля мышечных усилии в энергетическом балансе на Земле, по утверждению академика А. И. Берга, составляла 94%, а сейчас—всего лишь 1%. Можно спорить о точности этих цифр, тенденция же бес* спорна... Хорошо известный врачам факт: если молодых здоровых людей лишить возможности двигаться, то у них уже на вторые сутки начинаются боли в пояснице, примерно через три недели резко ухудшается самочувствие — появляется головокружение и головные боли, путаются мысли, нарушается сон, снижается артериальное давление. Иначе говоря, мы сталкиваемся с расстройствами, в основе которых лежат биохимические нарушения. Это естественно: каждэя клетка, каждый орган и человеческий организм в целом привыкли к определенной интенсивности обмена веществ, который в
значительной степени определяется мышечной работой. Нарушения в обмене веществ могут привести к самым тяжелым заболеваниям. В лучшем случае — если, как говорится, пронесет и человек, ведущий малоподвижный обраэ жизни, не приобретет никакой болезни — ему грозит ожирение. ЗАПАС ПРОЧНОСТИ Неопровержимо доказано, что систематические занятия физическими упражнениями могут предупредить многие нарушения в организме. Тренировка повышает устойчивость человека к холоду, теплу, инфекции, переутомлению, даже к воздействию радиации. Организм как бы получает дополнительный запас прочности. У человека, регулярно занимающегося физическими упражнениями, сердце— с толстыми стенками, способными в состоянии покоя проталкивать в аорту при каждом сокращении левого желудочка 80— 100 г крови. А сердце человека, ведущего малоподвижный образ жиэни, выбрасывает лишь 50—60 г крови. Во время интенсивной работы сердце спортсмена перекачивает за одно сокращение до 200 г крови и сокращается 240—250 раз в минуту. (Любопытные данные о развитии сердца в зависимости от подвижности животного приводят зоологи. У комнатных собачек сердце весит немного — 5 г на килограмм веса тела. У служебных — 9,2 г, а у охотничьих, которым приходится двигаться особенно много, — .11 г.) Рациональная мышечная деятельность вызывает расширение полостей сердца, умеренное увеличение сердечной мышцы и повышение содержания в ней веществ, необходимых для интенсивной и продолжительной работы — гликогена, белковых соединений. Не менее важные изменения происходят и в сосудах: резко возрастает эластичность артерий и вен. В крови в результате физической тренировки снижается содержание холестерина, с избытком которого связывают склеротические явления в сосудах. Можно уверенно сказать, что мышечная активность — основа профилактики самого распространенного и грозного заболевания нашего времени — атеросклероза. ДЫХАНИЕ В легких человека около 3 миллионов легочных пузырьков, оплетенных капиллярами. Здесь и происходит необходимый для жизни газообмен: эритроциты крови выделяют углекислый гаэ в альвеолы и поглощают кислород. Если все легочные пузырьки расположить на одной плоскости, они займут площадь 64 м2, а если развернуть стенки пузырьков, получится поверхность до 150 м2. (Между прочим, поверхность нашей кожи составляет всего 2 м2.) Когда вся эта мощная газообменная аппаратура работает с малой нагрузкой, падает эластичность стенок пузырьков, уменьшается интенсивность газообмена между ними и капиллярами. Каждая клетка получает кислорода меньше, чем нужно. Причем на особо бедном кислородном пайке находятся клетки головного мозга. Под влиянием систематической тренировки становятся более эластичными межреберные хрящи, развиваются дыхательные мышцы — все это ведет к нарастанию силы вдоха и выдоха, к увеличению жизненной емкости легких. У нетренированных мужчин со средним физическим развитием жизненная емкость легких в среднем составляет 3000—3500 см3, у женщин — 2000—2500 см3. У спортсменов этот показатель значительно выше — 4500—6000 см3, у спортсменок — 3500—4500 см3. Глубокий вдох, глубокий выдох увеличивают дыхательную поверхность легких и тем самым улучшают газообмен между воздухом в альвеолах и кровью. У тренированных людей в состоянии покоя дыхание нечастое (до 10—16 вдохов и выдохов в минуту) и глубокое (до 6—7 л воздуха в минуту). При интенсивной работе — быстром плавании, беге — глубина дыхания может увеличиваться более чем в 20 раз — до 120—200 л в минуту. Это недоступно нетренированным людям, у них максимальная вентиляция легких в подобных условиях не превышает 60—80 л в минуту. СКОЛЬКО ТРАТИТЬ ЭНЕРГИИ? Больше 4—6 минут человек не может прожить без кислорода. Только йоги, долгое время тренируя себя в условиях гипоксии, способны значительно снижать потребление 113
кислорода, замедлять обменные процессы. Впрочем, эта способность йогов, как и прочие их физические достижения, у многих до сих пор вызывает сомнения. Потребление кислорода человеком неразрывно связано с энергетическими затратами на процессы жизнедеятельности. (Расход энергии можно ориентировочно подсчитать, умножив объем потребляемого кислорода на средний тепловой эффект окислительной реакции — 5 ккал.) Сколько же энергии должен расходовать человек, чтобы сохранить на долгие годы высокую работоспособность и крепкое здоровье? Наблюдения врачей показывают, что слишком большая мышечная активность — тяжелый фиэическии труд, изнурительные тренировки—вызывает истощение нервной системы, развитие неблагоприятных, а затем и патологических изменений в организме человека. При суточных энерготратах 10 000 ккал человек уже не может усвоить нужную для их компенсации пищу и в течение суток теряет 0,3—0,7 кг веса. Впрочем, даже вдвое меньший расход энергии E000—6000 ккал в день) неблагоприятно сказывается на организме — от тяжелой физической работы человек преждевременно стареет. Известный физиолог труда Г. Леман (ФРГ) долгие годы изучал энерготраты людей, работающих на разных производствах, и пришел к выводу, что суточный расход энергии не должен превышать 4800 ккал. А оптимальные затраты для здорового человека со средним физическим развитием 114 еще меньше: 2700—3800 к к ел. Сюда входит энергия, необходимая для кровообращения и дыхания в состоянии покоя, а также энергия, необходимая для сокращения мышц. Первая составляющая для каждого человека практически величина постоянная (примерно 1 ккал на 1 кг веса тела в час) В среднем это 1500—1В00 ккал. Таким образом, на мышечную работу человек должен расходовать 1300—2000 ккал. ГДЕ МЫ БЕРЕМ ЭНЕРГИЮ Источник энергии для сокращения и расслабления мышц — реакция расщепления аденозинтрифосфорной кислоты — АТФ. Однако запасы этого вещества в мышцах очень невелики и они быстро исчерпались бы в самом начале работы, если бы не ре- синтез (восстановление) несущей энергию кислоты. Ресинтез АТФ может идти в процессе мышечной деятельности анаэробно (без участия кислорода) или аэробно. Основные анаэробные реакции — это ресинтез АТФ с помощью содержащегося в мышцах кре- атинфосфата, так называемая креатинкиназ- ная реакция, и реакция гликолиза — анаэробное окисление углеводов до пирови- ноградной или молочной кислоты. Креатин- киназная реакция быстрая и эффективная: на каждую молекулу креатинфосфата восстанавливается одна молекула АТФ. Но запасы креатинфосфата в организме тоже невелики. Зато очень много углеводов. Поэтому на реакцию гликолиэа приходится основная часть восстановленной АТФ. Правда,
и у этого пути есть серьезные изъяны. Дело в том, что реакция гликолиза дает незначительный выход энергии. К тому же образующаяся молочная кислота влияет на кислотность среды в организме, вызывает ряд неблагоприятных изменений. Например, мышечная боль непосредственно связана с накоплением молочной кислоты в тканях. Аэробная реакция — наиболее эффективный путь ресинтезе АТФ. При аэробном окислении глюкозы до углекислоты и воды выход АТФ в 12 раз больше, нежели в реакции гликолиза. Можно упомянуть и другие преимущества дыхетельного восстановления АТФ: обилие веществ, которые могут принять участие в окислительных процессах, абсолютную безвредность для организма конечных продуктов — углекислоты и воды. Все это носит отнюдь не отвлеченный характер. Соотношения между двумя реакциями во многом определяют физическую работоспособность каждого из нас. (Способность производить мышечную работу по тем или иным биохимическим механизмам — аэробную и анаэробную производительность — можно оценить по потреблению кислороде, по накоплению в организме молочной кислоты и других веществ.) Если во время работы дыхательная система полностью обеспечивает мышцы кислородом, энергозетраты быстро восполняются и усталость наступеет нескоро. Но вот мышечные усилия возросли, расход энергии тела тоже, кислорода уже не хватает, и организм в условиях кислородного дефицита мобилизует анаэробные процессы. Чем интенсивнее работа, тем больше доля анаэробных процессов в общем энергообеспечении организма. Совершенно ясно, что, обладая высокими показателями аэробной производительности, человек способен выполнять более продолжительную, более напряженную работу. И не только в специфических условиях спортивного состязания, но и в повседневном труде. Можно смело утверждать, что высокая аэробная производительность — одно из условий высокой производительности труда. БУХГАЛТЕРИЯ ДВИЖЕНИЙ Каждый здоровый человек может и должен ежедневно контролировать и регулировать свой собственный энергетический баланс. Для этого нужно знать, сколько энергии затрачивается дома, на работе, при выполнении физических упражнений. И конечно, необходимо учитывать приход энергии, а для этого помнить энергетическую «стоимость» каждого пирожка, бутерброда, глотка сладкого чая. Точно учесть все энергетические затраты, по-видимому, невозможно. Люди, работ ею щи е рядом, на одинаковых станках, третят энергию по-разному. Деже чистить зубы можно с большей или меньшей интенсивностью. Поэтому для ориентировочных расчетов энергозатрат на производстве все виды трудовой деятельности разбивают на четыре больших группы. Разумеется, такая классификация грубовата, но 115
она позволяет каждому из нас вести свою бухгалтерию движений. Первая группа. Это умственный труд. Люди искусства, математики, конструкторы расходуют сравнительно немного энергии — около 600 ккал в сутки, но во время работы испытывают большое нервно-эмоциональное напряжение. Вторая группа — работа, связанная с мелкими однообразными движениями (на конвейере, автоматических линиях). Здесь загружены в основном мышцы предплечья, реже — плече. У людей напряжено внимание и зрение, поэа в течение рабочего дня постоянна, статична. Расход на мышечную работу — 800—1400 ккал в сутки. Третья группа. В первую очередь это работа на станках. Энергозатраты составля. ^ примерно 2000 ккал в сутки. Четвертая группа. Тяжелая физическая р< бота, связанная с.большими энергетически ми затратами; энергозатраты до 2200- 1000 ккал. Для труда формовщиков, npv .пиков, шахтеров, каменщиков, грузчиков, л. сорубов характерны большие физические напряжения, разнообразные движения быстром темпе. Людям, чей труд, по приведенной классификации, попедает в 1 и II группы, у которых дефицит расхода мышечной энергии составляет 600—1400 ккал в сутки, можно рекомендовать специальный двигательный режим. Это утренняя гигиеническая гимнастике B0—30 минут) с упражнениями для крупных мышечных групп, с быстрой ходьбой или медленным бегом E—10 минут), 116 это производственная гимнастика 2—3 раза в день, ходьба не менее 8—10 км в день, плавание в бассейне 2—3 раза в неделю или физическая работа 1—2 часа в день на открытом воздухе, загородные прогулки, ту- ристские походы пешком, на лыжах, велосипеде. У представителей III и особенно IV групп энергозатраты чаще всего превышают оптимальные. Поэтому им не надо стремиться к дополнительным энергетическим расходам на мышечную работу. Им обычно рекомендуют укреплять мышечные группы, мало загруженные при выполнении трудовых операций, тренировать дыхание, улучшать осанку, научиться произвольно расслаблять мышцы. И в этом случае можно рекомендовать не очень интенсивную утреннюю гигиеническую гимнастику A0— 15 минут), производственную гимнастику 2—3 раза в день с преобладанием упражнений на расслабление и постановку дыхания. Людям, занятым тяжелым физическим трудом, полезен отдых на свежем воздухе, но без больших физических нагрузок. Идеальный пример такого отдыха — рыбная ловля. Впрочем, как отдыхать — дело вкуса. Эта истина справедлива для всех четырех групп труда. Главное, чтобы в бухгалтерии движений концы сходились с концами. А что бывает с теми, у кого эта бухгалтерия не в порядке, мы уже рассказали, не пожалев самых мрачных красок. Рисунки — иэ книги «Гравюры на дереве Томаса Бьюика и его школы». Нью-Йорк, 1962
Справочник ЭНЕРГОЗАТРАТЫ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ (ВЕС ТЕЛА 70 КГ) Скорость, км'час Энергозатраты, ккал/час Скорость, км/час Энергозатраты, ккал/час Ходьба 4,0 4,8 5,6 6.4 222 258 294 336 Ходьба на лыжах 7,2 9,0 12,0 15,0 9,0 10,0 15,0 20,0 30,0 480 570 738 1080 246 294 420 594 1050 Бег 6,0 486 Езда на велосипеде 10,0 630 11,0 ,840 13,0 1080 15,0 1206 Плавание 0,6 1.2 3,0 4,2 210 Игра в бадминтон 252 690 Игра в волейбол 1806 Игра в теннис Утренняя гимнастика A5 мин) 380 290 460 45 ХИМИЯ И ЖИЗНЬ 11 /1Q7R ^--l 117
ЭНЕРГИЯ: РАСХОД И ПРИХОД работа и отдых Примерный расход энергии, ккал/час вес 70 кг вес 90 кг Отдых лежа сидя 75 100 90 120 Умственная работа (например, литературная) 100 130 Работа в канцелярии 116 150 Продукты о. о С Винегрет 100 60 Отварная рыба 100 70 Салат из капусты 100 85 Салат с огурцами и помидорами 100 90 Икра баклажанная Борщ 100 175 500 220 Работа в лаборатории 130 165 Сельдь с гарниром Работа в парикмахерской 130 165 Личная гигиена 138 178 Игра на музыкальных инстру- .~6 ««. ментах Домашняя работа (данные усред- jg0 240 ненные) Работа в столовой 185 235 Работа на токарном станке 220 290 Блинчики с творогом 200 230 Суп с лапшой Котлеты морковные Рассольник Котлеты капустные Котлеты картофельные Суп гороховый Бутерброд с колбасой Макароны с маслом Суп молочный Каша гречневая Мясо с гарниром 500 150 500 150 200 500 30 400 200/15 500 200/15 75,250 240 240 260 280 320 360 370 380 400 410 480 200 570
Учтивые беседы к пользе и удовольствию благосклонного читателя БЕСЕДА ВТОРАЯ: О ЗДРАВИИ УЧЕНЫХ ЛЮДЕЙ Шурша атласным камзолом, я следовал коридорами Ленинской библиотеки, предвкушая очередную встречу с моим знакомым сочинителем из осьмнадцатого века (зри «Химию и жизнь», нумер седьмый). Когда одежда становится привычной, не грех слегка полюбоваться собой. Я округло поводил на ходу руками, оправлял кружева, элегантно выворачивал колеики — а что? — получалось ие хуже чем у иноземного щеголя. Вот только чулки коротковаты. По-вндимому, эти невинные занятия рассеяли мое внимание н вместо любезной моему сердцу санктпитербургской коморы, что обрисована в вышепоименованном нумере, я оказался в незнакомом парке, В пустынной аллее прогуливался пожилой человек, одетый, слава богу, вроде ме-. ия. Значит, XVIII век. Мы молча раскланялись. Из кармана его камзола выпала книга. Я поспешно поднял томик Плиния и вручил владельцу. Разумеется, с изящным поклоном. — О, благодарю, благодарю, месье, — рассыпался он в признательностях. К сожалению, по-французски. Я пробормотал неразборчиво и любезно. Говорить было не о чем. Мы еще немножко покланялись. — Симон Андре Тиссо, — неожидан^ j представился он, — доктор и профессор медицины, Лондонскаго Королевскаго Со- циетета, Базельской физико-медичее кой Академии и Бернекаго Экономическаго общества член. Автор сочинении «О здравии ученых людей», переведеннаго на русский в Санктпитербурге в 1787 году... Так это же совсем другое дело! Запахло репортажем. Правда, не бог весть чего интересного можно ожидать от медика двухсотлетней давности. — Э-э..., — начал я со свойственным мне красноречием, — осмелюсь просить вас, в интересах читателей «Химии и жизни»... посягая на драгоценное время... Он ободрил меня с улыбкой: «Люди сотворены для людей, взаимное их друг с другом обращение великую приносит пользу. — И любезным жестом при* гласив к совместной прогулке, прибавил: Нет ничего в свете для здравии столь полезна™, как веселость духа, котораи чрез сообщество оживляется и чрез уединение умерщвляется». Я вспомнил редакционную толчею, начисто исключающую уединение, и согласился насчет веселости духа. Может быть, с ее помощью мне удастся осилить предстоящие рассуждения, в духе времени многословные и наивные. Вот, уже началось. Говорливый француз одобряет мою склонность к пешим прогулкам: «Главнейшия действия телодвижения суть те, что оно упражняет мышечныя волокны, жидкия части содержит в приличной густоте, возбуждает охоту к пище, и пособляет к отделению соков, а особливо испарины, возвышает дух, и во всей системе чувственных 119
жил производит приятнейшее чувствование». Ах, месье, месье. Вам бы испытать автобус. Или метро в часы пик: Вот где телодвижения! Вы совершенно правы, сударь. Особливо насчет испарины. Но по мне уединение с книгой — наслаждение куда большее. «Невыгоды от чтения маловажных сочинений суть те, что чрез оное теряется время, и зрение притупляется; напротив того книги, которыя через силу и стечение умозрений душу возводят превыше ея самой... изнуряют дух и истощевают тело; и чем живее и продолжительнее было в том удовольствие, тем вредней ш и я проистекают оттуда следствия». Вот тебе и на. Мыслительный процесс вреден? Он поучительно воздел палец: «Болезни ученых имеют два главных источника: неусыпныя ума томления и всегдашняя тела недвижимость». Ну, это не про нас. Какая уж там недвижимость — Фигаро здесь, Фигаро там, перекусить некогда. Хотя томления ума действительно неусыпны. «Размышление,, пока содержит нервы в безпрерывном напряжении, потребляет великое количество жизненных духов, и препятствует мозгу в соделании оных... Отчего проистекает множество в теле неустройств». Блестящее толкование! Я хихикнул про себя, но осекся, вспомнив, что даже у лабораторной собаки прекращается слюноотделение, стоит ей отвлечься на посторонний раздражитель. А если перевести «жизненные духи» на энергообмен, то окажется, коль скоро мозг забирает себе львиную долю, на все прочее останется меньше. «Кто много думает, у того желудок худо сваривает; а кто меньше разсуждает, у того хорошее бывает варение пищи». — Значит, для здоровья полезно быть поглупее? Он рассмеялся: «Мы всегда видим, что глупцы много едят и пьют, не чувствуя от того никакой тяжести, и сложения будучи не крепшаго других». — Не, профессор, нельзя же сопоставлять высокое горение духа и... простите меня, способность набивать чрево. И почему вы так привязались к расстройствам желудка? «Повреждение желудка, — пояснил он,— не отступно следует за учеными так, как тень за телами». — И нее же вы односторонни, — возразил я i .^аром, — к вашему сведению, организм — единая система, и нельзя так, я бы сказал, механически однобоко трактовать сложные взаимодействия органов! Он мягко улыбнулся моей торопливости: «Сие бедствие, от души телу нанесенное необходимо в скорости простирается взаимно и до самой души. Младший Плиний весьма хорошо сказал: «подпоры тела подкрепляют дух», и Демокрит гораздо прежде его: «крепость души возрастает со здравием». — В чем же, по вашему мнению, выражается обратное воздействие больного тела на «душу»? «Мы видим по всяк день ученых людей, у коих болезнь сия возрастать начинает..., — мой собеседник приостановился, как бы рисуя в своем воображении фигуру типичного .больного, — нервы их, час от часу ослабевая, делают их неспособными ко вниманию; у них теряется память; мысли их помрачаются от жару в голову, от биения сердца, от повсюднаго изнеможения...». — От бессонницы, — подсказал я, тоже узнав эту фигуру. Мой собеседник закивал оживленно: «Между всеми повреждениями, в телесных действиях бываемыми, нет ничего труднее, как возстаиовйть потерянный сои; теряют его самопроизвольно и с удовольствием, но оплакивают оной горестно и почти всегда бесполезно». Увы, дорогой профессор, вы правы. Наш век бесспорно доказал это. Но что делать, если нам вечно не хватает дня и мы ночь прихватываем... «Сие противоборствует законам природы, — с возмущением ответил он, — прилично ли ученым приятности ночи делить со злодеями и дикими зверьми?» Ах, любезный Тиссо, у нас слишком много дел, важнейших дел, о которых и не слыхивали в вашем медлительном веке, когда можно было вот так, как мы с вами, прогуливаться по дорожкам подобно древним перипатетикам. Наши ночные труды — необходимость! Он ехидно усмехнулся: «Один собирает самыя известнейшия вещи; другой говорит то, о чем стократно уже говореио; третий суетится о самых безпо- лезнейших изеледованиях; сей погубляет живот свой изданием пребеднеишей и не- потребнейшей материи. И ни один из них не помышляет о зле, которое сам себе причиняет, и о малой пользе, которую почерпает оттуда общество». Это ужасно. Хочется заверить, что ии один нз моих современников не относит себя к подобным людям. Наоборот, я могу вспомнить порядочно юнцх диссертантов, которые по важности дела готовы поста- 120
вить себя где-то между Ньютоном н Декартом. Немудрено, что они себя не щадят. «Цель творчества — самоотдача!» — разве не так? И если человек сгорает при этом как факел, освещающий.. Отчаянно жестикулируя, я влетел рукою в розовый куст, ободрался и, посасывая царапины, вынужден был умолкнуть. Слож но все это. С одной стороны, Прометей, оно конечно. А с другой — стоит ли прикрывать «высоким горением» отсутствие банальной самодисциплины? Мой современник, видный физиолог Ганс Селье, в статье о стрессе утверждает: «Секрет состоит не в том, чтобы жить менее напряженно, а в умении жить более разумно». Пожалуй, факел тут ни при чем. Сгореть^го проще всего... «Болезнью и то почитается, чтоб умереть от наук», — добивая меня, процитировал эрудированный Тиссо своего Плиния. Трудно с ним спорить. Не так-то он прост, этот устаревший медик. Постепенно из его, на поверхностный взгляд наивных, суждений складывалась очень цельная и отнюдь не забавная картина. Клиническая картина заболевания, причиной которому — бесконтрольный умственный труд. В этой картине все нашло свое место — сидячая поза и невнимательность .в еде, узость интересов, не столь уж редкая среди ученых, и сверхраздражение коры. И все оказалось завязанным в единый узел. Гиперфункция мозга — дисфункция желудочно-кишечного тракта — расстройства кровообращения и периферийной иннервации — нарушения мозговой деятельности: «...Слабыя раздражеиня мозга в состоянии причинить бессонницу... а в самой выш- шен степени раздраженный мозг приключает пострел, обыкновенную смерть ученых людей». — Circulus vitiosuSj — пробормотал я, подлаживаясь под образованность собеседника, — порочный круг. С мозга начинается и на мозг обрушивается. Он кивнул головой — вот именно: «Они наказываются тою самою частню, которою погрешали!» Облик типичного больного был достаточно отчетливым. Оба мы видели его по- своему. Для Тиссо это был его современник, страдающий гипохондрией и почечуем, животом скорбный, с натугой и тягостию в голове. Для меня — мой прыткий сожитель по веку, замученный давлением и бессони- цей, глотающий без разбору горстями новейшие седуксены, древнейшие прополисы и что подвернется из средних веков, с язвой под вопросом, с перспективой грядущего выбора между инсультом и инфарктом. ИГ благородными целями служения обществу. А по сути дела — два портрета, разными красками изображающие одного и того же человека, неразумно одержимого «пламенной страстью» в ущерб себе и. следовательно, обществу, о благе которого он так печется. — Скажите, профессор, вам удавалось довести до сознания таких людей всю серьезность их состояния? Член Королевского Социетета простецки крякнул: «Они подобны любовникам, кои гневаются за то, если кто возымеет смелость сказать им, что предмет их страсти имеет пороки. ...Отвлечение от трудов есть для них несноснейшее из всех зол: протчия все почитают они за ничто, если только сего избегнуть могут!» Профессор с отчаянием заключил: «Вообще можно об ученых сказать, что нет ничего труднее, как их лечить». Мне надо было еще многое расспросить. Об ученом труде в младые и старческие лета. О способах, замедляющих возникновение «порочного круга», который — увы — функционирует и в наши дни. Но раздался мелодичный звон. Доктор Тиссо извлек свой брегет: он весьма сожалел, но ему надлежало воротиться к ученым занятиям. В следующий раз он будет счастлив... Я пошаркал башмаками по песочку, вывернув коленкн изящнейшим образом. С совершеннейшим почтением. Смею - надеяться-.. — Где поцарапались-то? — спросила мили- ционерша, когда я протянул свой читательский билет на выходе из отдела редких книг. — Да тут неподалеку. В восемнадцатом веке. — Это пустяки. Тут один со стрелой Прибежал. Прямо из Карфагена. В мягкие тканях застряла. — Ну и как? Дежурная пожала плечами: — Изъяли. По инструкции. Возвратили куда надо. Ганнибал расписался на акте. У нас с этим строго — выносить ничего не положено. — Даже розы для своей знакомой? — проворковал я, галантно поправляя кружева. —Проходите, гражданин, — возразила она с приличной суровостию. В. ВАРЛАМОВ 121
Немного о коже За обувью надо ухаживать в любое время года, а в осеннюю распутицу особенно. Специалисты подсчитали, что обувь из хорошо и своевременно ухоженной кожи служит нам примерно в полтора раза дольше, чем та, за которой ухаживают от случая к случаю. Это понятно. Как ни необычно утверждение, что кожа — бывшая шкура бывших животных — продолжает жить в изделиях, однако по сути дела это так. Коже свойственны волокнистая структура и пористость. Отсюда ее неповторимые гигиенические и защитные свойства. Но если в порах задерживается вода, теплоизоляционные свойства кожи тем самым сводятся на нет. Заполненные водой, обогреваемые нашим теплом поры — благопри- —S_ * ^-Ч? 122
ятная среда для жизни плесневых грибков и бактерий. Их коллективное действие приводит к гниению. Если же кожу высушили резко, с применением высоких температур, она становится жесткой, заскорузлой, потому что происходят изменения в самих белковых волокнах. И эти структурные изменения практически необратимы. Все сказанное в значительной мере относится и к искусственной коже, и к кожеподобным материалам природного происхождения — замше и велюру в первую очередь. Поэтому к изделиям из этих материалов целиком и полностью применимо классическое правило медицины: профилактика — лучшее лечение. Средства ухода за кожаной обувью в большинстве своем традиционны. Обувные кремы, наносимые своевременно и правильно, помогают продлить сроки носки обуви и, естественно, улучшают ее внешний вид. Главный компонент любого крема — его жировая основа. Именно этот компонент обеспечивает глубокое проникновение крема в кожу, придает ей мягкость и несмачиваемость водой. Когда суконкой или бархоткой мы распо- лировываем крем по поверхности туфель, то тем самым делаем поверхность кожи менее восприимчивой к разного рода загрязнениям. Здесь на первый план выходят свойства другого компонента крема — воска. Если же в состав крема введены поверхностно-активные вещества (а в некоторых сортах обувных кремов они есть), то эти полезные качества крема еще усиливаются. Хочу напомнить об одной особенности практически всех обувных кремов. Навести глянец на обувь сразу же после нанесения крема довольно трудно. Лучше выждать несколько минут, пока крем проникнет в глубь кожи, тогда и располировать его легче. Если любым из нынешних кремов чистить обувь таким образом — с паузой, то в течение нескольких дней уход за обувью может сводиться лишь к удалению пыли влажной тряпочкой или щеткой. Из всех средств ухода за обувью предприятия объединения «Латвбытхим» больше всего выпускают крема марки «Вици-72». Крем как крем, обычный по составу и консистенции, отличающийся разве что более тщательной подготовкой компонентов и широкой цветовой гаммой. Крем «Вици-72» всех восьми выпускаемых цветов находится на уровне лучших отечественных и зарубежных кремов аналогичного назначения. Он применим для кожи любого цвета и фактуры. Для ухода за обувью специального назначения — спортивной, рыбацкой, туристической, охотничьей — предприятия «Латвбытхима» выпускают крем «Sports». Этот крем способен восстановить эластичность даже покоробившейся, ссохшейся обуви. Полезно обрабатывать этим кремом и кожаную подошву конькобежной и лыжной обуви, чтобы снег к ним не прилипал. В креме «Sports» повышенное содержание воска и синтетического жира. Последний способствует более долгому сохранению жировых компонентов внутри пор. Интересный опыт поставили специалисты Мурманского пункта испытания лыжного инвентаря. Правда, добровольным испытателям — участникам этих экспериментов было несладко, нбо им приходилось кататься на лыжах в ботинках, один из которых был хорошо ухоженным, а второй — абсолютно неухоженным. И вот что получилось. Если до первого пробега и левый, и правый ботинок на пластиковой подошве весили по 200 граммов, то после пробега правый, не обработанный кремом ботинок стал на 50 граммов тяжелее левого B50 и 300 г соответственно). Влажность кожи левого ботинка составила 20%, а правого — 70%. В некоторых случаях наблюдались начальные признаки обморожения, причем только на правых ногах испытателей. Второй пробег происходил в условиях повышенной влажности — по мокрому тающему снегу, кое-где на дистанции были просто лужи. После такого пробега почищенный ботинок весил 300 г, а нечищенный — 6001 Естественно, после сушки правые ботинки всех испытателей были жесткими, с матовой поверхностью. Левые же выглядели почти так же, как до испытаний. Эти сведения приведены здесь, чтобы показать, насколько важен для любых изделий из кожи своевременный уход, пусть даже самыми традиционными средствами. Впрочем, в последнее время «Латвбытхим» приготовил и кое-что новое. Жировая смазка «Вальтра» (она тоже содержит и натуральный, и синтетический жир) — отличное средство для ухода за юфтевой обувью. Состав «Вици-самоблестящий» и нитро- аппретура «Адо» в аэрозольной упаковке придают обуви яркий блеск, не требуя механических усилий. Незаменимо для лентяев! Перламутровый отлив — очень нарядный и необычный — придает обуви и галантерейным изделиям из кожи средство «ПЭФ», которое, как и многие препараты латвийской бытовой химии, выпускается в аэрозольной упаковке. Аэрозольный бесцветный препарат «Велюр» — отличное средство для ухода за замшевыми куртками, перчатками, поясами. Словом, выбор средств для ухода за кожей достаточно широк. Важно только разбираться в имеющихся препаратах и правильно пользоваться ими — как традиционными, так и новейшими. В. Г. ШАШКИНА, СКБ химизации, Рига 123
Сплавы, которые иногда приписывают Буду Из р < ■Ю О сплавах Вуда, Липовица и Гутри В февральском номере «Химии и жизни» за этот год были напечатаны письмо В. Налбандяна, в котором сделана попытка разобраться в том, что же такое сплав Вуда, и комментарий В. Р. Полищука. Постараемся привести более точные сведения. 5 мая I860 года в американском журнале «Weekly Scientific Artisan, Cincinati» был опубликован патент Б. Вуда. Автор предлагал сплав из 7—8 весовых частей висмута, 4 вес. ч. свинца, 2 вес. ч. олова и !—- 2 вес. ч. кадмия с температурой плавления 65,5—7!°С. А в журнале «The American Journal of Science and Arts» этому легкоплавкому сплаву, точнее, группе сплавов системы PL—Bi—Sn—Cd была посвящена даже целая статья. Самым интересным в ней, как нам представляется, было примечание редакционной коллегии журнала. Оно прекрасно характеризо- № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Bi 38,77 41,50 50,00 50,09 50,42 51,07 50,00 33,33 53,2 Состав, вес. % 1 | Cd 15,38 8,25 7,25 9,81 :of75 9,60 16,67 16,67 7,1 | Pb 30,77 33,25 28,50 27,17 24,81 25,10 33,33 50,00 39,7 Sn Автор 1 15,38 Хайне 16,50 Крупп 14,25 Рихтер 12,91 Хайне 13,92 » 14,30 » — » — » — » * год 1906 1909 1909 1906 » » » » » вало научную среду середины прошлого века и. кроме того, отвечало на интересующий нас вопрос. Цитируем его без сокращения: «У нас хватило времени, чтобы повторить только несколько интересных опытов доктора Вуда, относящихся к удивительному влиянию кадмия, которое он оказывает, понижая точки плавления различных сплавов. Сплав, приготовленный из двух частей кадмия, двух частей олова, четырех частей свинца и восьми частей висмута, плавится при температуре около 70~С. Его вполне можно назвать «легкоплавкий металл Вуда». Это сообщение не осталось незамеченным: в журналах и справочниках конца прошлого века и начала нынешнего сплавом Вуда чаще всего называют именно этот сплав. Однако Б. Вуд изучал и другие легкоплавкие композиции и при этом не забывал публиковать статьи о своей работе. Поэтому иногда сплавом Вуда называют и другие сплавы (см. таблицу). Но предпочтение все же отдают составу, упомянутому редколлегией американского журнала E0% висмута, 25% свинца, 12,5% олова и 12,5% кадмия). Нам это представляется разумным. И если металловедам придет когда-нибудь в голову мысль договориться о единых названиях, то сплавом Вуда естественно назвать именно этот сплав. Остается добавить, что иногда сплав Вуда лрипн- сывают знаменитому физику Роберту Буду. Не избежал этой ошибки н автор статьи «Вуд Роберт Уильяме», напечатанной в таком авторитетном издании, как БСЭ B-е издание, т. 9, 1951). Справедливости ради надо сказать, что в послед-
нем издании БСЭ эта ошибка исправлена. Р. Вуд родился восемью годами позже публикации патента. А теперь посмотрим, какими же сплавами интересовались Липовиц и Гутри. А. Липовиц в том же I860 году напечатал статью в журнале «Dingler's Polyte- chnisches Journal» под названием «О легкоплавком сплаве Вуд а». Это был отклик на публикацию в американском журнале, перепечатанную «Dingler's Polytechni- sches Journal». Липовиц предлагал и свой легкоплавкий сплав, содержащий 8 вес. ч. свинца, 15 вес. ч. висмута, 4 вес. ч. олова и 3 вес. ч. кадмия B6.7% свинца, 50,% висмута, 13,3% олова и 10% кадмия). Как писал Липовиц, этот сплав плавился при температуре 55—60°С. Но он ошибся. Причины ошибки сейчас установить трудно. Переохлаждение? Но для этих сплавов такое сильное переохлаждение нехарактерно. Примеси? Но примеси известны, и они не могут столь значительно снизить температуру плавления. Скорее всего это просто была опечатка: Липовиц имел в виду шкалу не Цельсия, а Реомюра; по шкале Цельсия получается 69— 75°. Как бы то ни было, ошибка Липовица повторяется уже более 100 лет. 24 года спустя Фредерик Гутри помещает в журнале «Philosophical Magazine» статью «On Eutexia» («Об эвтектике»). Кстати, Гутри тогда впервые употребил термин эвтектика в почти современном его значении. Вот что он писал: «Я буду употреблять термин «эвтектика», мне бы хотелось, чтобы его использовали и другие — по отношению к телам, составленным из двух или более компонентов. Причем составляющие должны находиться в таком соотношении, чтобы образованное ими сложное тело обладало минимальной температурой плавления». Ф. Гутри установил, что наименьшая температура плавления сплавов системы Bi-Pb-Sn-Cd — 71°C. однако состав эвтектики ои определил неверно: 47,4% висмута, 19,4% свинца, 19,9% олова и 13,3% кадмия. В дальнейшем этот состав и получил название «сплав Гутри». Температуру плавления 45СС (которая особенно озадачила В. Нал- бандяна) в своей статье Гутри не приводит, по-видимому, она появилась в некоторых справочниках по недоразумению. Д'Арсе, Розе, Лихтенберг и И. Ньютон сообщали о тройных легкоплавких сплавах, содержащих свинец, олово и висмут. Как ии странно, изобретателя сплава Исаака Ньютона A782 г.) с автором закона всемирного тяготения A643—1727 гг.) почему-то не путают. По современным данным, эвтектика четверной системы кристаллизуется при температуре 69±0,5°С. То есть среди сплавов, состоящих из висмута, свинца, олова и кадмия, нет такого, который бы плавился ниже Температуры плавления (или кристаллизации) легкоплавких сплавов, содержащих висмут, свинец, олово и кадмий Jfc Состав, вес. % Bi Pb Sn Cd I Интервал тем ператур крис таллнзацнн, °С Название 1 50,0 2 50,0 3 47,4 25,0 26,7 19,4 12,5 13,3 19,9 12,5 10.0 13,3 75 — 69 74,5 — 69 89 — 69 Сплав В уда Сплав Липовица Сплав Гутри этой температуры. В заключение приводим температуру плавления всех этих многострадальных сплавов. К сожалению, многие наши справочники до сих пор не в ладах ни с историей, ни с металловедением. С И. СТЕЛЬМАХ, В. А. ЦИММЕРГАКЛ, Институт общей и неорганической химии АН УССР, Киев Чем склеивать оргстекло? Чем склеивать органическое стекло — плексиглас знают все, кому с ним приходилось сталкиваться: делается это раствором плексигласа в дихлорэтане. Широко известно и то, что этот раствор ядовит, так как пары дихлорэтана раздражают кожу, проникают в организм человека при дыхании. Предлагаю для склеивания плексигласа пользоваться более доступными и нетоксичными органическими растворителями. Это вещества, применяемые в медицине для наркоза: хлороформ и медицинский эфир. Один объем плексит ласа (лучше в измельченном виде) заливаем на несколько часов, до полного растворения, тремя объемами хлороформа. Когда оргстекло полностью растворится, клей готов к употреблению. Наносить его на склеиваемые поверхности удобнее всего стеклянной пипеткой. Если раствор получится слишком густым, его следует размешать с одним объемом эфира. Этим мы уменьшим вяз-- кость клея, время схватывания и высыхания. Прочность склеивания у нашего клея ничуть не меньше, чем у дихлорэтанового. Н. Ф. КОСТЫРЯ, Киев 125
Магнитная вода: еще один способ приготовления Я хочу рассказать читателям об очень простом способе получения омагничен- ной воды. В прошлогоднем девятом номере нарисовано слишком сложное в изготовлении устройство. Мое значительно проще, я его сделал буквально с помощью кухонного ножа. Л1АГНМТ Я взял пластмассовую бутылку из-под моющего средств а «Экстра», отрезал верхнюю часть, в нее плотно вошел магнит диаметром 60 мм. Потом я нагрел нижнюю часть бутылки и надел ее на верхнюю, куда до этого вставил магнит. Все это хорошо видно на рисунке. В донышке бутылки сделал отверстие для выхода воды. Горлышко бутылки свободно садилось на водопроводный кран. Тогда я нагрел пластмассовое горлышко, размягчил его и обжал прямо на кране. Впрочем можно сделать и переходник из резинового шланга. Устройство для омагни- чивания воды готово. В. Г. ТОГУБИЦКИЙ, Усть-Каменогорск Как удалить ржавчину Я постоянный читатель «Химии и жизни». По специальности химик, занимаюсь вопросами коррозии металлов. Хочу поделиться некоторым своим опытом, как удалить ржавчину. Предлагаемый способ опробован на практике, есть положительные отзывы. Он удобен в лабораторных и полевых условиях, им можно пользоваться и дома — для очистки от ржавчины дверных петель, замков, водопроводных труб, деталей велосипедов, мотоциклов и автомобилей. Я хочу порекомендовать прозрачные антикоррозионные пасты. Для их приготовления в стеклянную банку или стакан нужно насыпать обыкновенный крахмал и смочить его небольшим количеством воды — до исчезновения сухих участков в в молочио-белой крахмальной массе. Затем, помешивая массу деревянной или керамической лопаточкой, Очищаемый от ржавчины участок металла нужно отгородить от остальной поверхности полоской B—5 см шириной) парафина или воска. Расплавленный парафин наносят кисточкой, после очистки изолирующая полоса легко снимается. На ржавую поверхность пасту наносят кистью или поролоновой губкой и оставляют на 1—3 минуты, а потом губкой снимают. После снятия остатков пасты, окислов и солей очищенную поверхность протирают слабым раствором щелочи, например трехпроцентным раствором питьевой соды, насухо вытирают ветошью или сухой губкой. Если после очистки металл окрашивают не сразу, полезно смочить поверхность трех- пятипроцентным раствором нитрита натрия и дать раствору высохнуть. Разумеется, готовить пасты и пользоваться ими нужно осторожно. Хотя в пасте кислоты менее опасны (они меньше «дымят», капли не могут попасть на кожу и одежду), все-таки следует надеть защитные очки, резиновые перчатки и фар- I концентрированная соляная кислота картофельный крахмал вода 100 мл 40—50 г 40—50 мл II концентрированная фосфорная кислота картофельный крахмал вода 100 мл 5—20 г 5—20 мл III концентрированная азотная кислота картофельный крахмал вода 100 мл 10—20 г 8—20 мл надо постепенно подливать кислоту до тех пор, пока паста не загустеет и не станет стекловидной, прозрачной. Чем выше концентрация кислоты, тем меньше ее нужно для этого. Могу предложить три состава пасты (см. таблицу). тук. Работать с пастами рекомендуется под тягой, а если тяги нет — на открытом воздухе с подветренной стороны. М. РУТТЕН, Москва
I ЧЕМ ПОЛЕЗНО ЛЬНЯНОЕ СЕМЯ Прошу рассказать о льняном семени. Что представляет собой его настой! Почему оно нашло распространение в парикмахерском деле! О. Л. Вербенко, Комсомольск-иа-Лмуре Льняное семя находит применение не только в парикмахерском деле. Оно широко используется в медицине— сами семена, льняное масло (его получают, отжимая семена под прессом), препараты из масла и настой, содержащий' слизь льняного семени. Из семян делают компрессы и припарки (для лечения наружных воспалительных процессов), принимают их внутрь — это легкое, безвредное слабительное. Из масла на фармацевтических фабриках готовят препараты линетол (противоатеросклеротиче - ское средство) и линол (мазь, хорошо помогающая при ожогах). Льняное масло — ценный диетический продукт. Врачи-диетологи советуют включать его в пищевой рацион при нарушениях жирового обмена, колитах, атеросклерозе. Как лекарство используют и настой. Слизь льняного семени полезна при воспалительных заболеваниях желудочно-кишечного тракта, катарах дыхательных путей, отравлении прижигающими веществами (кислотами, щелочами). Но все женщины, следящие за своей прической, знают о совсем иной области применения настоя льняного семени: это надежное и даже полезное обволакивающее средство для волос. Приготовляют его так: пять граммов семени (чайную ложку с верхом) насыпают в полтора стакана воды и кипятят в течение минуты; потом оставляют на два-три часа и процеживают сквозь марлю. Прежде чем делать прическу, парикмахер смачивает волосы настоем. Прическа держится не меньше недели. О ПОЛЬЗЕ КАКТУСОВ Я знаю, что очень многие разводят у себя дома кактусы. Не могли бы вы рассказать, какая вообще польза от кактусов! Л. Николаев, Омск Такой вопрос кактусоводам задают часто. Мы давно уже привыкли к аквариумам с замысловатыми тропическими рыбками, к коллекциям старинных монет, редких марок, спичечных коробков. А вот разведение дома разных сортов кактусов почему-то иногда вызывает недоумение. У древних народов Америки, да и сейчас в Мексике и Колумбии кактусы служили и служат строительным материалом, пищей для людей, скота, лекарством. В качестве строительного материала используют це- реусы. Из высохшей древесины старых цереусов получают легкий и прочный материал для столбов, балок, стропил. Могучие, в два-три человеческих роста колючие цереусы — прекрасная естественная изгородь. В жарких безводных местностях большие кактусы служат для утоления жажды. Съесть мякость кактуса — все равно что съесть арбуз или огурец. В тканях кактуса содержится от 75 до 90% воды. Этим постоянно пользовались путники в пустынях Техаса, Аризоны и Мексики, особенно в те времена, когда единственным средством передвижения была лошадь. Мексиканские ученые ведут исследования по использованию кактусов в промышленности. Они доказали: из кактусов можно получать витамины, гормоны, мыло, технический спирт, даже вина и ликеры. При этом отходы идут на корм домашней птице. У многих видов кактусов плоды настолько крупные, сочные и ароматные, что их собирают и продают на рынках; едят эти плоды в сыром виде, а также варят из них варенье, кладут для цвета и аромата в вино, а незрелые тушат с мясом. Мелокактус и эхинокактус едят засахаренными, первый даже называют в обиходе «конфетным кактусом». Его стебли очищают от колючек и кожи, режут на ломтики и варят в сиропе из тростникового сахара. Есть еще один ценный вид кактусов —г опунция, который сейчас акклиматизирован на берегах Средиземного моря. У него очень вкусные плоды, известные в Европе под названием «берберийской фиги». Мексиканские индейцы издавна использовали опунцию как лекарственное средство (не ягоды, а стебель и корни: они обладают мочегонным и желчегонным свойствами). Все это кактусы, растущие под открытым небом. Что же касается комнатных... Их не едят, не используют для поделок. Просто они по-своему красивы, особенно когда цветут. Комнатные кактусы живо напоминают нам о том, как разнообразна природа. ПОПРАВКА В сентябрьском номере на стр. 84 неверно набрана формула уротропина: это вещество имеет состав (CH2)eN<. 127
П. ПОЛЯКОВУ, Москва: Когда цветную обратимую пленку обрабатывают как обычную черно-белую, то получается негатив; качество его, впрочем, оставляет желать лучшего. Н. НУРМАДИЕВОЙ, Семипалатинская обл.: Заочного обучения по специальности «аналитическая химия», к сожалению, нет. B. И. АНТОНОВУ, гор. Горький: Мы не имеем права предлагать детям опыты со ртутью. Ю. И. СОЛОДОВЧЕНКО, Воронеж: Состав, который вам рекомендовали знакомые для борьбы с колорадским жуком (эмульсия из 0,5 л подсолнечного масла и 100 г питьевой соды на 10 л воды), сомнителен и нерационален — на все поля, пораженные колорадским жуком, подсолнечного масла не напасешься. C. Д. ТОЛСТОВУ, Рязанская обл.: Ваш крыжовник уцелел, а насекомые погибли, хотя вполне могло случиться наоборот,— разве можно посыпать растения неизвестным порошком? А. СИРЯНУ, Румыния: Не следует подкармливать пчел ксилитом —это не углевод, меда из него не получится Л. Г. ЛЯШЕНКО, Туапсе: О том. как правильно готовить соленья и маринады, можно узнать, например, в «Книге о вкусной и здоровой пище», любое издание. А. Н. ЛАЛЕТИНУ, Свердловская обл.: Адрес журнала вы написали правильно, фамилию редактора — тоже, а вот все остальное совсем не по нашей части. Н. ПАХУБА, -Ставропольский край: Хромовые сапоги имеют прямое отношение к хрому — кожу для этих сапог выделывают с помощью хромовых солей. С. КУЗНЕЦОВУ, Волгоградская обл.: Вряд ли завзятый пьяница мог вспыхнуть и сгореть от винных паров в буквальном смысле, скорее в переносном... Редакционная иоллегия: И. В. Петрянов-Ссжолов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, Л. А. Костандов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов,, Б. И. Степанов,' A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. Г. Володин, М. А. Гуревич, В. Е. Жвирблис, A. Д. Иорданский, О. М. Либкин, B. С. Любаров (главный художник), Э. И. Михлин (зав. производством), Д. Н. Осокина, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), В. К. Черникова Номер оформили художники А. В. Астрин, Г. Ш. Басыров, Ю. А. Ващенко, М. М. Златковский, Е. П. Суматохин АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-333, Ленинский проспект. 6f. Телефоны для спраюк: 135-90-20. 135-52-29 Корректоры Г. Н. Нелидова, Е. И. Сорокина Т 16311. Сдано ■ набор 12/VHI 1975 г. Подписано к печати 24у IX 1975 г. Бум. л. 4,0. Усл. печ. л. 10,4. Уч.-изд. л. 12,2. Бумага 70X100'/i« Тираж 250 000 экз. Цена 40 коп. Заказ 1848. Чеховский полиграфический комбинат Союэполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Чехов Московской области (Е) Издательство «Наука» «Химия и жизнь», 1975 г. I
1<2у Для чего моли шелк? детства привыкли думать, что платяная, атная и другие соседствующие с нами мо- Энё могут жить без шерсти. Так оно и есть. ако без шелка моль тоже долго не протянет. самом деле, свое жилье (трубочку) гусе- моли вьют из шелка. Правда, они не распивают шелк в шкафу или сундуке, а дела- н>г его сами: шелковую нить выделяют специальные прядильные железы во рту гусеницы. вкрутив трубочку, гусеница маскирует ее шерстинками, выкусываемыми из платья, на котором *она поселилась. Окончив постройку, моль принимается за свое вреднейшее дело—пожирание уерсти. Когда вокруг образуется проплешина, она наращивает трубочку, чтобы еда была под рукой. Если же ткань гусенице не по вкусу, перебирается в другое, более аппетитное сто. Путешествует осторожно — не быстрее Ьфка сантиметров в час. И в дороге без ка ей тоже пришлось бы лихо. Чтобы спу- или подняться, она прикрепляет шел копить то справа, то слева. Получается не- 1 вроде лестницы, по которой и карабкает- Эмнатный вредитель. перед дальней дорогой запасаемся водой. проще — она путешествует налегке; она Вгда и ничего не пьет. Более того, взрос- г, крылатая моль не только не пьет, но даже *ест: у нее нет рта. А прожорливая гусе- ♦ придерживается сухого закона вовсе не по- w4to в шкафу затруднительно раздобыть потому, что она получает воду химиче- ^тем из совершенно сухой шерсти. разглядывая дыру, проеденную мо ке, помните — шерсть не пропал на переработана в шелк, эугих веществ.
Тяжкое бремя лидера Эксперимент проводится в душевой: испытуемые крутят краны с горячей и холодной водой до тех пор, пока каждый не отрегулирует себе воду по вкусу. Каверзный душ устроен так, что один испытуемый, стараясь сделать воду в своей кабинке потеплее, невольно обрушивает на соседа ледяные струи. И наоборот, приоткроешь кран с холодной водой и ошпаришь соседа... Этот опыт, утверждают психологи, позволяет установить степень согласованности t группы, порою даже выявить лидера. По сути дела ничего не меняется, если участников опыта разместить не в душевых кабинках, а у приборных пультов, связанных между собой. Крутят они не краны, а ручки приборов, выполняя задание экспериментатора — скажем, установить на нуль некую стрелку. Как и люди под душем, участники мешают друг другу, к тому же экспериментатор со своего пульта непрерывно вносит помехи.' Кажется, сейчас стрелка замрет на нуле, да не тут-то было. Этой психологической методикой воспользовались в одном московском институте. Испытуемым ставили задачи вроде той — со стрелками, а между заданиями были паузы. При этом исследователи непрерывно регистрировали электрофизиологические показатели людей у пультов — и во время работы, и во время перерывов. Как и во всех подобных экспериментах, быстро выявились лидеры и ведомые — люди, которые подчиняются воле партнера, подстраиваются под его действия. У испытуемых, не склонных к лидерству, во время пауз на электроэнцефалограмме появлялись альфа-ритмы — те самые электрические ритмы мозга, которые свидетельствуют о покое, расслабленности, отключении от умственной работы. А на электроэнцефалограммах лидеров альфа-ритмов не было и в помине. Лидеры и во время пауз не переставали обдумывать свои задачи, оставались в состоянии готовности. В общем, строго экспериментально подтвердилась старая истина: у хорошего руководителя за все голова болит...