НАУКА, И ЖИЗН Ь
ИЗДАТЕЛЬСТВО "ПРАВДА"	1ORA

'Ъыгхимичему
fuu 4 СССР
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
ВСЕСОЮЗНОГО ОБЩЕСТВ* ПО РАСПРОСТРАНЕНИЮ ПОЛИТИЧЕСКИХ И НАУЧНЫХ ЗНАНИИ
НА СТЫКЕ НАУК
Академик А Н. НЕСМЕЯНОВ, президент Академии наук СССР.
Г* КАЖДЫМ ДНЕМ все более возра-стает роль науки в жизни общества.
И в первую очередь это следует сказать о нашей стране, строящей коммунизм. Прогресс науки происходит у нас фронтом большой ширины и большой глубины, при взаимодействии различных научных дисциплин и школ, при бурном росте решающих участков науки. Движение науки вперед достигается благодаря комплексному решению актуальнейших задач, благодаря взаимодействию не только разных научных школ, но и разных отраслей науки. Если окинуть единым взором могучий поток современных научных достижений и открытий, то прежде всего обращает на себя внимание необычайно возросшее значение синтеза в развитии самых различных областей науки и техники.
Как известно, анализ и синтез всегда были важнейшими и тесно связанными сторонами познавательной и практической деятельности человека. Но будучи неотрывными друг от друга, они имели и имеют неодинаковое значение на той или иной ступени исторического развития науки и практики, в ходе решения той или иной научной или технической проблемы. Бывают моменты и периоды, когда на первый план выдвигается анализ, чем нисколько не умаляется роль синтеза. И, наоборот, после известного накопления аналитического материала оказывается необходимым именно синтез, что отнюдь не предполагает хотя бы даже временной «отмены» анализа.
В развитии науки тоже можно отметить две в некотором смысле аналогичные тен
денции. Одна из них — это все прогрессирующая дифференциация научных знаний. Любая область науки дифференцируется и порождает все новые и новые ветви. Так, химия уже в прошлом веке разделилась на органическую и неорганическую, аналитическую и затем физическую химию. В нынешнем столетии появилась физическая органическая химия, а сравнительно недавно — и элементоорганическая химия. В физике выделились в качестве самостоятельных ее ветвей с собственными методами исследований молекулярная физика, оптика, акустика, физика твердого тела, в последнее десятилетие — ядерная физика и т. д.
Вторая тенденция: наряду с дифференциацией совершается процесс соприкосновения и взаимопроникновения наук, иногда смежных, иногда очень далеко отстоящих друг от друга. Это позволяет одной научной дисциплине использовать идеи и методы другой. И часто развитие возникающей таким образом новой пограничной научной области совершается необычайно быстро, широко и плодотворно.
Например, на грани биологии и органической химии еще в прошлом веке зародилась, а в текущем бурно прогрессировала биохимия, которая по масштабам своего развития сейчас, вероятно, перегнала материнскую органическую химию. На грани биологии и физики возникла биофизика. В результате «объединения» геологии и химии возникла геохимия. В свою очередь, соприкосновение геохимии и биологии дало биогеохимию.
На стыке физики и химии не очень давно сформировалась химическая физика, применяющая новые идеи физики к химическим процессам и явлениям. На границе астрономии и физики уже в прошлом столетии начала строиться астрофизика, а взаимодействие последней с современной ядерной физикой оказалось исключительно плодот торным и для той и для другой науки. Оно позволило практически использовать наблюдения над Вселенной — этой космической лабораторией ядерных превращений — и в корне изменило наши представления о жизни и эволюции метагалактики.
Процесс взаимопроникновения и взаимного оплодотворения различных наук особенно интенсивно происходит в нашу эпоху. При этом иногда соприкасаются такие научные области, которые как будто бы никак не связаны друг с другом ни по объектам, ни по методам работы, Так, применение радиоактивных измерений и наших знаний о радиоактивных изотопах в геологии, с. одной стороны, и в археологии, с другой, дало возможность точной датировки геологических событий и археологических находок. Использование электронных вычислительных устройств в филологических целях позволило осуществить машинный перевод с одного языка на другой и предъявило совершенно новые требования к филологии в целом. Здесь мы уже видим взаимопроникновение методов точной науки и гуманитарных знаний. Другая такая же линия возникла в результате вклада в физиологию, сделанного И. П. Павловым. Это — соприкосновение физиологической науки с психологией, педагогикой и рядом других гуманитарных дисциплин.
Как видно из сказанного, дифференциация и взаимопроникновение наук при кажущейся их противоположности являются на самом деле связанными друг с другом процессами. Рождение, например, физической химии—это не только результат дифференциации химической науки, но следствие проникновения в химию физических методов. Этот процесс взаимопроникновения своеобразного «синтеза» оказывается ведущим в наше время. И если проанализировать все развитие современного научного знания, то можно легко заметить, что точки роста науки возникают в большом числе и наиболее быстро прогрессируют как раз на грани соприкосновения и соседних и самых отдаленных друг от друга научных областей. Поэтому организация науч
ных учреждений и их связей должна учитывать это обстоятельство.
Начало процесса соприкосновения наук происходит не так легко. И это понятно, так как подобное взаимодействие требует наличия ученых, которые владеют той и другой из соприкасающихся отраслей знаний, что при нынешней глубокой дифференциации науки встречается не часто. Вот почему важная задача заключается в подготовке таких специалистов на всех ступенях их квалификации, которые владели хотя бы двумя специальными областями и могли осуществлять перенесение идей и методов одной науки в другую.
Другой, главный, путь решения той же проблемы — это коллективная работа и прежде всего общение представителей разных наук и дисциплин. Вот почему необходимо иметь не только специальные научные журналы, но и периодические издания, доступные ученым разных специальностей, серьезно и глубоко освещающие наиболее интересные итоги различных областей науки. С этой точки зрения чрезвычайно важно и соответствующее личное общение.
Прогресс науки прямо связан с живым обсуждением стоящих перед наукой проблем, с хорошей организацией научной информации, дающей ученым >озмож-ность следить как за работами в области своей специальности, так и за сопредельными науками. Следовательно, важнейшая тенденция в развитии сегодняшнего научного знания и практики <— тенденция все большего соприкосновения, взаимопроникновения и взаимодействия различных научных дисциплин — должна находить ныне всестороннюю поддержку.
На сегодняшний день синтез является уже не только важнейшей стороной познавательной деятельности человека, а следовательно, и развития науки, но и неотъемлемой частью всей нашей повседневной практики. Органический синтез, синтез сплавов, ядсрный синтез, синтез механизмов и машин, синтез физиологически активных веществ, синтез кристаллов... Словом, многие и многие направления современного научного и технического прогресса проникнуты идеями и методами синтеза—этого могущественного оружия в борьбе за научный и технический прогресс СССР, за победоносное движение к коммунизму.
Вот почему следует считать вполне оправданной инициативу журнала «Наука и жизнь», посвятившего свой очередной номер целиком вопросам синтеза.
Академик II. Н. СЕМЕНОВ.	Рис. Е. Скакальского.
JD БЫСТРЕЙШЕМ осуществлении исторических решений XX съезда Коммунистической партии о дальнейшем техническом прогрессе нашей страны, развитии тяжелой промышленности и подъеме материального благосостояния трудящихся большое значение имеет рост производства синтетических материалов и их использование в различных отраслях народного хозяйства.
Создание и практическое применение синтетических высокомолекулярных материалов (полимеров) язляется одним из важнейших достижений современной химии. В настоящее время без широкого и все возрастающе~о использования этих материалов, обладающих особо ценными свойствами, невозможно развитие ракетной техники, азто- и авиапромышленности, машиностроения, электро- и радиотехники, судостроения и многих других отраслей народного хозяйства. Синтетические материалы давно перестали быть суррогатами или неполноценными заменителями природных материалов (металла, текстильных волокон, натурального каучука), какими они являлись еще 20—25 лет тому назад. Теперь синтетические высокополи-мерные вещества — это новый класс материалов по комплексу свойств и возможностям быстрого внедрения в различные отрасли промышленности, значительно превосходящий известные ранее природные материалы.
Высокая прочность и эластичность, устойчивость к действию как повышенных, так и низких температур, химических реагентов, малый удельный вес, легкая перерабатываемость в разнообразные изделия — таковы некоторые из показателей, обеспечивающих непрерывное и все более значительное развитие производства полимеров.
Изменяя характер исходных соединений, соста и последовательность их чередования в гигантских молекулах полимеров, условия синтеза и последующей обработки этих материалов, можно практически неограниченно из
менять их свойства. Можно получать от легко воспламеняющихся и взрывчатых соединений до абсолютно негорючих, теплостойких и не поддерживающих горение, от растворимых в воде полимеров, заменяющих кровяную плазму, до веществ, практически не поглощающих влаги, от прочных, жестких и устойчивых к удару полимеров, используемых в качестве конструкционных материалов, до эластичных, гибких, каучукоподобных пластиков, до пенопластических масс, матеоиа-лоз, в сто раз более легких, чем ода, и т. п.
Многообразие сзойстз, легкость переработки в изделия, экономическая доступность и широкая сырьезая база обусловили быстрое развитие производства высокомолекулярных синтетических материалов. Достаточно сказать, что в 1956 году мировое производство (без СССР) пластических масс Д' стигло примерно 3 500 тысяч тонн, синтетического каучука—1 400 тысяч тонн, а искусственного и синтетического волокна— около 2 500 тысяч тонн. В настоящее время мировое производство синтетических полимерных материалов уже более чем в два раза превышает про*з <одстпо алюминия, цинка, меди и других цзетных металле!'
Можно предполагать, что в ближайшие 15—20 лет мировая про
Через 15—20 лет мировое производство полимеров станет сравнимо с нынешним уровнем выплавки стали.
дукция полимерных материалов достигнет 25—30 миллионов тонн, или 20—23 миллионов кубометров. Если учесть, что мировая выплавка стали составляет 36 миллионов кубометров, то станет очевидным, что через 15—20 лет производство полимеров достигнет примерно двух третей нынешнего производства стали.
Сейчас уже нельзя указать области, в которой бы не использовались полимеры или где их применение не сулило бы больших технико-экономических перспектив. Прежде всего следует отметить, что многие полимеры (поливинилхлорид, полиэтилен, найлон и др.) успешно вытесняют цветные металлы в кабельной промышленности, при производстве химической аппаратуры, в пищевом машиностроении и т п.
Еще большее народнох эзяй-ственное значение приобретают армированные стекловолокном, стеклотканью, древесным шпоном или текстилем высокопрочные конструкционные пластические массы. Армированные пластики по прочностным характеристикам приближаются к дюралюминию и даже некоторым сортам стали, но отличаются значительной легкостью (более чем в 1,5 раза легче дюралюминия и почти в 5 раз легче стали), упругостью, не подвержены коррозии, обла* дают хорошими электроизоляци-
Расход пищевых продуктов (в пересчете на зерно) на технические цели сократится благодаря расширению выработки синтетического спирта.
онными свойствами и очень легко перерабатываются в изделия сложной формы.
Применение стеклопластиков на основе так называемых контактных связующих позволяет получать в одну операцию цельные кузова автомашин, корпуса катеров и легких судов, крупные агрегаты самолетов, машин, бензохранилища, трубы и т. п. Совершенно очевидно, что принцип контактного формирования крупногабаритных изделий имеет огромные преимущества перед обычной технологией изготовления деталей из металлов.
Большим достижением химии и технологии полимерных материалов является создание и внедрение сверхлегких, жестких и эластичных пластиков: пенопластов, сотоподобных пластических масс и микропористых полимерных материалов. Пенопластические массы в 10—100 раз легче воды и наряду с этим достаточно прочны, обладают непревзойденными тепло- и звукоизоляционными свойствами, плавучестью, неза-гниваемостью, хорошими электроизоляционными свойствами.
Комбинируя пенопласты с древесными материалами, армированными пластиками и т. п., получают легкие прочные конструкции, находящие все более широкое применение в самолетостроении, судострое нии, автомобиле- и вагоностроении. Большие перспективы открываются в связи с использованием этих материалов строительной технике. Применение для сборных домов трехслойных плит с сверхлегким заполнителем позволит облегчить или исключить фундамент, резко ускорить сборку, осуществить монтаж легко передвигающихся перегородок внутри зданий, по-новому решить вопросы конструи
рования полов, потолков, гидроизоляции и т. п.
Пенопласты широко внедряются в тарную промышленность, производство спасательных средств, промышленное рыболовство.
Большое значение для строительной техники имеют также изготовляемые из полимерных ма>-териалов облицовочные и половые плиты (из полистирола и его блок-сополимеров), линолеум, сантехническая арматура, двери, оконные рамы (слоистые пластики).
Интересные технические возможности открываются при применении разработанных в Советском Союзе высокопрочных дре-есных пластиков, способных при повышенной температуре и при малом давлении легко формоваться с образованием профилей и деталей заданной формы.
Важное народнохозяйственное значение имеет использование полимеров в виде кордных волокон и специальных каучуков для самолетов и автомобилей. Применение этих материалов (например, полиуретанов и полиамидов) по-
На 2,5 миллиарда рублей, (на 53,6	процента)	увеличится
объем капиталовложений в химическую промышленность СССР в 1958 году.
зволяет в 3—4 раза повысить срок службы шин, доведя его до предельного срока эксплуатации самих машин.
Развитие промышленности химических ।олокон привело к созданию большого ассортимента тканей, по простоте производства и свойствам значительно превосходящих хлопок, шерсть, шелк.
Разработанные советскими учеными пленочные материалы надежно предохраняют от усушки сыры, молочные и мясные товары, а также хлеб и кондитерские изделия. Использование воздухонепроницаемых оболочек из альгината кальция или полиамидных смол предохраняет пищевые продукты от порчи из-за окисления.
Все в большей степени внедряются полимерные материалы в медицину. Использование некоторых водорастворимых полимеров (например, поливинилпирролидо-на) в качестве заменителя кровяной сыворотки нашло широкое применение при переливании кро-и. Замена кетгутовых нитей на незагнивеющие нити из поливинилового спирта и крилиума широко используется при хирургических операциях. Уже проведены многочисленные операции с заменой участков поврежденных артерий, сердечных клапанов и почки на соответствующие изделия из полимерных материалов.
Использование фторсодержащих полимеров дало возможность получать волокна, ткани и пластические материалы, вполне устойчивые к действию почти всех химических реагентов, в частности крепких кислот и щелочей.
Не меньшее значение имеют синтетические материалы для изготовления изделий широкого потребления. Так, например, использование эластичных, прочных синтетических волокон в текстильной промышленности значительно обогатило и улучшило ассортимент вырабатываемых тканей и трикотажных изделий. Появились теплые, очень легкие, изящные и прочные шубы и другие меховые изделия из полиамидных волокон, немнущиеся ткани, разнообразный ассортимент красивых дешевых бельевых и трикотажных изделий. Новые типы синтетических материалов широко применяются для изготовления искусственной кожи, превосходящей по ряду показателей натуральную кожу.
Серьезное значение приобретают полимеры в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Тонкие полиамидные, полиэтиленовые, ацетилцеллюлозные, тери-леноаые пленки, небьющиеся и
хорошо пропускающие ультрафиолетовые лучи, используются уже в парниках вместо обычных стекол. Легкие и исключительно прочные одонепроницаемые пленки из пластических масс заменяют тяжелый и дорогой брезент при временном укрытии зерна, при перевозках сельскохозяйственных продуктов. Полиэтиленовые трубы вытесняют металлические, находя широкое применение как в сельском хозяйстве, так и в пищевом производстве. Все шире применяются прочные, негниющие сети и другие рыболовные снасти, тончайшие ненамокающие паруса, необходимая в торговле и при перевозках прочная, небьющаяся тара, начиная от флаконов и мешочков и кончая ящиками и цистернами.
Быстрые темпы развития производства полимеров, разумеется, возможны лишь при достаточных ресурсах сырья. Основным сырьевым источником промышленности полимерных материалов служат нефть, природные и промышленные углеводородные газы, целлюлоза (преимущественнс из древесины) и продукты коксобензоль-ной промышленности. Расчеты показывают, что мировое производство 30 миллионов тонн полимеров потребует затраты всего лишь 5—6 процентов нынешнего производства нефти (если учесть, что значительная часть этих материалов получается на основе продуктов переработки природных и промышленных газов, целлюлозы и различных отходов животного и растительного происхождения).
Перспективы внедрения полимерных материалов в различные области народного хозяйства практически не ограничены. Перед этой ногой, быстро развивающейся областью химической техники стоит много актуальных задач, над которыми должны упорно и целенаправленно работать наши ученые. К числу таких проблем относится, например, получение в широком ассортименте полимерных материалов, которые могут дли-
Экономич, получаемая от применения полихлорвинилового или полиэтиленового пластиката при изготовлении кабеля.
Такое количество ряда основных полимеров удастся получить при переработке тонны нефтик
тельно эксплуатироваться при температурах 300J и выше.
Необходимо создавать новые, еще более эффективные методы привитой и блок-сополимериза-ции, позволяющие сочетать в материалах свойства высокотеплостойких неорганических веществ и эластичных, легко перерабатываемых органических или элементоорганических полимеров.
Следует более глубоко и всесторонне изучать развивающиеся трудами наших и зарубежных ученых новые области науки: механохимию и радиохимию поли-мерь в,— сулящие огромные оз-можности для производства, переработки и применения полимерных материалов.
Весьма большие перспективы обещают недавно открытые способы синтеза строго упорядоченных (стереорегулярных) полимеров, обладающих комплексом заданных свойств.
Белки живых организмов представляют собой полимеры, наделенные многими поразительными свойствами. Одно из них — передача энергии химических реакций на значительные расстояния вдоль белковых комплексов. Эти про
цессы лежат в основе действия ферментов, мышечной работы, передачи нервного возбуждения. Спрашивается: нельзя ли создать искусственную, более простую, чем белок, полимерную систему, наделенную теми же свойствами! Если бы это удалось, то полимеры можно было бы использовать как необычайно активные катализаторы для многих химических процессов, а может быть, и как рабочее тело для прямого преобразования энергии химических процессов в механическую работу.
В области технологии переработки полимеров надо обратить серьезное внимание не создание высокопроизводительной аппаратуры для литья, штамповки и формования полимерных материалов, организации непрерывных поточных способов производства и переработки, на разработку методов получения тканей, минуя стадии прядения и ткачества, изыскание новых типов армирующих наполнителей с высокой прочностью, теплостойкостью и адгезией к связующим, создание новых теплостойких клеев, позволяющих заменить сварку, и пр.
Необходимость высоких темпов развития производства полимеров подчеркивается постано! лении ЦК КПСС и Совета Министров СССР о разработке перспективного плана развития народного хозяйства СССР на 1959—1965 годы. В докладе на юбилейной сессии Верховного Совета СССР з канун сорокалетия Великого Октября Н. С. Хрущев отметил: «Среди неотложных задан дальнейшего развития промышленного производства надс также выделить вопрос о развитии химической промышленности. Речь идет □ том, чтобы в ближайшие годы резко увеличить производство минеральных удобрений, создать мощную промышленность пластических масс и синтетических волокон и других синтетических материалов, что позволит нам широко применять заменители цветных металлов, растительного и животного сырья. Это даст возможность не только решить ряд новых технических проблем в промышленности и строительстве, но и значительно увеличить выпуск доброкачественных товаре народного потребления, намного снизив их себестоимость».
Можно быть уверенным, что поставленные задачи будут выполнены и что наши ученые, претворяя в жизнь указания Коммунистической партии, впишут в книгу науки о полимерах еще немало блестящих страниц.
им и я--------
больших МОЛЕКУЛ
А. А. БЕРЛИН, профессор, доктор технических наук.
Рис. Б. Малышева.
ПРИРОДНЫЕ ПОЛИМЕРЫ
(ОКРУЖАЮЩИЙ НАС матери-альиый мир состоит из различных элементов и веществ, образовавшихся путем соединения атомов в различных комбинациях и соотношениях.
Из 102 известных в природе и искусственно созданных элементов особое значение имеет yi лерод. Его атомы способны соединяться как между собой, так и с другими атомами (водородом, азотам, серой, кислородом и др.). При этом получается огромное количество разнообразных органических соединений.
. В настоящее время известно более 3 миллионов природных и искусственных органических веществ, и число их продолжает непрерывно увеличиваться, так как ежеме-s сячно химики получают более' 2 тысяч новых углеродных соединений.
• Весьма распространены в природе-и неорганические вещества (их насчитывается менее 100 тысяч), основная масса которых не содержит углерода и состоит из соединенных между собой атомов кремния, фосфора, серы, кислорода,- .металлов и других элементов.
. Среди элементов, входящих в со-став неорганических веществ, значительное место занимает кремний, который, соединяясь с кислородом и -атомами металлов, дает большое количество минералов.
• Свойства различных органических или 'неорганических веществ зависят от- их химического состава, строения и величины молекул' При переходе к очень длинным молекулам, состоящим из многих тысяч атомов, количественные изменения приводят к весьма существенным качественным изменениям. Такие высокомолекулярные вещества (полимеоы) в большинстве случаев уже не способны образовывать видимые глазом, хорошо ограненные кристаллы. При нагревании эти вещества сначала переходят в каучукоподобное со
стояние, а при более высоких температурах — в очень вязкие пластичные гола. ' ”
* Одной из характерных особенностей полимеров является их высокая механическая прочность, способность образовывать пленки, во-
Целлюлоза — один из наибо ice широко распространенных природных органических полимеров (на этом и других рисунках обозначение различных атомов такое же, как и на рисунке ^Кремнийор-ганические полимеры»).
локна, легко перерабатываться в жесткие или эластичные изделия заданной формы.
С принципиальным различием свойств низко и высокомолекулярных веществ мы встречаемся весьма часто в нашей повседневной практике. Так, например, всем из вестны белые кристаллики легко растворимого и плавкого сахаристого вещества — глюкозы. Однако не всякий знает, что вырабаты ваемое в клетках растений (в особенности древесины, хлопка, льна) волокнистое, геплавкое, нерастворимое, лишенное вкуса, весьма прочное высокомолекулярное вещество целлюлоза построено из многих тысяч остатков глюкозы, соединенных между собой химическими связями в очень длинные цепные молекулы.
Такое резкое отличие в свойствах глюкозы и целлюлозы определяет, конечно, и области применения этих продуктов: глюкоза используется в быту, пищевой промышленности и медицине в качестве легко усвояемого сахаристого вещества, в то время как целлюлоза широко используется для производства тканей, бумаги, картона, строительных плит, упаковочных пленок (целлофана), вискозных волокон и т. п.
Другой пример. При переработке нефти получается газообразное вещество — этилен. Молекулы этилена содержат всего лишь два атома углерода и четыре атома водорода. При нагревании этилена в присутствии катализаторов удается вызвать процесс соединения егс молекул, что приводит к образованию длинных цепных молекул полиэтилена. Газ этилен »оьершенно не похож на полиэтилен, который представляет собой твердое, труд-ворастворимое вещество, образующее очень прочные пленки, волокна и пластмассы.
Высокомолекулярные вещества (как и низкомолекулярные) широко распространены в природе. Длинные цепные или разветвленные молекулы природных поли.ме-
ров также могут быть построены из соединенных между собой атомов углерода и некоторых других элементов (кислорода, азота, серы» или вместо углерода содержать атомы кремния, фосфора, азота и т. п. В первом случае мы имеем дело с органическими, во втором — с неорганическими высокомолекулярными соединениями.
К неорганическим полимерам можно отнести асбест, кварц, глины и многие другие минеральные вещества.
Важнейшими представителями распространенных в природе органических высокомолекулярных соединений являются: целлюлоза, крахмал, белки, натуральный каучук, некоторые типы природных смол (например, янтарь, копал и т. п.) В настоящее время учеными установлено, что многие типы ископаемых углей, графит, алмаз, различные модификации фосфора, серы и ряда других элементов также представляют собой очень сложно построенные высокомолекулярные вещества.
Беглый перечень некоторых типов природных полимеров показывает, насколько широка и многогранна область химии и технологии высокомолекулярных соединений. Действительно, если белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза и т. п являются основными веществами, из которых построены клетки растительных и животных организмов, то различные типы полимерных силикатов составляют основу царства минералов.
Большинство неорганических полимеров обладает высокой теплостойкостью и негорючестью. Однако для переработки этих веществ в пленки и волокна требуются очень высокие температуры (выше 1 000°); многие из них хрупки и сильно уменьшают свою прочность в водной среде и при атмосферных воздействиях. Природные органические полимеры легко перерабатываются в довольно прочные и эластичные пленки, нити и пластмассы. Но эти вещества сильно уступают неорганическим полимерам по теплостойкости (не выдерживают нагрева выше 200s), стойкости к действию микроорганизмов, химических реагентов, воды и т. п.
С развитием техники и увеличением областей практического использования полимеров резко возросли требования к этим материалам.
Так, автомобилестроение нуждается в прочных тепло- и 'морозо-стойких резинах, легких, прочных пластмассах, устойчивых в жссг-
тногие минеральные вещества представляют собой неорганические полимеры: на рисунке изображена структура силикатного стекла (четвертый атом кислорода, соединенный с кремнием, находится за плоскостью рисунка и поэтому не виден; большие кружки — это ионы натрия).
ких условиях эксплуатации. Самолетостроение, реактивная и ракетная техника требуют очень теплостойких, прочных и наряду с этим легких материалов, с высокой стойкостью к агрессивным Химическим реагентам, топливу, переменным Нагрузкам, температурам и атмосферным воздействиям. Электромашиностроение выдвигает проблему создания легко формуемых, теплостойких материалов с высокими электроизоляционными свойствами. Текстильной промышленности и промышленности, производящей предметы широкого потребления, нужны высокопрочные волокна, искусственная кожа, широкий ассортимент пластических масс и т. д.
Возрастающие и многообразные требования различных областей промышленности уже в начале те
кущего века не могли быть удовлетворены применением материалов на основе природных полимеров. Это стимулировало поиски синтетических методов получения высокомолекулярных соединений, обладающих комплексом необходимых технических свойств. В результате к тридцатым годам нашего столетия такие методы были разработаны, и на их основе начала создаваться современная промышленность пластических масс, синтетического каучука, синтетических волокон, лаков, пленок, искусственной кожи и т. п.
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
Для развития химии и техники синтетических материалов огромное значение имели работы А. М. Бутлерова по получению из низкомолекулярных соединений высокомолекулярных веществ при помощи реакции полимеризации.
Принцип этой реакции состоит в том, что под воздействием специальных веществ (инициаторов) сотни и тысячи молекул низкомолекулярного (газообразного или жидкого) вещества — мономера, присоединяясь друг к другу, образуют длинные цепные разветвленные или сшитые между собой молекулы-гиганты. При этом образуются твердые стеклообразные или эластичные полимеры, по химическому составу не отличаю-нг’еся от исходных мономеров.
Кремнийорганические полимеры.
Следует отметить, что реакция полимеризации является примером цепных процессов, в теорию которых значительный вклад сделан лауреатом Нобелевской премии академиком Н. Н. Семеновым с сотрудниками.
Практическое применение реакции полимеризации позволило получить большое число различных полимерных веществ и материалов. Так, путем полимеризации бутадиена (газообразного вещества, полученного из спирта) С. В Лебедевым еще в 1909 году был создан полимер, по свойствам похожий на натуральный каучук. Способ С. В. Лебедева явился основой промышленного производства синтетического каучука сначала в СССР, а затем за границей.
Путем полимеризации этилена получен твердый полимер — полиэтилен, нашедший большое применение в качестве основы для производства пленок и пластмасс с высокой влато- и хемостойкостью и отличными электроизоляционными свойствами.
В 1954 году был разработан способ полимеризации пропилена и многих других углеводородов; при этом образуются полимеры с весь-
В Италии производится пластмасса моплен (на основе полипропилена). Она обладает рядом свойств, делающих ее похожей на металлы. Так, моплен * легко поддается любым видам механической обработки: его можно резать, пилить, ' обтачивать, сваривать, иле- -пать, обрабатывать на токарных станках, паять. Обычные станки и машины, применяемые для обработки дерева и металла, вполне пригодны и для обработки моплена. Благодаря высокой термостойкости его можно обтачивать на ско-х ростях, значительно более -высоких, чем для других пластиков. При холодном растяжении моплен, как и металлы, \ приобретает ориентированную структуру, то есть молекулы его располагаются вдоль направления приложения нагрузки, что улучшает его механические свойства. Температура плавления моплена 174°; удельный вес — 0,9.
Получение полимера- формальдегида из газообразного мономера.
ма регулярной структурой (так называемые стереорегулярные или изотактические полимеры).
Замещения атомов водорода в этилене на другие атомы и группы дает мономеры, из которых затем можно получить большой ассортимент полимерных веществ. Из числа таких полимеров упомянем: поливинилхлорид — материал, широко используемый для производства кабельной изоляции, химически стойких прокладок, искусственной кожи, упаковочных пленок, лаков и пенопластических масс; фторсодержащие полимеры («фторопласт-4», «фторопласт-3» и т. п.), обладающие высокой теплостойкостью (размягчение выше 300 ), малым коэффициентом трения. непревзойденной химической стойкостью и высокими электроизоляционными свойствами; полиметилметакрилат (плексиглас) — стеклообразный, легко формуемый полимер, применяющийся для производства небьющихся стекол, прозрачной брони и предметов
широкого потребления; полистирол— один из лучших электроизоляционных материалов, и т. п.
В последнее время был получен полимер формальдегида (дельрин). Это высокомолекулярное соединение является одним из наиболее доступных материалов. Волокна из полиформальдегида по прочности не уступают найлону и обладают более интересным комплексом свойств.
Процессом полимеризации пользуются также для получения неплавких высокопрочных полимерных материалов, пригодных для эксплуатации при температурах порядка 250—300°. В этом случае в качестве исходных продуктов чаще всего используют жидкие мономеры, содержащие в (молекуле минимум две группы, каждая из которых, подобно этилену, в условиях полимеризации способна образовывать цепные молекулы. При полимеризации таких соединений будут образовываться прочно связанные (между собой, как бы сшитые, молекулы-гиганты.
Неплавкость, нерастворимость и прочность таких полимеров объясняется тем, что сшитые в единую структуру цепные молекулы при действии высоких температур, растворителей или механической нагрузки не могут свободно перемещаться до тех пор, пока не будет разрушена образованная химическими связями прочная структурная сетка.
В Советском Союзе впервые синтезированы и внедрены в производство вязко-жидкие продукты (полиэфиракрилаты), способные при комнатной или повышенной (80—100°) температурах переходить в стеклообразные, очень прочные, нерастворимые и неплавкие
Для транспортировки нефти с небольшим содержанием парафина применяются трубы из пластической массы, называемой но-водур (ФРГ) Она получается на основе бутадиен-стирольных и акрилонитрильных полимерных смесей. Такой трубопровод в отличие от трубопроводов, выполненных из других пластмасс, не промерзает. Высокие механические свойства новодура позволяют проводить опыты по изготовлению из него рельсов для железнодорожного транспорта.
полимеры. Такие вещества применяются в качестве связующих при изготовлении армированных пластмасс и клеев для соединения металлов и неметаллических материалов. На основе полиэфиракри-латов и аналогичных веществ могут быть получены теплостойкие, устойчивые к действию растворителей (маслам и топливу) пластические массы.
К этой же группе полимерных веществ можно отнести эпоксидные смолы и полиэфирдиизоциа-натные композиции, образующие сшитые полимеры. Эти .материалы обладают высокой адгезией и стойкостью к топливу и растворителям. На основе таких полимеров созданы специальные отверждающиеся пасты, резиноподобные материалы, пенопласты, защитные покрытия, клеи и т. п.
ПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ
Наряду с полимеризацией дтя синтеза высокомолекулярных соединений из мономерных веществ широко используется также реакция поликонденсации. В отличие от полимеризации она протекает с выделением побочных низкомолекулярных продуктов (воды, углекислоты, аммиака и т. п.) и приводит к получению соединений, несколько отличающихся по составу от исходных мономеров.
При помощи поликонденсации получаются такие технически важные полимерные вещества, как фе-нольнофор'мальдегидные, карбамидные и меламинфор'мальдегнд-ные смолы, применяющиеся в качестве связующих и клеевых составов в производстве слоистых пластиков, фанеры, древесных ма-
В США организовано массовое производство пружин из пластических масс. Такие пружины немагнитные, обладают малой электро- и теплопроводностью. Они более гибкие и легкие, чем металлические пружины. Для изготовления пружин применяются как прозрачные, так и окрашенные в различные цвета пластмассы (сополимеры полиэфиров и эпоксидных смол, усиленные стекловолокном). Модуль упругости таких пружин равен 0,07.10 килограммов на квадратный сантиметр.
Процесс полимеризации мономеров может активироваться ионизирующим излучением, светом, теплом, а также катализаторами (или инициаторами).
териалов, пенопластов, электроизоляции и т. п.
Реакцией поликонденсации двухосновных кислот с аминами или гликолями синтезированы различные полиамиды и полиэфиры — вещества, из которых дальнейшей переработкой получают высокопрочные волокна типа анид, найлон, лавсан или терилен.
Полиэфирные (терилен) и полиамидные пленки обладают малой проницаемостью для . газов и почти в два раза большей прочностью, чем алюминиевая фольга. Такие материалы применяются для упаковки пищевых и технических товаров, обмотки электрических проводов, изготовления конденсаторов и т. п.
Совсем недавно синтезирована новая группа весьма теплостойких полиэфиров — производных угольной кислоты и некоторых фенолов. Эти полимеры (поликарбонаты) уже находят практическое применение для производства прочных и теплостойких (до 250 ) волокон, пленок и пластмасс.
Одной из важнейших задач химии высокомолекулярных соединений является создание полимерных веществ, обладающих высокой теплостойкостью, прочностью и способных легко перерабатываться в изделия. В связи с этим представляют большой интерес впервые синтезированные в Советском Союзе высокомолекулярные соединения, основная цепь которых, подобно кварцу, построена из атомов кремния и кислорода, а боковые группы состоят из соединенных между собой атомов углерода, водорода или некоторых других элементов. Такие полимерные крем-нийорганические соединения (или органополисилоксаны) сочетают характерную для силикатов теплостойкость с легкой перерабатывае-мостыо, эластичностью, водостойкостью и высокими электроизоля
ционными свойствами, присущими органическим полимерам.
Защитные покрытия, клеи, каучуки и пластмассы на основе крсм-нийорганических соединений выдерживают длительный нагрев до 300’ и кратковременное воздействие более высоких температур.’
В настоящее время получены полимерные вещества, содержащие в основной цепи атомы титана, алю-
Полимеризуя мономер в присутствии полимера, получаем привитой сополимер с заданными свойствами (на рисунке показана структурная формула привитого сополимера полиэтилена и полиакрилонитрила ).
Разработанный в последнее время полимерный формальдегид — фирменное название дельрин (США) — имеет температуру плавления 185 , обладает высокой прочностью и жесткостью, достаточной текучестью и хорошо сохраняет свои свойства в широких пределах температур и влажности. При комнатной температуре нерастворим ни в каких растворителях. Дельрин может применяться для производства труб, стержней, облицовочных материалов, листовых и профильных заготовок, подшипников, работающих без смазки, реверсивных механизмов, различных деталей автомобилей, изоляции проводов, предметов домашнего обихода, бутылей и т. д.
миния, олова, бора, фосфора и другие элементы, соединенные с органическими группами. Учитывая такое строение, все эти вещества (так же, как и кремнийорга-нкческие соединения) следует отнести к классу элементоорганических полимеров.
Таким образом, кроме неорганических и органических высокомолекулярных соединений, имеется еще третий, промежуточный по свойствам, класс — элементоорга-нические полимеры, приобретающие все большее практическое значение.
ПРИВИТАЯ СОПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
Синтетические методы химии высокомолекулярных соединений позволяют в широких пределах изменять свойства того или иного типа полимерных веществ. Таким наиболее распространенным методом является совместная полимеризация (сополимеризация) или же совместная поликонденсация (сополиконденсация) различных по свойствам мономеров.
Метод сополимеризации позволяет получать огромное количество (материалов с широким диапазоном свойств. Этим методом синтезированы различные типы каучуков с повышенной бензо-маслостойкостью (акрилонитрильные каучуки), тепло- и хемостойкостью (фторкаучуки), способностью к бессерной вулканизации (карбоксильные каучуки) и т. п.
Несмотря на большие возможности, открывающиеся при применении метода сополимеризации, он все же не всегда позволяет синтезировать вещества с заранее заданными свойствами.
Причина такого положения в том, что при сополимеризации в большинстве случаев образуются молекулы, в цепи у которых звенья (группы взятых в реакцию мономеров) расположены беспорядочно. Кроме того, реакция сополимеризации мономеров не может быть использована для направленного изменения свойств природных или синтетических высокомолекулярных соединений и оказывается мало пригодной в случае необходимости осуществить совместную полимеризацию мономеров, резко различающихся по сг.оей реакционной способности.
Эти недостатки привели к поискам способов, позволяющих решить проблему синтеза полимеров с заданным комплексом свойств. Впервые эта проблема нашла свое решение в Советском Союзе. Еще в 1945—1946 годах у нас были принципиально разработаны новые способы синтеза, известные в настоящее время под названием «привитая сополимеризация».
Принцип этого способа состоит в том, что выбранный мономер полимеризуют в присутствии полимера, полученного из другого мономера. В результате взаимодействия растущей цепи полимеризующегося мономера с активи-
рованными атомами полимера у последнего образуются боковые ответвления. Привитая сополимеризация позволяет синтезировать материалы с заданными свойствами. В этом случае «прививка» одного полимера «к стволу» пли боковым группам другого полимера позволяет получать «гибрид», обладающий свойствами исходных веществ.
Получение блок-сополимера из двух разнородных блоков (из поли, этиленгликоля и полиэтилентерефталата).
Листовая пластмасса чрезвычайно легко принимает любую заданную форму, что значительно сокращает время на изготовление различных деталей автомобиля и требует несравненно более простого и дешевого оборудования, чем для получения таких же деталей из металла. Применение пластмасс позволяет значительно уменьшить вес автомобиля. Так, автомобиль «Морани» (Франция) мощностью 18 лошадиных сип весит всего 220 килограммов. В этой конструкции дверцы, крыша, днище кузова, бензобак и многие другие детали выполнены из нового листового пластика — птиколена, усиленного стекловолокном.
Приведем несколько примеров синтеза привитых сополимеров. Известно, что полистирол обладает высокой прочностью и электроизоляционными свойствами, но он очень хрупок, легко воспламеняется и не стоек к бензину и маслам; каучуки же характеризуются высокой эластичностью, а поливинилхлорид — невоспламеняемостью и бекзомаслостойкостью. Если по
димеризовать стирол в каучуковом латексе, то образуется привитой сополимер, обладающий достаточной твердостью и наряду с этим в 4—5 раз меныпей хрупкостью, чем промышленный полистирол.
С другой стороны, привитая сополимеризация стирола с поливинилхлоридом приводит к получению материала, по электроизоляционным и ряду других свойств близкого к полистиролу и одновременно обладающего значительно большей огнестойкостью и бсн-зомаслостойкостью.
Еще один пример. Кремнийор-ганический каучук теплостоек, ио неустойчив в среде бензина и масел. При воздействии гамма-лучей на пленки из такого каучука, помещенные в соответствующий мо-цс.мер (например, акрилонитрил), кремнийорганическому полимеру удается привить боковые ветви весьма бензомаслостойкого полиакрилонитрила.
Аналогичный прием может быть успешно применен для получения полиэтиленовых пленок, более устойчивых к действию высоких температур, бензина и масел, а также пленок фторопластов с повышенной адгезией к металлам.
Методом привитой сополимеризации поливинилхлорида и акрилатов советские химики получили большое число новых продуктов, сочетающих свойственную поливинилхлориду бензомаслостойкость и негорючесть с легкой растворимостью, повышенной адгезией и ат-мосферостойкостью акрилатов. Такие привитые сополимеры найдут широкое применение для антикоррозионных покрытий.
Использование нашими исследователями привитой сополимеризации для получения пенопластов, клеев для соединения металлов, связукицмх длй • армированных пластиков, ' специальных паст и литьевых Пластмасс еще на 'первом этапе развития этого способа синтеза полимеров позволило решить ряд сложных научно-технических задач и впервые внедрить его в промышленное производство.
В настоящее время метод сополимеризации нашел практическое применение и для повышения не-сминаемости и водостойкости хлопчатобумажных тканей.
i
БЛОК - СОПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
*	I	•
Наряду с привитой сополимеризацией за последние годы приобрел большое значение способ блок-сополимеризации. Он в основном состоит в получении сравни
тельно коротких полимерных блоков с реакционноспособными концевыми группами, что обеспечивает последующее связывание этих блоков в длинные цепные (молекулы.
Блок-сополимеризация делает возможным создание цепных молекул с правильным чередованием выбранных для построения полимера однородных блоков. Ясно, что и этот путь синтеза высокомолекулярных соединений позволяет получать материалы с заранее заданными свойствами. Этим методом, например, из полиэфиров и диизоцианатов получен новый тип синтетического каучука с высоки-(ми механическими свойствами и большой стойкостью к трению. Блок-сополимеризация жидких ти-околов и эпоксидных смол дает эластичные, твердые и прочные продукты, широко используемые в качестве клеев, защитных покрытий и пластических масс. Блок-полимеры эпоксидных смол с фенольными полиамидными и другими смолами позволяют создавать пластмассы, обладающие высокой ударной прочностью и теплостойкостью. Из блоков полиэтиленгликоля и терефталевой кислоты получаются высокопрочные волокна. Эти примеры наглядно показывают, сколь перспективен для синтетической химии метод блок-сополимеризации.
МЕХАНОХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИИ
Большие возможности для синтеза полимерных материалов открывает новая развивающаяся область науки — механическая химия (сокращенно — механохимия) высокомолекулярных соединений.
В последнее время установлено, что при интенсивном механическом дроблении полимеров их цепные молекулы ломаются и появляются весьма реакционноспособные осколки. Если подвергать дроблению смеси различных по свойствам полимеров, то образующиеся при разламывании полимерных цепей разнородные радикалы вступают во взаимодействие и образуют блок- (или привитые) сополимеры.
Исследование физико-химических превращений полимеров, вызванных непосредственным действием механических сил, и является предметом одной из самых молодых областей науки — механохимии высокомолекулярных соединений.
Советскими исследователями впервые показано, что разламыва-
нпе полимерных цепей с образованием активных радикалов возможно также при замораживании полимеров в водной среде и в среде некоторых органических растворителей. Причина такого своеобразного эффекта состоит в том, что при замерзании воды развиваются весьма значительные давления, вызывающие разрыв длинных молекул.
Огромный научный и практический интерес, по нашему мнению, представляет изучение химических превращений полимеров при низких температурах. Эта новая область исследования, которую следовало бы назвать криохимией полимеров («криос» — по-гречески холод), открывает возможности* не только синтеза, различных блок-полимеров, но и позволяет углубить представления о процессах, протекающих в животных и растительных тканях при резких перепадах температуры.
В настоящее время (методами Механохимии удается получить ряд новых блюк-привитых полимеров. Так, при интенсивном перетирании природного каучука с синтетическими каучуками (между двумя дисками со спиралеобразной нарезкой) получены блок-сополимеры, совмещающие присущую натуральному каучуку прочность и морозостойкость с повышенной бензомаслостойкостыо и твердостью синтетических каучуков.
Аналогичным способом, а также с применением ультразвука синтезированы сополимеры эНо-ксидных и фенольных смол и полистирола с каучуками. Такие материалы уже нашли широкое практическое применение для производства пластических масс и пенопластов, обладающих высокой теплостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами и значительной прочностью при действий статических и динамических нагрузок.
Большой интерес представляло бы получение механохимически.х блок-сополимеров, у которых блоки неорганических полимеров были бы соединены с блоками природных или синтетических полимерных веществ.
Решение этих задач не «за горами». Несомненно, механохимиче-ские (так же, как и радиационные) способы синтеза привитых и блок-сополимеров позволят создать материалы, которые будут сочетать высокую тепло- и огнестойкость природных неорганических полимеров с замечательными и разнообразными качествами синтетических полимерных веществ.
ОСНОВА ОРГВННЧЕСНОГО СННТЕЗД
НЕ ТОЛЬКО ТОПЛИВО
1-|ЕФТЬ — это одно из самых ценных веществ, ко-1 1 торыми природа одарила человека. Трудно представить себе современную жизнь без нефти. В самом деле, без моторного топлива, получающегося из нефти, не могут летать самолеты, мчаться автомобили, бороздить колхозные поля тракторы и комбайны. Недаром люди называют нефть «черным золотом», подчеркивая этим ее больш.ю ценность.
Однако в сыром виде нефть в настоящее время нигде не употребляется. Она приобретает подлинную ценность лишь после специальной переработки, в результате которой получаются топлива различного назначения, смазочные масла и другие продукты. Все они в основном состоят из различных по своей структуре углеводородов. Нефть содержит 97—98 процентов углеводородов и небольшое количество кислородных, азотистых и сернистых соединений.
Основная задача переработки нефти заключается в получении из нее групп различно кипящих углеводородов. Это осуществляется в процессах прямой гонки и термического или каталитического крекинга нефти (крекинг в переводе означает расщепление).
В процессе прямой гонки из нефти последовательно выделяются пары различных нефтепродуктов (углеводородов), вначале легких (бензин), а затем и тяжелых (лигроин, керосин). После перегонки нефти остается мазут, используемый для получения смазочных масел; кроме того, часть мазута направляется на крекинг.
При крекинге под действием высоких температур (450 — 550 ) тяжелые углеводороды расщепляются, образуя бензин, керосин, а также непредельные газообразные углеводороды, которые, как мы узнаем ниже, служат ценнейшим химическим сырьем. Помимо термического крекинга, в практике нефтепереработки большое значение
Нефть известна человечеству v с древнейших времен. Раскопками на берегу Евфрата установлено, что еще за 6 000—4 000 ' лет до нашей эры существовал  нефтяной промысел. Нефть применялась в качестве топлива, а ( нефтяные битумы — для строительства. В древней Греции S нефть тоже использовалась как > / топливо, а в древнем Египте — для бальзамирования умерших.
О нефтяных залежах в райо-. , не Баку7 было известно почти ' 2 000 лет назад. В русских ис- $ точниках о нефти впервые упо- минается в XVI веке, когда в царствование Бориса. Годунова , с Ухты в Москву была привезе-1 на ‘«горючая вода густа». До , ) второй половины XIX века нефть использовалась в основном в натуральном виде. Впервые выделять из нефти керосин начали в России на заводе бра-> тьев Дубининых в 1823 году.
Б. А. КРЕНЦЕЛЬ, кандидат технических наук.
Рис. М. Улупова.
приобрел каталитический крекинг. В этом случае используются катализаторы, которыми служат специально обработанные глины пли синтетические алюмосиликаты. Эти вещества способствуют образованию бензина, содержащего углеводороды особого строения, обеспечивающие его более высокие моторные качества При каталитическом крекинге увеличивается также выход углеводородных газов, нужных для получения многих химических продуктов.
Хотя главное назначение крекинга — это получение топливных продуктов, внедрение его, начавшееся в тридцатых годах, заложило основы глубокой химизации нефтяной промышленности.
Еще Менделеев предвидел огромные возможности использования нефти как химического сырья. Именно это он имел в виду, когда сказал свои знаменитые слова: «Топить можно и ассигнациями».
Сперва для получения химических продуктов начали использоваться газы крекинга, наиболее ценными составными частями которых являются непредельные углеводороды — этилен, пропилен и бутилен, способные ко многим химическим превращениям. Так родилось новое направление в переработке нефти — нефтехимический синтез.
В дальнейшем в химическую переработку начали вовлекаться не только нефтяные газы, но и некоторые жидкие углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, высшие парафины и т. п.), входящие в состав различных нефтяных фракций. Эти углеводороды необходимы для получения ряда химических продуктов; о некоторых из них мы расскажем в этой статье.
Говоря о нефти, как сырье химической промышленности, надо подчеркнуть, что создание и развитие нефтехимического синтеза в настоящее время и, очевидно, на ближайший обозримый промежуток времени ни в какой мере не предполагает отказа от использования нефти как топлива.
В СССР в соответствии с директивами XX съезда КПСС к 1960 году должно производиться 135 миллионов тонн нефти. Если предположить, что на получение химических продуктов будет израсходовано лишь 2 процента от добычи нефти, то это составит 2,7 миллиона тонн, из которых различных химических продуктов можно получить еще больше (с учетом затраты других ре-
агентов] Помимо самой нефти и газов, получающихся при ее термической переработке, сырьевыми ре-o' рсами для химического использования  служат природные и попутные газы. На каждою тонну добываемой нефти вместе с ней из недр '.земли выделяется в среднем 30 -50 ку бометров ; глеводородных газов.
Попутные газы содержат ценные газообразные углеводороды (этан, пропан, бутан), которые сравнительно легко могут быть превращены в реакционноспособные этилен, пропилен и бу тилен. Природный газ, состоящий в основном из метана, помимо его исключительного значения в качестве газообразного топлива, служит также химическим сырьем. В частности, из него получают ацетилен и азотные удобрения.
Таковы огромные сырьевые возможности нефтехимического синтеза, использующего различные источники углеводоро иного сырья нефтяного происхождения, попутные природные нефтезаводе!.ие газы.
МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ
Чем же объясняется бурный рост химической переработки нефтяных углеводородов и то большое внимание, которое уделяется этой проблеме во всех важнейших государственных документах, определяющих развитие нашего народного хозяйства? Это связано с тем, что промышленность нефтехимического синтеза обеспечивает исходным сырьем и полупродуктами производство важнейших материалов, в том числе синтетического каучука, пластических масс, синтетических волокон, моющих средств, спе-циадьных добавок к моторному топливу, синтетических смазочных масел и многих других.
Естественно, возникает вопрос: какими же путями получаются из нефтяных углеводородов все эти ценные материалы? Несмотря на многообразие продуктов, которые производятся на основе нефти (а их уже сейчас насчитывается около 500 наименований), подавляющее большинство из них получается с помощью сравнительно небольшого числа основных химических процессов.
О1 ромное разнообразие машиностроительных деталей, начиная от маленьких винтиков и кончая корпусами гигантских кораблей, изготовляется с применением определенного набора металлообрабатывающих операций: резания, литья, штамповки и т. п. В распоряжении химиков тоже имеется такой «набор» процессов, позволяющих из углеводородов нефти получать сотни различных по свойству и назна-
чению веществ. Расскажем о некоторых таких процессах.	। .
При помощи деги дрирования — отщепления одного или нескольких атомов водорода от исходного углеводорода — можно превращать парафиновые углеводороды в более реакционноспособные олефиновые: этан в этилен, пропан в пропилен и т. д.
Применение окисления/при котором на углеводороды непосредственно воздействует кислород или воздух, позволяет получатькислородосодержащие соединения: спирты, альдегиды, кетоны, окиси олефинов. •
В последнее время огромное значение приобрел процесс полимеризации — соединение двух или более лолеку л ' непредельных углеводородов • с образованием новых гигантских молекул.
С помощью гидратации — присоединения воды к непредельным углеводородам—происходит получение спиртов.
Промышленный процесс алкилирования—это взаимодействие главным образом низкомолекулярных олефиновых углеводородов (этилена, пропилена, бутилена) с парафиновыми или с ароматическими углеводородами (бензол, толуол). Реакцией алкилирования получают этилбензол, необходимый в произ-во ктве синтетического каучука и пластмасс, и изопропилбензол, из которого затем можно получить фенол и ацетон.
Большое значение имеет также галоидирование —• введение в молекулу углеводорода атомов галоида (хлора, фтора и т. п.). На этой реакции основано получение важных для народного хозяйства хлореэ-держащих продуктов: хлороформа, четыреххлористого углерода, хлористого метилена и т. п.
Процесс нитрования — взаимодействие углеводородов с азотной кислотой или окислами азота — приводит к образованию особых соединений, содержащих нитрогруппу, состоящую из азота и кислорода.
Перечисленные процессы нефтехимического синтеза, конечно, халеко не исчерпывают всех многообразных химических превращений, которые испытывают углеводороды нефти при их дальнейшей переработке. Однако эти процессы являются ключевыми в получении наиболее важных продуктов нефтехимического синтеза. Для производства готовой продукции не всегда ухается использовать только какой нибу дь один прием обработки исходного сырья. Часто возникает необходимость в проведении нескольких последовательных или определенным образом скомбинированных химических процессов.
Схематическое изображение основных процессов переработки нефти.
— 13
Какие же продукты, имеющие сейчас дтя нас наибольшее значение, могут дать рассмотренные химические методы переработки углеводородов нефти?
ЗАМЕНИТЕЛИ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ
Нефтехимическая промышленность поставляет народному хозяйству спирты разнообразного молекулярного веса и строения. Среди них наиболее важным является эгиловый спирт. До последнего времени он был единственным промышленным сырьем для получения высококачественного синтетического каучука. Да и сейчас этот спирт еще далеко не потерял своего значения при производстве каучука, несмотря на реализацию в промышленности новых методов получения ка\чуков. Широко используется этиловый спирт и в качестве растворителя.
Совсем недавно этиловый спирт в промышленности получался только брожением крахмалосодержащего растительного . сырья (картофель, зерно). Для производства тонны этилового спирта приходилось затрачивать, например, до 10 тонн картофеля. Какое огромное количество пищевого сырья приходилось расходовать на получение этилового спирта, если учесть, что потребность в нем для многих отраслей народного хозяйства измеряется сотнями тысяч тонн в год.
Ученые и инженеры разработали и осуществили в промышленности синтетический метод получения этилового спирта из этилена.
Гидратация этилена в этиловый спирт происходит в паровой фазе под давлением приблизительно 70 атмосфер и температуре, близкой к 250°. Процесс протекает в присутствии твердою кислотного катализатора.
Реакция гидратации этилена в этиловый спирт с помощью серной кислоты была открыта в конце прошлого столетия великим русским химиком А. М. Бутлеровым, который еще тогда указал, что если удастся найти дешевый путь получения этилена, то он может стать источником для синтеза этилового спирта. Но в те времена не было крекинга нефти и. естественно, нельзя было поэтому даже представить себе, какие безграничные ресхр-сы этилена откроют химические методы переработки нефти и попутных газов. Сейчас гидратация этилена ci а га промышленным методом получения этилового спирта. В 1957 году лишь на одном Сумгаитском заводе было выработано несколько десятков тысяч тонн синтетического этилового спирта.
Кроме этилового спирта, из нефтяных газов получаются (тоже на основе реакции гидратации) изопропиловый и бу
Себестоимость (в рублях' 1 тонны эти ювого спирта, полученного из:
пищевого сырья — 6 150, нефтяного сырья — 2 000.
Трудоемкость (в человеко-часах) производства 1 тонны этилового спирта из:
картофеля — 280,
зерна — 160,
нефтяных газов — 10 3.
Первые научные исследования высокотемпературных пре-' вращений нефти были проведены талантливым русским инженером-химиком Александром Александровичем Летним ' (1848—1893). А. А. Летний впервые установил, что при I температуре свыше 300’’ тяжелые нефтяные остатки частично разлагаются на более легкие продукты — бензин, керосин, газы. Это открытие послужило основой разработки (крекинг-процесса. В 1877 году А. А. Летним впервые были выделены из нефти ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилол и др. Летний спроектировал и руководил строительством первых в России нефтеперерабатывающих заводов и первого в мире завода по производству из нефти ароматических углеводородов. Он яв-‘ ляется одним из основоположников процесса глубокой переработки нефти.
тиловый спирты. Они имеют температуру кипения несколько более высокую, чем этиловый спирт, но также являются хорошими растворителями. Эти спирты находят, в частности, применение в лакокрасочной промышленности для получения соответствующих ацетатов.
Кроме того, из изопропилового спирта в промышленности получается ценный растворитель—ацетон, а из бутитового (гак называемого вторичного бутилового) — другой не менее ценный растворитель — метилэтнлкетоп.
В технике в настоящее время очень большое значение имеют также высшие спирты, которые используются в производстве высокоэффективных моющих средств (детергентов), пеногасителей, агентов для флотационного обогащения различных руд, добавок к смазочным маслам и т. д. Такие спирты (с содержанием 10—12 атомов углерода в одной молекуле) раньше получались только из природного сырья. Теперь жс бчагодаря исследованиям советских ученых разработан оригинальный процесс их получения: окислением соответствующих парафиновых углеводородов нефти.
Благодаря реализации в промышленности метода окисления нефтяных парафинов высшие спирты, которые всего несколько лет назад были дефицитными даже в лабораторных исследованиях, стали доступными продуктами, завоевывающими себе все новые области применения в различных отраслях техники. Одна тонна таких спиртов заменяет в народном хозяйстве примерно четыре тонны натуральных жиров.
Наряду с высшими спиртами огромное значение имеют и синтетические жирные кислоты, которые также получаются из нефтяного сырья.
Сейчас целая гамма жирных кислот (с содержанием от одного до 20—30 атомов углерода в молекуле) получается окислением нефтяного парафина. Наши у ченые и инженеры недавно разработали другой, еще более совершенный способ окисления нефтяного парафина в жирные кислоты, позволяющий проводить процесс по непрерывной схеме с использованием жидких парафиновых у глевоцородов.
Синтетические жирные кислоты находят применение д w самых разнообразных целей главным образом для производства хозяйственного и туалетного мыла, тонких моющиЯ средств, пленкообразующих веществ — продуктов, на изготовление которых до сих пор расходовались лишь животные или растительные жиры. Одна тонна таких синтетических жирных кислот практически заменяет одну тонну естественных жиров.
Так с помощью нефтехи
мического синтеза решается одна из важнейших народнохозяйственных задач, поставленные XX съездом КПСС,— полная замена синтетическими продуктами пищевого сырья, используемого для технических целей.
В последние годы, кроме обычных жирных кислот, большое значение в технике приобрели так называемые двухосновные кислоты. К ним относятся, в частности, адипиновая и себациновая кислоты, которые служат исходными полупродуктами для получения синтетических волокон, получивших у нас название анид, а в других странах — найлон. Кроме того, эти кислоты необходимы для получения пластификаторов — специальных веществ, сообщающих большинству пластических масс очень важное техническое свойство — эластичность. Сейчас адипиновую кислоту получают довольно сложным методом, исходя из фенола. Однако уже изучен и разработан новый, более рациональный и экономически эффективный метод получения адипиновой кислоты непосредственным окислением циклогексана, содержащегося в значительных количествах в бензиновых фракциях некоторых нефтей.
Выделение нефтяного циклогексана открывает новые возможности в промышленном получении из нефти известного всем синтетического волокна капрон.
Другим техническим продуктом, имеющим очень важное значение, является глицерин. Он необходим в производстве мыл; из нею получают нитроглицерин. Раньше глицерин производился только из пищевого жира. Сейчас мы умеем синтезировать глицерин, используя для этой цели пропилен из нефтяного сырья.
Получение синтетического глицерина в сочетании с производством синтетических жирных кислот дает возможность полностью отказаться от применения пищевого сырья в мыловаренной промышленности.
АЦЕТОН И ФЕНОЛ
Одним из самых распространенных в технике и быту растворителей является ацетон. Он широко используется для растворения жиров, лакокрасочных композиций и многих других веществ.
Фенол, часто называемый в обиходе карболовой кислотой, служит исходным веществом для получения выпускаемых пока в наибольших количествах пластических масс, так называемых фенолформальдегидных пластиков (бакелитов). До недавнего времени фенол получали из бензола по сложной и многостадийной схеме с затратой больших количеств дорогостоящих и дефицитных реагентов — серной кислоты и каустической соды. Советские ученые впервые в мире создали новый промышленный способ одновременного получения фенола и ацетона из изопропилбензола.
По этому процессу сначала пропиленом алкилируют бензол; затем получаемый изопропилбензол окисляют воздухом в присутствии катализатора в гидроперекись изопропилбензола. Это соединение под действием минеральных кислот разлагается, образуя почти теоретическое количество фенола и ацетона.
ВАЖНЫЕ ПРОДУКТЫ
Хлорпроизводные углеводородов (соединения, получающиеся при замене одного или нескольких атомов водорода в углеводороде на хлор) относятся к числу наиболее важных промышленных продуктов
Основные продукты, поручаемые ппч переработке попутного и природного газов,.
нефтехимического синтеза и уже давно нашли применение в разных областях техники и быта.
Потребность народного хозяйства в различных видах хлорорганических продуктов, получающихся на основе нефтяного сырья, измеряется сотнями тысяч тонн. Многие из хлорпроизводных углеводородов служат прекрасными растворителями, например, дихлорэтан, трихлорэтилен, применяющиеся, в частности, для экстракции жиров, химической очистки одежды и т. д. Из хлористого этила получается тетраэтилсвинец — добавка к моторному топливу (бензину), сообщающая ему лучшие качества.
Многие хлоруглеводороды необходимы е производстве высокополимерных материалов. Прочно в нашу жизнь вошли изделия из полихлорвинила — клеенка различного назначения, непромокаемые плащи, дамские сумочки, галантерея и т. д. Полихлорвинил получается при полимеризации хлористого винила, который, в свою очередь, производится из этилена или же ацетилена.
Другой хлоруглеводород, четыреххлористый углерод, сложит исходным веществом для изготовления нового высокопрочного синтетического волокна, энант, получение которого разработано советскими учеными.
Все более широкое применение в технике находят и фторпроизводные нефтяных углеводородов. Уже налажено промышленное производство ряда представителей этого класса соединений, в том числе тет-рафторэтилена. Из полимера тетрафторэтилена — тефлона — изготовляются теперь многие изделия для химической, электротехнической и других отраслей промышленности. Некоторые фторуглеводороды оказались необходимыми в производстве синтетических смазочных масел Замещенные углеводороды, содер» жащие хлор и фгор, так называемые фреоны, являются прекрасными хладоагентами и в значителен ных количествах используются в холодильных установках различного назначения.
СИНТЕТИЧЕСКИЕ КРАСИТЕЛИ
Для окраски тканей, пластических масс, металлов, дерева — словом, всего того, что нас окружает и чем мы пользуемся в повседневной жизни, необходимы красители. Чем шире ассортимент красителей, тем больше разнообразия можно вносить в окраску.
Сравнительно недавно, немногим более ста лет назад, краски получались лишь из природных веществ. Например, ярко-синий краситель индиго добывался в Индии и Китае из листьев растения индигоферы. Чтобы извлечь килограмм желтого красителя, нужно было переработать почти 1,5 миллиона цветов растения, называемого шафраном. Представьте себе, сколько же времени и тяжелого человеческого труда затрачивалось на получение даже небольших количеств красителей!
Лишь в середине прошлого столетия трудами ученых-химиков «многих стран были найдены и вскоре осуществлены в промышленности синтетические методы получения наиболее распространенных красителей. В настоящее время число синтетических красителей измеряется тысячами. Важнейшие из них производятся на основе ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола и тр.).
Совсем еше недавно эти углеводороды получались только при коксовании угля, и вся промышленность синтетических красителей основывалась на использовании отходящих продуктов коксовой промышленности. Теперь же современные методы нефтепереработки позволяют получать из нефти в огромных количествах и экономически выгодным путем углеводороды, необходимые для производства синтетических красителей. Так нефтехимический синтез становится важным источником сырья « для промышленности органических красителей.
ПОЛИЭТИЛЕН И ПОЛИПРОПИЛЕН
Реакция полимеризации непредельных углеводородов, в том числе этилена и пропилена, уже давно служила предметом научных исследований многих ученых в разных странах. Однако потребовался не один год упорной работы, прежде чем химикам удалось получить высокомолекулярный, твердый полимер этилена — полиэтилен. Это оказалось возможным лишь в результате применения очень высоких давлений, порядка 1 500—2 000 атмосфер, при температуре около 200° в присутствии незначительных количеств кислорода. Конечно, при осуществлении технологического процесса производства полиэтилена возникло много затруднений, связанных с созданием необходимой аппаратуры и компрессоров. Ведь это были самые большие давления из когда-либо применявшихся в промышленности.
Несмотря на это, производство полиэтилена во всех странах бурно развивалось. И хотя первые партии полиэтилена были выпущены лишь в 1941 году (в Англии), мировое производство его составило в 1956 году уже свыше 300 тысяч тонн.
Это объясняется тем, что полиэтилен обладает сочетанием ценнейших свойств: химически устойчив, влагонепроницаем, прекрасный диэлектрик, легкий, без запаха и вкуса, хорошо обрабатывается и пр. Благодаря таким свойствам полиэтилен все шире и шире используется в самых различных областях техники и быта. Можно смело утверждать, что применение полиэтилена ограничивается лишь масштабом его производства.
Однако оказалось, что этот ценный полимер можно получать совсем без давления, в самой простой
‘аппаратуре — даже в большой банке с мешалкой. Изготовление полиэтилена этим методом (открыт в 1955 году немецкими химиками) происходит в среде какого-нибудь углеводородного растворителя, например бензина, в присутствии катализатора, которым служит металлоорганическое соединение (триэтил-алюминий в сочетании с четыреххлористым титаном). - Сейчас уже известен и-другой способ получения полиэтилена под небольшим давлением (35—40 атмосфер), в присутствии катализатора из окиси хрома. нанесенной на алюмосиликат.Благодаря дешевизне такого катализаторами простоте аппаратурного оформления этот метод имеет большие перспективы широкого-промышленного использования.
Последние годы ознаменовались не только созданием прогрессивных способов получения полиэтилена, но и открытием совершенно новых типов полиолефинов особого, упорядоченного, как говорят химики, стереорегулярного (или изотактического) строения. Первый представитель этого нового класса высо-кополимерных материалов — полипропилен — был впервые получен в Италии по методу, который ана* логичен получению полиэтилена ' при атмосферном давлении.
По своим диэлектрическим и другим свойствам полипропилен не уступает полиэтилену и к тому же обладает значительно более высокой температурой плавления (до 170), что сказывается на увеличении его теплостойкости. Полипропилен можно использовать в технике при рабочих температурах до ISO3. Это открывает новому материалу широкие области применения.
При малом удельном весе (0,91) полипропилен обладает большей жесткостью и прочностью, чем полиэтилен. Пленки из полипропилена могут изготавливаться совершенно прозрачными, и отличаются они от полиэтиленовых еще меньшей влаго- и газопроницаемостью. Изменяя определенным образом условия синтеза полипропилена, можно получать продукты с различным содержанием стереорегулярной части (молекулярный вес от 10 тысяч до 150 тысяч) и обладающие поэтому различными свойствами, в частности, большей или меньшей жесткостью или эластичностью. Полипропилен может образовать очень крепкие нити, подобные нитям натурального шелка или капрона. Несомненно, полипропилен является одним из самых перспективных синтетических материалов, и интерес к нему во всех странах мира не ослабевает.
Во многих лабораториях различных стран, в том числе и в СССР, ведутся большие исследования по получению новых материалов стереорегулярного строения, обладающих еще более ценным сочетанием свойств, чем полипропилен. Разработка методов получения высокополимерных олефинов расширяет рамки нефтехимического синтеза и открывает новые пути его развития.
Выполнение большой программы работ, намеченной Государственным планом развития народного хозяйства СССР на 1958 год по увеличению добычи нефти и особенно газа, значительному приросту мощностей нефтеперерабатывающей промышленности, явится одним из решающих условий дальнейшего развития нашей химической промышленности.
S На вкладке справа показаны важнейшие S продукты, получаемые в результате переработ-S ки нефти.


Ф. II. ЯШУПСКЛЯ, кандидат технических наук.
Рис. Д Пивоварова и Л. Ill криво.
НЕМНОГО ИСТОРИИ
LZ АПРИЗНА и переменчива судьба каучука, овеянная легендами о «слезах дерева» (кау-чу).
Каучук стал известен человеку как природный продукт, получаемый из латекса (млечного сока) некоторых каучуконосных растений. Родиной каучука были непроходимые тропические джунгли в долине реки Амазонки.
Борьба за тропический натуральный каучук, его добычу из диких каучуконосов в прошлом столетии, а затем за насаждение плантаций гевеи и за сбор их урожая— это драматическая повесть о трудных походах в экзотические страны, о безжалостной кровавой расправе алчных колонизаторов над туземцами-рабочими, это сгусток сложных экономических конфликтов в борьбе за мировое господство в области каучука, одного из важнейших современных видов технического и стратегического сырья.
Но вот грянула первая мировая война. С грохотом первых пушечных залпов кайзеровская Германия оказалась отрезанной от источников снабжения натуральным каучуком. Под смертельной угрозой поражения в 1915 году в блокированной со всех сторон Германии зародилось первое производство синтетического каучука по способу, ранее разработанному русским ученым И. Л Кондако-ьым.
Способ синтеза сам по себе был неплох, но неудачным оказался выбор исходного продукта — мономера. К тому же еще недостаточны, м был уровень знан-ий о производстве и, что особенно важно, о путях освоения синтетического каучука. В частности, технологи тех времен не знали еще о возможностях применения сажи в ка
честве усилителя каучука. Большинство синтетических каучуков без добавления сажи обладает весьма низкой прочностью и потому не годится для использования. Только примеси больших доз сажи к каучуку сообщают резинам необходимую работоспособность.
Низкое качество первого германского синтетического каучука периода 1915—1918 годов и несовершенная техника освоения привели к неудаче: к концу первой мировой войны небольшое его производство пришлось закрыть за полной технической и экономической нерентабельностью. И большие пароходы, нагруженные пряно пахнущим, копченым натуральным каучуком из Юго-Во-ci очной Азии, вновь бороздили бескрайние оксаны и моря, подвозя тропический продукт в Европу и США.
Меньше всего могла мириться с зависимостью от импорта каучука из далеких заморских стран молодая Республика Советов. Первая в мире страна социализма явилась
Академик С. В. Лебедев (1874— 1934), основоположник промышленного синтеза каучука в СССР.
родиной крупнопромышленного и притом рентабельного синтеза каучука — по способу академика С. В. Лебедева. Мощные заводы синтетического каучука были пущены в СССР уже в 1932 году. На 5—6 лет позже начала строить свою промышленность синтетического каучука гитлеровская Германия. И только в 1942—1943 годах к решению аналогичной задачи приступили Соединенные Штаты Америки.
К концу первой половины нашего столетия синтез каучука в СССР и некоторых зарубежных странах шагнул далеко вперед. Значительно расширился ассортимент каучуков, палитра их технических свойств стала несравненно более богатой. На основе синтетических каучуков современная техника получила резиновые изделия таких классов, какие вообще невозможно получить на основе натурального каучука, например, изделия с высокой бензомасло- и нефтестойкостью, с исключительной морозостойкостью, газонепроницаемостью, химической стойкостью.
Любой инженер или техник, работающий с техническими резиновыми изделиями, прекрасно знает, что рукава для бурения нефти или перекачки горючего теперь уже не выпускаются из натурального каучука, что несравненно долговечнее в этих условиях оказывается нитрильный или хлоропреновый каучук. Так же обстоит дело и с многими другими резиновыми изделиями специального назначения. где натуральный каучук безвозвратно вытеснен синтетическим.
Однако есть изделия, в изготовлении которых все еще нельзя обойтись без природного каучука. Прежде чем назвать их, попытаемся ответить на вопрос: что же такое каучук?
2. «Паука и жизнь* № 3,
A. 1 Коротков, заместитель директора Института высокомолекулярных соединений Академии наук СССР, руководитель работ по синтезу изопреновых каучуков.
СЫРЬЕ ДЛЯ СИНТЕЗА
Шина легкового автомобиля или обычная резиновая галоша по своему происхождению не имеет ничего общего с романтикой тропиков и трансокеанских путешествий: каучук, содержащийся в протекторе шины или в подошве нашей обуви, получен не биосинтезом в растении под лучами палящего солнца где-нибудь в Индонезии или Малайе, а промышленным синтезом из таких прозаических исходных материалов, как Нефть, спирт, древесина.
Еще до недавнего времени большая часть синтетического каучука в нашей стране получалась из этилового спирта, который перегонялся преимущественно из пищевого сырья, в первую очередь картофеля. «Шины из картофеля» совсем недавно действительно составляв значительную долю продукции наших шинных заводов.
Решениями XX съезда КПСС пре усмотрен постепенный перевод отечественной промышленности синтетического каучука целиком на непищевое сырье, главным образом на продукты нефтепереработки и природные газы, а также на гидролизный спирт из древесины.
Очевидно, что по исходному сырью синтетические каучуки сильно отличаются от натурального.
Не менее велика разница и в химическом составе. Натуральный каучук является изопреновым полимером и состоит из длинных
молекулярных цепей с изопреновыми звеньями (молекула изопрена состоит из 5 атомов углерода и 8 атомов водорода). Синтетические каучуки также содержат в своем составе углеводороды. Однако строение их иное. Подавляющее большинство синтетических каучуков состоит из бутадиеновых звеньев или из продуктов совместной полимеризации — сополимеров — бутадиена с другими веществами, напри лер, со стиролом, с нитрилом акриловой кислоты, с винил-пиридином и иными химическими соединениями.
Промышленные синтетические каучуки отличаются от натурального прежде всего числом и расположением атомов углерода и водорода в элементарных звеньях
Б. А. Долгоплоск, профессор, доктор химических наук, лаиреат Сталинской премии, руководитель работ по синтезу новых типов бутадиен-стирольных и других каучуков.
молекулярной цепи, а также длиной и формой самих цепей. Но нс только этим. Есть синтетические каучуки, в состав которых наряду с углеводородами входят атомы хлора, фтора, брома, азота, серы и других элементов, вовсе отсутствующих в молекулярных цепях натурального каучука.
Уже в настоящее время в технике широко распространены по-луорганические каучуки, например кремнекаучуки, или силиконы; (молекулярный скелет основной цепи этих каучуков состоит из nepi -межаюшихся атомов кремния и кислорода.
Отсюда можно сделать вывод, что как по своему химическому составу и строению, так и по исходным материалам современные синтетические каучуки не похожи
на натуральные. По отдельным свойствам это тоже далеко не идентичные продукты.
И все же мы с полным правом можем называть каучукоподобные синтетические продукты каучуками.
УНИКАЛЬНОЕ СВОЙСТВО
Есть одно общее свойство, которое позволяет выделить самые различные синтетические каучуки в особый класс материалов, отличный от всех других, известных в современной технике,— металлов и стекол, кожи и дерева, пластмасс и (минералов. Это уникальное свойство — высокая эластичность каучука, способность к большим, до 300—1000 процентов и более, удлинениям, полностью или почти полностью обратимым в очень короткие промежутки времени.
Высокая эластичность каучука обычно проявляется в достаточно широком температурном интервале. Например, резины из хороших каучуков универсального типа сохраняют работоспособность как при температура< минус 50 градусов и ниже, так и при нагреве до 150 градусов и выше. Кроме того, в понятие эластичности входит также крайне незначительное внутреннее трение при многократных деформациях, или, как говорят химики-полимерщики, минима тьные гистерезисные потери, минимальное внутреннее теплообразование.
Но одной высокой эластичности каучука мало; нужно, чтобы она сочеталась с хорошей прочностью и другими важными техническими свойствами (водо- и газонепро-
4. Л. Клебанский, профессор, диктор химических наук, руководитель работ по синтезу хлоропреновых и других каучуков.
ницаемостью, огне- и бензостойкостью и т. п.).
Каж (ый новый тип синтетического каучука — это новое своеобразное сочетание всех этих качеств. Если иметь в виду такие свойства каучука, как огнестойкость, бензостойкость и некоторые другие, то можно с полным основанием утверждать, что гений человека в синтезе каучука давно превзошел природу.
11 только одно качество природного каучука до последнего времени оставалось непревзойденным: это как раз высокая эластичность каучука. Нам могут возразить, что хлоропреновые каучуки (наирит или неопрен), бутилкаучук и др. способны растягиваться под нагрузкой ничуть не меньше, чем натуральные. А основные товарные каучхки — бутадиен-стирольные— дают еще меньшее остаточное удлинение, иначе говоря. их эластическая теформация еще более обратима, их упругие свойства выше, чем у натурального каучука.
В чем же тогда дело? А в том, что до последних лет все без исключения синтетические каучуки уступали натуральным по эластичности в двух отношениях: с одной стороны, они имели большее внутримолекулярное и межмолекулярное внутреннее трение при многократных деформациях, а с другой — обладали более низкой температуростойкостью.
Практически это означало, что при многократных деформациях синтетический каучук в толстостенных, а тем более многослойных изделиях поглощал по сравнению с натуральным больше механической энергии, и она, превращаясь в тепло, вызывала чрезмерный рост температуры изделия.
Каждому водителю автомобиля известно, что даже в самый лютый мороз его шина во время езды заметно самонагревается и остывает лишь при длительной остановке. Чем больше размер шины, чем выше нагрузка и скорость езды, тем значительнее разогрев. Прежде всего это результат внутреннего (внутримолекулярного и межмолекулярного) трения в шинных материалах. Наружная поверхность шины охлаждается окружающим воздухом. В центре массива шины и в ее камере температура во время езды с достаточной скоростью и продолжительностью может достигать 100 градусов и выше.
Но далеко не все знают, что в центре массива шины из современных синтетических каучуков
1950г
1955г	1960г.
ПРЕД»А»ИТЕЛ ДАННЫЕ
Добыча натурального каучука и производство синтетического каучука в капиталистических странах (в тысячах тонн).
температура, как правило, на 15— 30 градусов выше, чем в шине из натурального каучука, и тре-
ЗАМЕНИТЕЛЬ ГУТТАПЕРЧИ
Натуральная гуттаперча, получаемая обычно из бересклета и из субтропической эвкоммии,— ценный технический материал. Из нее, в частности, получают прекрасный клей для крепления резиновых подошв к кожаному верху обуви. Ес клеящая способность в 2—2,5 раза выше по сравнению с клеем из натурального каучука.
Но натуральная гуттаперча — дорогостоящий, очень дефицитный материал. Недавно под руководством профессора А. Л. Клебанского (Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического каучука) разработан новый синтетический материал — полихлоропрен наирит А.очень близкий по свойствам к натуральной гуттаперче. Наирит А может полностью заменить ее в высококачественных клеях для обувной промышленности, и притом он в 20 раз дешевле природной гуттаперчи.
буется, кроме того, больший расход горючего на качение шины
Падение прочности и эластичности синтетических каучуков при нагреве также больше, чем у натуральных. Вот почему’ тяжелые многослойные крупногабаритные шины, сделанные целиком из современных серийных синтетических каучуков, с большим внутренним теплообразованием, чаще выходят из строя по разрывам, чем шины из натурального каучука с меньшим теплообразованием. Естественно, что и срок их службы значительно короче.
Это и есть ахиллесова пята современных товарных синтетических каучуков, основная причина того, что все страны вынуждены в производстве тяжелых грузовых и автобусных шин, а также авиационных и некоторых высокоскоростных легковых шин применять большие или меньшие количества натурального каучука.
Давно уже советские и зарубежные ученые упорно работают над совершенствованием синтеза каучука; ищут пути получения синтетического продукта, который бы не уступал натуральному и в самом важном, наиболее труднодостижимом свойстве — высокой эластичности.
СКИ
Последние годы ознаменовались крупнейшим достижением: удалось наконец синтезировать продукт, почти не уступающий натуральному каучуку но всей гамме
его эластичных и прочностных свойств. В СССР ч! США в по-сл( дние годы синтезирован изопреновый каучук, который по молекулярному строению, а главное, по работоспособности в наиболее ответственных изделиях чрезвычайно близок к натуральному. Отечественный продукт назван СКИ, что значит синтетический ка^ чук-изопреновыи.
Пока еще этот каучук и у нас и за рубежом выпускается в очень незначительных количествах. Опытные шины из него, испытанные на многотоннажных автомобилях в трудных условиях эксплуатации, показали1 большие преимущества перед шинами из обычных товарных каучуков.
Но не только в этом научно-техническая ценность открытия. Создание СКИ изменило оценку принципиальных направлений в синтезе каучука.
Первые синтетические каучуки, например, отечественный натрийбутадиеновый каучук СК-Б или американский хлоропреновый каучук дюпрен (не говоря уже о пер-
I СИЛИКАТНЫЕ
КАУЧУКИ
Обычные бутадиеновые и бутадиен-стирольные каучуки дают прочную резину только при введении в смесь больших добавок сажи как усилителя. Получаются черные подошвы, черные галоши и т. д. В тех случаях, когда хотят иметь белую или цветную резиновую обувь, применяют светлые усилители. К сожалению, они обычно мало активны либо недостаточно однородны и де-< шевы.
у Советские ученые А. П. Писаренко, А. П. Емельянова. П. И. Захарченко и С. II. Рубина разработали технологию получения силикатных и силикатно-масляных каучуков. Резины из них по своей проч-z ности близки к резинам z из обычных бутадиен-сти-> рольных каучуков с угле-> родной сажей.
/ Применение силикат-5 ных каучуков снижает се-/ бестоимость резиновых / смесей и улучшает сани-/ тарно-гигиенические усло-/ вия труда в подготови-? тельных цехах на резино-( вом заводе.
ЬА~КЛОЛИМЕРНЫЙ KAY4YK
Модели растянутых молекулярных цепей.
вом германском диметилбутадиеновом каучуке) получались полимеризацией в массе. Это значит, что исходные углеводороды брались для полимеризации в неразбавленном виде.
В конце тридцатых годов нашего века появилась полимеризация в эмульсии. Иначе говоря, исходные углеводороды диспергировались — эмульгировались — в воде, и продукт эмульсионной полимеризации получался в такой же жидкой форме, как латекс натурального каучука. Полимеризация в эмульсиях была признана технически более прогрессивной, чем полимеризация в массе. На заводах синтетического каучхка потекли реки латекса в трубопроводах и резервуарах.
Изыскания новых путей, приведшие к получению синтетического полиизопренового каучука, показали, что не только эмульсионная полимеризация является наиболее передовым способом.
Новый изопреновый каучук добыт иным путем, в присутствии щелочного металла лития как катализатора или литий-органиче-ских соединений, а также других металлоорганических систем.
Однако с получением синтетического изопренового каучука со
ревнование человека с природой в синтезе наиболее эластичного продукта нс закончилось. В настоящее время испытываются и другие. более дешевые исходные вещества.
Наряду с изысканием новых видов сырья разрабатываются более совершенные способы синтеза каучука из изопрена, бутадиена или других мономеров. Природа, как известно, обошлась без этих промежуточных веществ: даже самые лучшие физико-химические приборы не могут обнаружить хоть одну молекулу изопрена в гевее и других каучуконосных растениях. II это понятно, ибо изопреновый каучук в растении образуется нс из изопрена, а ив других, по-видимому, более простых химических соединений. Секрет этого природного синтеза до конца еще не разгадан человеком.
С другой стороны, человек превзошел природу тем, что создал специальные типы синтетического кахчука, превосходящие натуральный по многим важнейшим техническим свойствам.
КАУЧУКИ-ГИБРИДЫ
Подобно тому, как искусный садовод прививает черенок одного растения к другому, опытный химик способен не только химическим. но и .механо-химическим путем привить один полимер к тру-гому. На этом и основало создание современной наукой принципиально новых типов синтетических каучуков, так называемых привитых, или графтполимерных продуктов («графт* по-английски значит прививать; графтполи-мер — продукт полимеризации, полученный методом прививки).
Так^я прививка достигается химическим или механо-химическим способом. В особых условиях к свободным радикалам натурального или синтетического каучука присоединяют молекулярную цепь другого вещества, например другого каучука или синтетической смолы. При этом могут возникать гибриды двух типов, блокполиме-ры и привитые полимеры.
Более того, как показ-али исследования, можно прививать к готовому каучуку не только совершенно другой готовый каучук, но получать привитые цепи путем полимеризации мономеров — исходных веществ — в присутствии иного по химическому составу полимера. Так, например, можно получать совместные, химически сшитые полимеры каучука и пластмассы и многие другие продукты комбинированного состава,
25-30 кг/см2
250-
Разрывная прочность резин из бутадиен-стирольных каучуков без добавок сажи составляет 25—30 кг/см2, а с добавками сажи — в 10 раз больше.
с новыми техническими свойствами. Прививая к натуральному каучуку полимеризующиеся метилметакрилат, или стирол, или другие синтетические смолы, мы меняем качества натурального или синтетического каучука в нужном нам направлении, например, повышаем его прочностные показатели.
Весьма интересен также способ видоизменения и обработки существующих каучуков с помощью облучения частицами высокой энергии.
Радиационным облучением успешно меняют некоторые свойства каучука, например, повышают его износостойкость или нефтестой-кость.
Этим же методом люди научились «сшивать* молекулярные цепи некоторых каучуков, не поддающихся вулканизации обычными техническими средствами.
И механохимия и радиационная химия находятся еще на заре развития, но они открывают перед человеком широкие возможности в синтезе каучуков новых типов.
ДОЛГОВЕЧНЫЙ КАУЧУК
Синтез полиизопренового каучука не решает одной из важнейших задач — повышения износостойкости резин.
Резиновые шины, подошвы, ремни и другие изделия работают на внешнее трение, истираются. Степень и быстрота их износа зависят прежде всего от каучука и сажи.
Все износостойкие резины изготовляются на основе значительных добавок тонкодисперсны.х ак
тивных саж. Но самая высококачественная сажа не в состоянии повысить износостойкость резины до требуемого предела, если выбран не иаилучши'й по данному признаку каучук.
В этом отношении наименее удовлетворительны натрий-бутадиеновый каучук СК-Б и тиокол: резина из СК-Б истирается вдвое скорее, чем резина из натурального каучука, а тиокол обладает совсем малой .износостойкостью. Синтетический изопреновый каучук тоже пока еше менее износостоек, чем натуральный и бутадиен-стирольный каучуки.
В последнее . время химики, упорно работая над синтезом хорошего по износостойкости каучука, добились известного успеха: получены уретановые каучуки, которые в своем сопротивлении истиранию вдвое превосходят натуральный.
Уретановые каучуки (называемые также изоцианатными) изготовляются синтезом на основе химических продуктов коксобен-зольной и нефтеперерабатывающей промышленности.
Но пока эти каучуки находятся еще в стадии экспериментальных совершенствований и доработок и не освоены в массовом производстве.
Недавно получены новые типы опытного уретанового каучука, легче обрабатывающиеся в резиновой промышленности, чем их предшественники, которые ранее встретили большие трудности в освоении (затвердевание при хранении и обработке, плохая клейкость и др.). Наконец, появился на горизонте новый соперник уретанового каучука — метилвинил-пиридиновый сополимер бутадиена, также находящийся пока в стадии опытных исследований.
По-видимому, уже в ближайшие годы можно будет создать надежный тип каучука, стойкий против истирания. Шины из пего будут сохранять свой рисунок на беговой дорожке (протекторе) в среднем при пробеге 80—120 тысяч. Недалеко то время, когда в течение жмени человека не будет износа резиновой подошве, появятся «вечные» галоши, способные служить не одному поколению.
Решение важной задачи современной техники — создания долговечной машины, все детали которой будут иметь одинаковый срок службы, не будут нуждаться в замене запасными частями, в ремонте,— во многом зависит от резиновой промышленности. Так, например, компрессорные ремни дол-
Радиационной энергией можно вулканизовать любые каучуки, насыщенные и ненасыщенные. При этом получаются вулканизаты, более стойкие к старению при повышенных температурах.
жны работать так же долго, как и компрессор; век резиновых шин не должен быть короче, чем век самого автомобиля.
J ДЖЕНТАН S )
I Давно уже химики S ищут пути к синтезу ка- S учуков, которые бы при- S давали резинам высокую S износостойкость. И это 5 естественно, ибо беговая S поверхность современной ) легковой шины изнаши- > вается уже через 30 — 50 5 тысяч километров пробе- ) га, тогда как легковой ав- ) томобиль способен прой- ) ти до первого капиталь- -ного ремонта не менее ) чем 100 тысяч километ- > |ров. В технике синтеза ) много лет известны у ре- ) тановые каучуки. Но пер- ) вые виды их при хране- ) нии быстро затвердевали, ) и обработка на шинном )
I заводе встречала большие ) трудности.	)
В США недавно синте- С зирован масло- и износо- ч стойкий каучук джентан S. ч В отличие от прежних ч марок уретанового каучу- ( ка он может храниться ч длительное время без С ущерба для его качества. \ Джентан S тепло- и моро- \ зостоек, обладает высокой \ износостойкостью и элас- \ тичностью; способен к об- ч работке на стандартном ) оборудовании резинового \ завода.	)
ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ
В 260 ГРАДУСОВ fj
Большинство современных товарных каучуков выдерживает температуры эксплуатации не выше 120—160 градусов. Между тем современные скоростные самолеты нуждаются в резиновых уплотнителях, амортизирующих прокладках и других деталях, стойких к действию значительно более высоких температур. При этом они должны обладать и высокой химической стойкостью против растворителей, горючего, масел, кислот и щелочей. Это одна из трудных технических задач в области синтетического каучука.
Недавно в США выпущены опытные партии витона А — нового типа каучука, содержащего около 65 процентов фтора. Это тепло- и химически стойкий каучук с хорошими физико-механич е с к и м и свойствами. Уплотнительные кольца из нового каучука, работающие в жидкой агрессивной среде при 260 градусах, выдерживают 60 тысяч циклов деформации.
Витон А может, по-видимому, найти применение в производстве мягких бензобаков и других изделий для жестких условий эксплуатации в контакте с горючими маслами.
Уже сегодняшние достижения науки позволяют надеяться на то, что в ближайшее время эта задача будет решена.
- МАСЛЯНЫЕ КАУЧУКИ
Много нового принес синтез и современным каучукам. Рассмотрим основной тип современных товарных синтетических каччуков— так называемых бутадиенстирольных каучуков. Наиболее важным событием явился выпуск маслонаполненных, саженаполненных, или так называемых масляных и сажевых каучуков, а также сажемасляных.
Как показывает само название, масляные каучуки содержат масло. Нефтяные масла сами по себе
не обладают никакой каучукопо-добиой эластичностью. Поэтому, казалось бы, введение их в латекс должно было ухудшить кау-чукоподобныё свойства изделий. Этого, однако, не происходит.
Применяя бутадиен-стирольный каучск с более высоким исходным молекулярным весом, с бопыиим запасом эластических и прочностных свойств, можно вводить добавки более дешевых нефтяных масел без ущерба для качества сополимера. Во всяком случае, значительная доля доброкачественной резиновой и шинной продукции может быть изготовлена из масляных каучуков.
Интересны и сажевые каучуки. Вместо того, чтобы вводить сажу в готовый каучук, что требует больших затрат механической энергии на смешение, можно прибавлять сажу в каучуковый латекс. Тогда резинщики' получат чистый саженаполненный каучук, с которым легче работать, легче добиться однородного качества резиновых смесей.
Недавно ученые обнаружили, что добавка 0,5 1.5 процента карбоксилсодержащих веществ, например акриловой или метакриловой кислоты, к исходному сырью сообщает каучуку новые свойства. Так, например, карбоксилсодержащие бутадиен-стирольные каучуки (не масляные), более стойкие к тепловому старению, чем обычные, дают более монолитную связь между текстильным волокном и резиной. И глав-
Таково соотношение количества каучука, расходуемого на изготовление одного теннисного мяча и одной шины скрепера или самосвала.
ное, более высокое сопротивление растрескиванию при многократных деформациях.
* ☆ ☆
Перед работниками советской промышленности синтетического каучука, недавно отмечавшей двадцатипятилетие своего существования, открываются все новые и новые возможности технического прогресса. В эпоху атомной энергии и величайших открытий на пути к покорению межпланетных пространств предъявляются новые требования к синтетическому каучуку. Вместе с тем перед учеными открываются новые технические пути, ранее лежавшие за пределами самого смелого научного воображения.
©Q\©
3. ,1 РОГОВИН, доктор технических наук.
Рис. Ф. Завалова.
В ТЕЧЕНИЕ тысячелетий природные волокна (хлопок, шерсть, лен, натуральный шелк) являлись единственным видом сыпья, употребляемым человеком для изготовления одежды и других предметов, играющих первостепенную роль в домашнем обиходе и промышленности. Брезенты, рыбо ювные сети и снасти, канаты, материалы для фильтрации разнообразных жидкостей и осадков, прочные нити, применяемые для производства так называемой кордной ткани, которая служит основой для шин автомобилей, самолетов, транспортерных лент, передач,— для всего этого использовались хлопок, лен и пенька.
Бурно развивающаяся промышленность, особенно в последние десятилетия, выдвинула новые требования к волокнам и тканям. Нужно было разнообразить ассортимент -выпускаемых изделий, стелатьего более широким, богатым, красивым. Для этого требовались волокна, обладающие иными свойствами, чем те, с которыми мы привыкли иметь дело.
Можно ли сделать волокно, устойчивое к действию сильно агрессивных реагентов (как кислот, так и щелочей), и изготовлять из него фильтровальные ткани, шланги, спецодежду, необходимую при работе с этими жидкостями? А получить волокна более прочные и эластичные, чем хлопковые? Это резко повысило бы срок службы автошин и дало большую экономию каучука и резины, сберегло много человеческого труда. А как нужны для развития новых отраслей техники ткани, способные в течение длительного времени выдерживать высокие температуры! Какие перспективы открыло бы употребление волокон с удельным весом ниже единицы, не тонущих в воде. Существуют ли пути, позволяющие повысить носкость носков, чулок, пубашек и других изделий, необходимых каждому человеку? Можно ли изготовить материалы, более красивые и прочные, чем ткани из натурального шелка?
Таковы требования и вопросы (здесь приведены лишь некоторые из них), которые все настойчивее в последнее время выдвигает жизнь перед учеными. Использование только природных волокон, об падающих устойчивым химическим составом и структурой, не давало возможности разрешить многие из них.
Широкое промышленное производство искусственных волокон началось около 60 лет тому назад. В•1956 году мировая продукция вискозных и ацетатных волокон превысила два миллиона тонн. Полу
чают такие волокна путем химической переработки природных высокомолекулярных соединений, в первую очередь целлюлозы. Как известно, из целлюлозы состоят хлопковые, льняные, пеньковые и другие природные текстильные волокна. Для производства искусственных волокон используют целлюлозу, выделяемую из древесины, соломы и т. п.
При получении искусственных волокон из вязких концентрированных растворов эфиров целлюлозы удалось путем перемены условий формования и последующей обработки в значительных пределах изменять расположение агрегатов молекул в волокне, а тем самым его структуру и зависящую от нее прочность. Но исходные вещества, из которых изготовляются эти волокна, имеют вполне определенный химический состав и тип связи между элементарными звеньями в молекуле. Это определяет наличие у искусственных волокон тех или иных свойств, добиться улучшения которых в нужном направлении можно только путем изменения химического состава исходных веществ. Причем эти последние для создания волокон высокой прочности должны обязательно иметь большой молекулярный вес. Получение таких синтетических высокомолекулярных соединений — полимеров — может быть осу ществлено только путем химического синтеза. Варьируя состав исходных низкомолекулярных продуктов (мономеров), используемых для синтеза больших молекул. последовательность их чередования в получаемом полимере, можно создавать вещества с различными свойствами. Из подобных высокомолекулярных соединений, перерабатывая их, получают синтетические волокна. При этом впервые появилась возможность создания волокон с заранее заданными свойствами, как говорят химики, «конструирование волокон по заранее заданным параметрам».
Схема получения из продуктов переработки нефти исходных веществ для производства синтетических волокон.
ТРИАЦЕТАТНОЕ
Это — искусственное волокно, получаемое из уксуснокислого эфира целлюлозы (триацетилцеллюлозы]. Производят триацетилцеллюлозу из целлюлозы (хлопковый пух или высококачественная древесная целлюлоза) и уксусной кислоты. Технологический процесс изготовления триацетатного волокна значительно проще, чем искусственных волокон других типов. Кроме того, оно обладает ценными свойствами: высокая (примерно в 2 раза выше, чем у вискозного шелка) эластичность, малая потеря прочности мокром состоянии (20—25 процентов против 40—50 процентов для вискозного шелка); изделия из него хорошо стираются, имеют красивый внешний вид. Тканч из этого волокна не задерживают ультрафиолетовые лучи.
Промышленное производство синтетических волокон началось всего 15—20 лет назад. За такой сравнительно небольшой промежуток времени достигнут ряд крупнейших успехов в этой быстро развивающейся области. Если в 1946 году мировое производство синтетических волокон не превышало 2,5 тысячи тонн, то в 1956 году их выработка достигла более 300 тысяч тонн. В 1940 году в произвотственных и опытны; 1 словиях изготавливалось всего 3—4 типа синтетических волокон, а в 1956 году — свыше 20.
Для получения этих .волокон используются разнообразные полимеры, синтезируемые из разных видов сырья. Так, например, исходные продукты дтя производства полиамидных волокон типа широко известных капрона и найлона получают из фенола и бензола, из фурфурола (образующегося при переработке различных сельскохозяйственных отходов), из ацетилена (получающегося при действии воды на карбид кальция! Из одной тонны фенола путем ряда сложных химических переработок может быть получен полимер и волокно капрон в количестве, обеспечивающем выработку 20—25 тысяч пар чулок.
Другой широко распространенный тип синтетического полиэфирного волокна, терилен, или, как его еще называют, лавсан, изготовляют из веществ, выделяемых из нефти (ксилол) и образующихся при ее пиролизе1 (этилен). Отновременно этилен (как и ацетптен) служит исходным продуктом д тя создания других типов синтетических волокон, например, полиакрилнитрильного. поливинилхлоридного и т. д. Интересно отмстить, что поливинилхлоридные волокна содержат в молекуле от 54 (волокно ровиль) и до 64 процентов (волокно хлорин) хлора. Путем ряда сложных химических преобразований этот удушливый газ превращается в основной ком-
* Пиролиз — разложение нефти при нагревании без доступа возд}: а.
понент (по весу) синтетических волокон, обладающих рядом ценных свойств. В последние годы разработан метод создания прочного легкого волокна из пропилена. Это также газ, образующийся при пиролизе нефти и выпускавшийся в значительной степени в воздух. Ресурсы его в нашей стране исчисляются сотнями тысяч тонн.
Синтетические волокна идут на изготовление разнообразных текстильных материалов, обладающих такими свойствами, которые невозможно получить при использовании как природных, так и иск'сствен-ных волокон.
Например, ткани из поливинилхлоридных волокон устойчивы к действию почти всех агрессивных химических реагентов, как кислот (кроме концентрированной азотной кислоты), так и щелочей. Из них делают прочные фильтровальные материалы, спецодежду. пригодную для длительного использования в ряде отраслей промышленности. За последние 2-3 года разработан метод получения волокна из полимеров, содержащих атомы фтора (тефлон — в США, фторлоп —в СССР). Тефлон и фторлон устойчивы к действию 100-процентной азотной кислоты и других сильных окислителей.
Прочность кордной нити, изготовленной из некоторых типов синтетически\ волокон, в 2 с лишним раза больше, чем из хлопкового волокна, и на 50 — 60 процентов выше, чем из высокопрочного вискозного. Надо сказать, что и это не предел. Проведенные различными исследователями расчеты показывают, что максимально достигнутое сейчас значение прочности составляет всего 15—20 процентов от теоретически возможной. Здесь перед химиками, физиками и техно тогами, работающими над новыми волокнами, открываются широкие перспективы.
Почти все синтетические волокна устойчивы к действию бактерий и микроорганизмов. Поэтому поливинилхлоридные и полиамидные сети„ .и снасти не требуют специальной периодической пропитки, как обычные, и служат в несколько раз дольше.
волокно
В последние годы в США разработан метод дополнительного улучшения качеств триацетатного волокна.
При непродолжительном прогреве внутренняя структура волокна значительно изменяется (волокно становится более кристалличным), в результате этого сильно повышается его устойчивость к действию высоких температур, света, снижается усадка при тепловых обработках и при стирке.
Триацетатное волокно выпускается в виде бесконечной нити (шелк) и штапельного волокна и используется как для технических целей (электроизоляция), так и для изготовления различных вязаных изделий, платяных тканей и пр.
г
Схема получения из каменного угля исходных веществ для производства синтетических волокон капрон и анид (найлон).
В 1956 году было впервые получено из полипропилена синтетическое волокно, удельный вес которого равен 0,92. Это волокно, а следовательно, и изделия из него легче воды.
Используя в качестве исходного материала нитрил акриловой кислоты (мономер), содержащий определенную химическую группу, удалось получить полимер полиакрнлнитрил, волокно из которого чрезвычайно устойчиво к действию световых лучей. Изделия из таких тканей представляют большую ценность в южных и особенно тропических областях.
Новые синтетические волокна позволяют значительно расширить и ассортимент товаров народного потребления. Оказалось, например, что меха животных, используемые человеком в течение столетий, с успехом могут быть заменены искусственными. Полиамидные волокна с низким удельным весом, обладающие исключительно высокой устойчивостью к истиранию, дают возможность изготовлять легкие, прочные, изящные и сравнительно недорогие шубы. Из синтетических волокон изготовляется и искусственный каракуль, не уступающий, а по ряду показателей даже превосходящий шкурки овец.
Из гидрофобных 1 волокон, в частности из поливинилхлоридных, делают трикотажное нижнее белье, обладающее такими же высокими теплоизоляционными свойствами, как шерстяное. При носке его в результате трения возникают небольшие электрические заряды (так называемый трибоэлектрический эффект), что имеет существенное значение при лечении ревматизма. Это «медицинское белье» пока еще мало распространено у нас в стране — производство его начато только в 1956 году,— но в ближайшее время выпуск его будет значительно увеличен.
Полиэфирные волокна в смеси с шерстью дают
1 Гидрофобными называются вещества, незначительно поглощающие воду.
немпущисся ткани, прекрасно сохраняющие приданную им форму. Так, складки на брюках и на юбках (плиссе), изготовленных из такой ткани, остаются неизменными после стирки, их не надо даже отглаживать.
Широкую популярность завоевали изящные и легкие чулки из капрона. Заметим, кстати, что существующее у многих мнение о том, что капроновые чулки вредны для здоровья и вызывают ревматизм, пи на чем не основано.
Перечислить все изделия народного потребления, в которых присутствуют синтетические волокна, невозможно: слишком их много. Укажем дополнительно лишь на красивые, яркие, прочные и дешевые ковры; на шерстяные и другие ткани,
ЭНАНТ
Так называется новое синтетическое полиамидное волокно, схема получения которого разработана в Советском Союзе А. А. Стре-пихеевым, В. Н. Топчибашевой и Т. И. Шейн. Технологический процесс изготовления этого волокна значительно проще, чем, например, капрона. Кроме того, энант, обладая ценными свойствами, характерными для всех полиамидных волокон (высокая прочность, эластичность и пр.), по многим показателям (устойчивость к действию света, высокой температуры) превосходит капрон. Получают энант из амино-энантовой кислоты, которая, в свою очередь, производится из этилена и четыреххлористого углерода по методу академика А. Н. Несмеянова и Р. X. Фрейдлиной. Тонна энанта будет стоить 8—9 тысяч рублей. Если вспомнить, что заготовительная цена на шерсть (б пересчете на чистую) — 84—96 тысяч рублей, то видно, что новое искусственное волокно не только прочнее, но и намного дешевле естественного.
— 25 —

добавление к которым 10 15 процентов полиамидных волокон повышает их носкость в 2—3 ра<а; на эластичные и ненамокающие купальные костюмы и т. д
Несмотря на то, что разнообразие свойств всевозможных типов синтетических волокон, производимых в настоящее время, велико, они все же удовлетворяют не все существующие требования и запросы.
Наиболее трудны I является получение синтетических волокон и тканей, которые могут быть использованы при значительно более высокой температуре, чем все известные в настоящее время природные и химические волокна. Для решения этой сложной и важной для народного хозяйства задачи должны быть разработаны новые типы полимеров и новые методы формования из них волокон. Не исключена возможность получения таких волокон под высоким давлением из некоторых марок пластических хтлей. Но здесь еще предстоит большая, упорная, творческая работа учены; и инженеров.
В ближайшие годы производство химических волокон у нас в стране резко увеличится. Уже в 1956 году мы имели их в 12 раз больше, чем в 1940-м. А к 1960 году это количество должно возрасти (по сравнению с 1955 годом) больше чем в 2 раза. Эти цифры говорят о выработке сотен миллионов
метров высококачественных тканей и трикотажных изделий, десятков миллионов автопокрышек с кордом ио высокопрочных волокон и множества других необходимых стране изделий.
Развитие промышленности химических волокон играет большую роль в деле повышения производительности труда и непрерывного уменьшения непро-и |водителыгых и неоправданных затрат материальных ценностей. Так. замена хлопкового волокна вискозным уменьшает затраты труда на единицу продукции в 2,5—-3 раза и в 1,5—2 рад снижает капитальные вложения, необходимые для организации промышленного производства.
Приведем один наглядный ппимер. Завод вискозного штапельного волокна производительностью 100 тонн в сутки дает в год такое количество ткани, на которое пошел бы урожай льна, собранный с 220 тысяч гектаров, или хлопка—с 50 тысяч гектаров посевной площади.
Химические волокна хверенно, во все больших масштабах входят в народное хозяйство страны и в быт трудящихся. Дальнейшее расширение производства этих-волокон имеет важнейшее значение для успешного решения экономической задачи, поставленной перед нашей страной в мирном соревновании с передовыми в техническом отношении капиталистическими странами. 
ИЗ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ
Ценными свойствами обладают волокна из полимеров, имеющих в своем составе атомы фтора. Условия получения одного из таких волокон, названного фтор-лоном, разработаны в Московском текстильном институте профессором 3. А. Роговиным и 3. А. Зазулиной. По прочности фторлон превосходит почти все типы химических и природных волокон (кроме некоторых лубяных). Так, испытание на разрыв показывает, что его прочность (100—120 к* мм ) близка к прочности стали.
Одним из наиболее ценных показателей фторлона является его очень высокая устойчивость к действию химических реагентов — горячих концентрированных минеральных кислот (в частности, высококонцентрированной азотной кислоты, плавиковой кислоты), сильных щелочей и окислителей (например, концентрированных растворов перекиси водорода).
Кроме того, это волокно хорошо противостоит длительным воздействиям палящих солнечных лучей, атмосферных осадков. Оно совершенно не поглощает влаги.
Фторлон используется исключительно для технических целей в тех случаях, когда невозможно применение других волокон.
☆ ☆ ☆
Такого же типа волокно производится в США, там его называют тефлоном. Фирма Дюпон сообщает о применении тефлона для клапанных уплотнений в трубопроводах, по которым перекачивается газообразный фтористый водород (это одно из наиболее агрессивных химических веществ). Употреблявшиеся раньше для этой цели асбестовые уплотнения нужно было менять каждые 2—3 дня, что требовало остановки производства. Тефлоновые уплотнения служат без замены около 4 месяцев. Таким образом, несмотря на то, что стоимость их более чем в 10 раз выше, чем асбестовых, они выгодны, так как позволяют в течение нескольких месяцев вести непрерывный производственный процесс. Экономия при употреблении уплотнений из тефлона, как сообщает фирма, составила 400 долларов в год на каждый клапан.
ПЛАСТМАССЫ
В КИНЕМАТОГРАФИИ
Съемки нового немецко-французского фильма «Салемские колдуньи», проводившиеся недавно е Берлине (ГДР), выззали большой интерес кинематографической общественности. Дело в том, что все живописные декорации, изображающие деревню Салем, были сделаны из... пластмасс.
Известно, что обычно театральные и кинематографические декорации и различные предметы-реквизиты изготовляются из дерева, папье-маше, гипса и других материалов. Сооружение таких декораций обходится недешево и отнимает много времени.
В киностудии Дефа (ГДР) проведены успешные опыты по применению декораций из синтетических материалов — децелита, экадура и других. Оказалось, что они намного легче, прочнее, дешевле и удобнее для транспортировки, чем обычные. Так, пустотелую колонну высотой в 3,5 метра, сделанную из этих материалов, легк« i переносит один человек. Особенно удобно изготовлять из пластмасс детали орнаментов, имитацию каменной кладки, шиферной крыши, оконных переплетов и т. д. Серьезное преимущество таких декораций заключается и в том, что после окончания съемок их можно расплавить и из полученного материала сделать любые другие детали.
При студии Дефа созданы специальные мастерские для производства декораций из синтетических материалов.
ГТРЕДСТАЕПМ СЕБЕ 1 ' на минуту, что по какой-либо причине на Земле прекратилось производство всех видов энергии. Нетрудно понять, какие бы катастрофические последствия это вызвало. Нечем стало бы приводить в движение машины и транспорт. Человек лишился бы тепла и света в своих жилищах. Люди не смогли бы готовить себе пищу. Иначе говоря, земной шар быстро оказался бы кладбищем современной цивилизации, а человеческое общество — отброшенным на сотни тысяч лет назад, к эпохе первобытного стада
Уместно поставить вопрос: может ли нарисованная выше картина превратиться в действительность? Существует ли реальная угроза энергетического голода и том самым угроза прогрессу человеческого общества?
Основным источником
различных видов энер-
гии (тепловой, электрической, механической и др.) в настоящее время служ it всевозможное топ-
□ иво, прежде всего уголь и н°фть. Например, до 70 процентов мирового производства электроэнергии приходите я на долю именно тепловых электростанций. Такое положение с источниками энергии, по-вчди дому, сохранятся и в ближайшем будущем. Однако затем оно должно измениться. Подсчитано, что при мирном развитии общества потребление энергии во всех странах уже к двухтысячному году возрастет в 8 раз по сравнению с нынешним уровнем, а в социадиетических странах — в 100 раз! При таких
темпах прогресса мировых топливных запасов хватит примерно на 200 лет. Нельзя забывать также, что уголь и нефть являются ценнейшим и пока еще незаменимым в большинстве случаев химическим сырьем, из которого производят многие тысячи важнейших продуктов.
Е. М. ЛЕНКИН, научный сотрудник Физического института имени II. И. Лебедева Академии наук СССР.
Рис. -VI. Симакова.
Как же быть? В поисках решения проблемы люди обратились к другим источникам энергии. Од-
ним из крупнейших таких источников является солнечная энергия. Только за одну секунду ее падает на земную поверхность столько, сколько вырабатывается ныне тепла, электричества и т. п. на всех энергетических предприятиях мира в течение нескольких дней. Но использовать солнечную энергию в промышленных масштабах мы пока не умеем.
Новую эру в развитии энергетики открыло мирное применение энергии атомного ядра. Сейчас в различных странах действуют, строятся и проектируются всезоз-
можные я ;ерные реакторы и электростанции, на которых используются или будут использоваться уран и торий. Уже в пределах нашего столетия атомная энергетика получит самое широкое распространение. Это приведет к увеличению доступных человечеству энергетических ресурсов в не-
сколько десятков раз. Однако как бы велики ни были запасы энергии в у ране и тории по сравнению с запасами в угле, нефти и другом топливе, их утилизация не решает вопроса в целом. Угроза энергетического голода лишь отодвигается на какое-то время, но не ликвидируется.
Окончательное избавление человечества от забот о необходимы': для его существования на Земле гигантских количествах энергии наступит тогда, когда люди научатся вызывать и регулировать по своей воле процессы ядерного синтеза. Именно эти процессы играют основную роль в развитии множества звезд во Вселенной, в том числе и нашего Солнца. Именно благодаря этим процессам звездные миры представляют собой грандиозные генераторы энергии, излучаемой в окружающее пространство. Не мудрено. что овладение ядер-
ним синтезом позволит человеку устранить опасность истощения энергетических ресурсов, ибо нужное для такого синтеза
«сырье» имеется в природе в неисчерпаемом количестве.
Одно из наиболее удивительных свойств Солнца заключается в том, что оно ни на мгновение не прекращает выделять тепло и свет в таких масштабах, которые трудно себе даже вообразить. Ежесекундно дневное светило испускает столько энергии, сколько человечество не произведет при теперешнем уровне энергетики и за 100 миллионов лет! При этом надо помнить, чго Солнце существует уже по крайней мере несколько миллиардов лет и за все
столь длительное время снизило свою активность очень незначительно. Такая его «неистощимость» была объяснена наукой сравнительно недавно. И это сыграло больш ю роль в исследовании проблем, связанных с практическим овладением ядерным синтезом.
До 70 процентов мирового производства электрической энергии приходится на долю тепловых электростанций.
ЯДЕРНЫИ СИНТЕЗ
Гели бы Солнце было целиком «нефтяным» или «угольным», оно сгорело бы очень быстро — всего за несколько тысяч лет. Поэтому предположение о том, что Солнце выделяет энергию за счет горения какого-нибудь топлива (в обычном понимании слова), пришлось отбпосить с са юго начала. Против такого предположения говорит и химический состав Солнца 50 процентов его массы падает на водород, 40 — на гелий и только 10 процентов — на другие химические элементы, в том числе и кислород, без которого не может совершаться никакое горение.
Долгое время среди ученых была распространена гипотеза о том, что солнечная энергия виде ляется благодаря сжатию звездного вещества под действием сил тяготения. Однако и этот взгляд пришлось оставить. Вычисления показали, что одно сжатие могло бы обеспечить выделение энергии в недрах Солнца не более чем на 10 миллионов лет.
Ныне учеными установлено, что сжатие является лишь одним из условий, необходимых для того, чтобы превратить Солнце (как и любую звезду) в гигантский генератор энергии. Непосредственная же причина «неистощимости» дневного светила заключается в
возникновении и развитии в его недрах под влиянием колоссальных температур процессов ядерно-го синтеза.
Как известно, атомы окружающих нас веществ находятся в ие-преста г1ном движении, быстрота которого возрастает с увеличением температуры. Напримеп, атомы газообразного водорода при комнатной температуре двигаются со скоростями, близкими к 2 километрам в секунду. Несмотря на свои малые размеры (порядка стомиллионных долей сантиметра). атомы газа непрерывно сталкиваются друг с другом. Это происходит потому, что число их в одном кубическом сантиметре при обычных условиях чрезвычайно велико. Ведь если бы все эти атомы можно было уложить в один ряд, то длина такой цепочки со-, ставила бы около 100 миллионов f километров! Однако, двигаясь с большой скоростью, атомы вследствие малости их массы обладают практически ничтожной энергией. Поэтому при взаимных столкновениях <их друг с другом (а такие столкновения в газообразных веществах происходят очень часто) они не разрушаются.
Совсем иное положение складывается при температуре, например, в 20 миллионов градусов, которая действительно существует в
ГЕЛИЯ КИСЛОРОДА
И ДР.ЭЛЕМЕНТОВ
Химический состав Солнца.
Только за одну секунду на земную поверхность падает столько солнечной энергии, сколько вырабатывается тепла и электричества во всем мире за несколько дней.
недрах Солнца. Здесь атомы движутся со скоростями, достигающими 600 километров в секунду. Запас их энергии настолько велик, что при столкновении они взаим но разрушают друг друга. Это разрушение происходит в форме ионизации, то есть отрыва электронов и «оголения» ядер. При столкновениях происходит также испускание света и рентгеновского излучения, что усиливает ионизацию. В итоге любое вещество при температурах, достигающих нескольких миллионов градусов, превращается в смесь электронов и «голых» ядер — электронно-ядерный rat, называемый плазмой.
В отличие от обычного вещсст-ва, в котором электроны упоряю-ченно движутся вокруг ядер, образуя электронные оболочки атомов, в плазме электроны наряду с я црамн участвуют в хаотическом тепловом движении. Плазма может подвергаться колоссальным сжатиям. Объясняется это тем, что размеры ядер в сотни тысяч раз меньше размеров целы' атомов. Соотношение величии здесь примерно такое же, как между трехкопеечной монетой и большой спортивной ареной стадиона в Лужниках. Естественно, что при огромных сжатиях плотность плазмы в тысячи и даже миллионы раз превышает плотность вещества в обычных условиях. Так,
вес одного кубического сантиметра вещества, составляющего солнечные Петра, в 100 раз больше веса одного кубического сантиметра ВО [Ы
Очевидно, что в плазме сталкиваются друг с другом уже не атомы, а их ядра и электроны. При этом в результате ядерных столкновений может произойти синтез я iep, сопровождающийся выделением гигантских количеств энергии.
Как известно, между ядрами действуют особые силы притяжения, получившие название я черных сил. Они-то и обеспечивают существование таких устойчивых систем, как атомные ядра. Но ядерные силы значительно отличаются по своим свойствам от электрических или гравитационных сил. Они проявляются только тогда, когда расстояние между ядрами становится меньше опргзеленного значения (обычно называемого радиусом действия я терны . сил и составляющего примерно 2,3-10—13 сантиметра). Вот почему ядра атомов, скажем, гатообразного водорода при комнатной температуре не могут взаимодействовать посредством ядерных сил. Ведь электронные оболочки не позволяют ядрам подходить друг к другу ближе, чем на 10—8 сантиметра (размеры атома). Зато в горячей плазме, казалось бы, это препятствие устранено, ибо ядра здесь лишены оболочек. II все же сближению ядер мешают силы электростатического отталкивания, возникающие вследствие одноименного электрического заряда ядер. Часто говорят, что последние окружены «электрическим барьером». Преодолеть такой «барьер» частицы могут тодько в том случае, если они обладают достаточно большим запасом энергии движения, то есть перемещаются с большой скоростью. Это значит, что плазма должна иметь достаточно высокую температуру, иначе ядерные взаимодействия происходить не буду т.
Практически ядерные взаимодействия осуществляются при температурах в несколько миллионов градусов (правда, очень редко, в среднем один раз на несколько тысяч или даже десятков тысяч столкновений между ядрами). Однако с увеличением температуры число взаимодействий резко возрастает. Они-то и служат причиной всевозможных ятерных превращений, или ядерных реакций, в том числе и реакций синтеза. В ходе этих превращений из сталкивающихся легких
Ядро во столько же раз меньше целого атома, во сколько трехкопеечная монета меньше большой спортивной арены московского стадиона имени В. И. Ленина.
ядер образуются новые, более тяжелые. Поскольку для такого слияния нужны, как мы уже вплели, сверхвысокие температуры, реакции ядерного синтеза часто называют термоядерными реакциями.
За счет чего же выделяется энергия при ялерном синтезе? Представим себе такую задачу: попытаемся осуществить процесс, противоположный синтезу ядер,— расщепление атомного ядра. Для этого придется затратить определенную энергию, почти в точности равную той, которая выделяется при синтезе. В данном случае энергия будет израсходована на то, чтобы преодолеть ядерное притяжение, удерживающее частицы внутри ядра. Таким образом, источником энергии, получаемой при синтезе ядер, являются ядерные силы.
Каким же образом осуществляется ядерный синтез в солнечных недрах? В поисках ответа на этот вопрос ученые обратили внимание на следующий факт. Оказалось, что по мере увеличения возраста многих звезд количество водорода в них уменьшается, а количество гелия увеличивается. Отсюда возникло предположение о ядерном синтезе гелия из водорода как главном и основном источнике энергии Солнца. Это предположение ныне подтверждено расчета ги и наблюдениями.
Ученые выяснили, что есть два цикла ядерных реакций, в результате которых водород звездных недр превращается в гелий. Опт из них носит название протонного цикла. При нем происходит столкновение дв»х ядер водорода (протонов), что-приводит к образованию ядра дейтерия (тяжелого водорода); сопровождающемуся испусканием позитрона и легкой незаряженной частицы — нейтрино. Правда, в условиях даже центральной зоны Солнца эта реакция очень маловероятна, ибо до того, как протон примет в ней участие, проходит в среднем около 7 миллиардов лет. Почти сразу же.за этой реакцией -(в>среднем уже через 10 секунд) образовавшееся ядро дейтерия сливается с протоном и возникает я гро гелня-3. Затем, примерно через 300 тысяч лет, оно сталкивается с "други а таким же ядром, в результате чего синтезируется ядро гелия-4 и образуются два свободных протона. На этох. цикл заканчивается.
В ходе каждой из реакций протонного цикла выделяется энергия. В целом (по всем реакциям) она составляет около 25 миллионов электрон-вольт, или 150 миллионов больших калорий на 1 грамм водорода. Этот цикл может обеспечить выделение солнечной энергии на многие миллиарды лет, что раскрывает причину неистощимости Солнца.
Мы уже говорили о том, что на Солнце, помимо водорода и гелия, присутствуют, хотя и в небольших количествах, другие элементы, включая сюда и углерод. Поэтому в солнечных недрах, кроме протонного, возможен еще так называемый углеродный цикл термоядерных реакции. Здесь происходит синтез азота-13 при столкновении ядра углерода-12 и протона. Азот-13 радиоактивен. Выбрасывая позитрон и нейтрино, он превращается в углерод-13. С этим ядром сталкивается протон, в результате чего образуется азот-14. Затем таким же путем из азота синтезируется радиоактивный кислород-15. Распадаясь (с выделением позитрона и нейтрино). он превращается в азот-И. А последний, сливаясь с протоном. дает гелий-4 и углерод-12. Таким образом, углерод-12 играет в данном цикле роль катализатора. способствующего синтезу гелия из водорода, но при этом не расходующегося.
Ученым пока неизвестно, какая доля выделяющ< ися солнечной энергии обусловлена протонным и какая углеродным циклом. Одна-
КП то, что источником этой энергии является именно я черный синтез, уже не нуждается в доказательствах.
ТЕРМОЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Разнообразные реакции синтеза я дер давно исслегуются физиками в лабораториях. Конечно, условия, в которых протекают соответствующие наблюдения и опыты, имеют очень мало общего с условиями, существующими в недрах Солнца. Для того, чтобы произвести ч 1ерный синтез, ученые обычно пользуются ускорителями частиц, сообщающими ядрам чрезвычамЖ) большие скорости. Пучком таких ядер бомбардируют специальные мишени, которые содержат атомы подходящего для требуемой реакции типа. Ускоренные частицы обладают значительным запасом энергии и сравнительно легко преодолевают «электрический барьер» обстреливаемых ядер. Поэтому в мишени происходят отдельные акты ядер-ного синтеза.
Проводя все эти исследования, ученые и обнаружили, что синтез тяжелых ядер из легких сопровождается выделением энергии, которая в десятки и сотни раз превышает энергию вступивших в реакцию частиц. Например, для того, чтобы произошло слияние двух ядер дейтерия в ядро ге-лия-3 (с образованием свободного нейтрона), достаточно, чтобы они обл; дали запасом энергии в 10— 20 тысяч электрон-вольт. Энергия же получающегося ядра гелия оказывается равной 800 тысячам электрон-вольт, а нейтрона — почти 2,5 миллиона электронвольт. При синтезе ядра гелия-4 из ядер дейтерия и трития (сверхтяжелого водорода) выделяется 17,6 миллиона электрон-вольт, а из ядер лития и дейтерия — 22,4 миллиона элект рон-вольт!
Следует под (еркнуть, что количество энергии, освобождающейся при я терном синтезе, в миллионы и даже в десятки миллионов раз превышает количество энергии, выделяющейся в процессе химических реакций (например, при горении). Так, слияние ядер дейтерия, содержащихся всего в одном кубическом сантиметре тяжелой воды, дает около 4 миллионов больших калорий энергии. Это столько же, сколько получается от сожжения почти 0,5 тонны бензина или больше одной тонны высокосортного каменного у ля,
Схема углеродного цикла.
Отсюда понятно, почему проблема овладения ядерным синтезом является наиболее кардинальной проблемой науки и техники сегодняшнего дня. Даже по самым приблизительным оценкам, создание термоядерной энергетики практически навсегда уничтожит угрозу энергетического голода на Земле. Ведь одного только дейтерия, служащего прекрасным «термоядерным горючим», имеется в земной гидросфере (водной оболочке) столько, что его хватит для поддержки современного уровня потребления энергии на 60 миллиардов лет! И если этот уровень возрастет в десятки раз, то все равно «тяжеловодородное топливо» сможет играть основную роль в энергетике в течение мпо-гих сотен миллионов лет. А это отнюдь не единственный вид термоядерного горючего.
О гнако до сих пор ученым еще не удалось надолго «зажечь» на земле искусственное солнце. Тир-
С ке иа протонного цикла термоядерны' реакций, происходящих а недрах Солнца.
чоядерные реакции пока были осуществлены лишь в виде взрывов водородных бомб. Задача же закдючается в том, чтобы научиться управлять процессом синтеза ядер и использовать выделя: ющуюся при этом энергию для практических нужд. Наибольший интерес в данном отношении представляет дейтерий, который является, по-видимому, наиболее доступным термоядерны i горю-’ чим. Но для технического его применения еще нужно решить ряд очень сложных проблем, что, возможно, произойдет в сравнительно близком будущем.
В обычных лабораторных условиях при осуществлении реакции синтеза на ускорителе энергетического выигрыша не получается. Объясняется это тем, что основная часть энергии, затраченной на ускорение ядер, идет не на ядер-ные превращения, а просто на нагревание мишени путем ионизации составляющих ее атомов. Таких энергетических потерь можно избе кать, подставляя по ( бомбардировку голые ядра. Иными словами, для получения термоядерных реакций в крупных масштабах нужно иметь вещество, нагретое до сверхвысоких температур, то есть плазму. Но при этом возникают большие трудности.
Сама по себе энергия, необходимая для нагрева 1 грамма дейтерия до 10 миллионов гпадусов, невелика; она не превышает энергии, потребляемой за сутки десятью обычными электрическими ла точками мощностью по 100 ватт каждая (при этом предполагается, что теплообмен нагреваемого горючего со стенками сосуда, в котором оно заключено, отсутствует). Зато давление, которое будет оказывать даже газообразное горючее, при указанных температурах достигнет нескольких десятков тысяч атмосфер. Сле/овательно. возникает необходимость создать сосут, стенки которого выдерживали бы колоссальные давления и в то же время препятствовали бы отводу тепла к окружающим предметам. Кроме того, прочность сосуда должна сохраняться в течение достаточно про 1олжительного периода. Ясно, что подобным требованиям не сможет удовлетворить никакая промышленная установка. И если на Солнце силы газового давления, стремящиеся рассеять термоядерное горючее, компенсируются огромными силами тяготения, то в лаборатории нагретая до сверхвысоких температур плазма практически мгновенно разлетится во все стороны.
Для того, чтобы снизить давление. можно уменьшить первоначальную плотность дейтерия. Но это не освобождает нас от необходимости искать средства достаточно хорошей тепловой изоляции термоядерного горючего от окружающей среды, и прежде всего изоляции плазмы от стенок сосуда.
Оригинальный способ для решения такой головоломной задачи предложили советские физики И. Е. Тамм ip Л. Д. Сахаров. Они указали на возможность отделения плазмы от стенок при помощи магнитных сил. Если поместить электронно-ядерный газ в достаточно сильное магнитное поле, то и электроны и ядра будут двигаться уже не так хаотически, как раньше, а по спиралям, навивающимся на магнитные силовые линии. Благодаря этому резко снизится число столкновений частиц со стенками (расположенными вдоль силовых линий) и, следовательно, уменьшится отвод теш ла к этим стенкам.
Но как создать необходимое магнитное поле? Один из наиболее подходящих путей — использование газового разряда, то есть явлений, происходящих при пропускании через газ очень сильных токов (до нескольких миллионов ампер). Если такой разряд осуществляется в цилиндре, содержащем какой-либо газ (например, дейтерий), то сначала ток будет протекать в слое вблизи стенок сосуда. Создаваемое током поле сжимает токопроводящий слой, отрывая его от стенок и тем самым обеспечивая теплоизоляцию. Причину сжатия нетру хно установить: подобно тому, как притягиваются друг к другу два проводника, по которым ток течет в одинаковом направлении, будут стягиваться друг к ipyry и раз личные участки токопроводящего слоя, создавая сжатие к оси цилиндра. При этом происходит ионизация газа—образуется плазма.
Протекание тока, а также уменьшение объема при сжатии — все это приводит к сильному разогреву газа, находящегося вблизи оси цилиндра, в результате чего может начаться ядерный синтез. Таким способом ученые надеются осуществить управляемую термоядерную реакцию. При этом не исключена возможность непосредственного получения электрической энергии, минуя тепловую стадию. Вот почему соответствующие опыты проводятся сейчас во многих странах. Удастся ли осуществить в газовом разряде
ЛИТР воды
ИЛИ
БЕНЗИНА УГЛЯ
Из одного литра обыкновенной воды может быть извлечено такое количество энергии, какое выделяется при сжигании 100 литров бензина или 0,2 тонны каменного лучшего угля.
синтез ядер, который сопровождался бы выделением энергии, значительно превышающим затраты на его осуществление, покажет самое ближайшее будущее.
Совсем недавно было установлено, что ядерный синтез возможен и при комнатной температуре. Это происходит в тех случаях, когда в реакции участвуют отрицательные мю-мезоны — «элементарные» частицы, в 200 раз более тяжелые, чем электроны. Этч мезоны неустойчивы; они «живут» всего несколько миллионных долей секунды, распадаясь на электрон и два нейтрино. Однако, прежде чем погибнуть, мю мезоны замедляют свое движение, а затем образуют вместе с ядрами вещества, в котором они находятся, так называемые мезоатомы. В такой системе мю-мезон вращается вокруг ядра аналогично электрону, причем радиус его ближайшей к ядру орбиты почти в 200 раз меньше радиуса электронной орбиты. Таким образом, размеры мезоатома, например, мезоводорода, значительно меньше размеров атома обычного водорода.
Представим себе теперь, что в водородной среде возник атом мезодейтерия. Сталкиваясь с агомом
обычного водорода, он образует молекулу с ядрами Дейтерия и водорода, вокруг которых вращается мю-мезон. Поскольку радиус орбиты мю-мезона меньше, чем у электрона, ядра водорода и дей* терпя оказываются гораздо ближе друг к другу по сравнению с обычной молекулой. Поэтому вероятность преодоления электрического барьера ядер сильно увеличивается и возникает возможность их слияния в ядро гелия-3. Такая реакция сопровождается выделением 5,4 миллиона электрон-вольт энергии, которая передается мю-мезону. Последний может вызвать новый акт синтеза.
Описанный процесс действительно наблюдался. Однако, к сожалению, мю-мезон успевает до своего распада вызвать лишь одну — две реакции, а многие мю-мезоны вообще нс совершают ничего подобного. В результате затраты энергии на их получение превышают энергетический эффект от происходящих актов синтеза.
Следовательно, промышленное использование мю-мезонов для производства ядерной энергии оказывается невозможным. Но в природе могут существовать еще неизвестные нам частицы, способные вызывать реакции синтеза и в то же время «живущие» гораздо дольше, чем мю-мезоны. Если удастся обнаружить такие частицы, то перспективы использования термоядерного горючего при обычной температуре могут стать вполне реальными.
Мы упомянули лишь о некоторых работах, направленных на создание термоядерной энергетики— энергетики будущего. Как бы ни была сложна эта задача, можно не сомневаться, что она будет решена и человечество добьется .изобилия энергии. А это значит, что люди смогут одерживать новые крупнейшие победы в борьбе с природой, осуществлять безграничный рост производства материальных и культурных благ.
ЧТО ЧИТАТЬ К ЭТОЙ СТАТЬЕ
А. Г. М а се в и ч. Источник энергии солнца и звезд. АН СССР. 1949.
Е. М. Балабанов и В. И. Г льданский. Термоядерные реакции. «Знание». 1956.
Л. А. Арцимович и С. Ю. Лукьянов. Термоядерные реакции. Поиски управляемой термоядерной реакции. Журнал «Природа» № 1 за 1957 год.
II. II. СУВОРОВ, кандидат химических, наук.
РЕД1I МЕТОДОВ, которыми пользуется современная медицина для лечения разнообразных заболеваний, первое место принадлежи г лекарственной терапии. «Нужно признать,— писал великий русский физиолог II. П. Павлов,— что первый прием лечения по универсальности есть введение лекарственных веществ в человеческий организм. Ведь какой бы случай пи быт, даже акушерский, хирургический, почти никогда не обходится дело без того, чтобы вместе со специальными приемами не были введены в организм лекарства».
Еше в глубокой древности люди занимались поисками лекарственных веществ среди окружавшей их природы. Широко использовались в медицинской практике древнего Китая, Индии и других стран Востока различные вытяжки из растений. Позднее растительные лекарственные вещества успешно применялись в европейской медицине. Они сохраняют большое значение и по сей день.
Конечно, уровень развития естественных наук в древности не позволял теоретически обосновать методы, которыми пользовались при нахождении лекарственных веществ, медицина того времени должна была базироваться только на богатом народном опыте. Еще хуже дело обстояло в средние века, когда господствовавшая религиозно-схоластическая философия не давала развиваться живой научной мысли, подрывавшей устои церкви.
Бурный расцвет естественных наук в эпоху Возрождения (XVI—XVII вз.), несомненно, благотворно сказался на медицине. Успехи физиологии способствовали выделению в самостоятельную науку фармакологии, изучавшей действие лекарственных веществ на организм. Стали накапливаться ценные сведения и о лекарственных веществах, содержащихся в растениях. Однако они носили чисто описательный характер и, по существу, мало что могли дать в то время для поисков новых лекарств.
Рис. Г. Тирылсва.
Положение резко изменилось после того, как гениальным русски и ученым Александром Михайловичем Бутлеровым (1828— 1886 гг.) была соз 'ана в 60-х годах XIX века теория химического строения. Краеугольным камнем ее являлось положение о взаимной связи ато 'ов в молекуле органического вещества (химическое строение), определяющей все свойства данного соединения, в том числе и фармакологические. Далее Бутлеровым было показано, что на основании изучения различных превращений органически < веществ можно делать определенные выводы об их строении и, наоборот, па основании строения намечать пути их синтеза. Таким образом, представлялось возможным изучать строение природных лекарственных веществ и получать их синтетически из более простых элементов, находящихся в распоряжении химика.
В 1860 году из листьев южноамериканского кустарника быт выделен кокаин — вещество, обладающее способностью вызывать временную потерю болевой чувствительности слизистых оболочек. Путем ряда химических превращений в 1898 году удалось выяснить его химическое строение и на основании полученных данных через четыре года синтезировать. Кокаин, высокоактивный в качестве местного анестезирующего средства, в то же время чрезвычайно ядовит и вследствие этого не может вводиться в организм в больших количествах. Молекула его очень сложна, но при некоторых химических опе-рацигх она распадается с образованием более простых соединений. Пользуясь теорией А. М Бутлерова, химики смогли синтезировать вещества, сходные по строению с кокаином. Дело в том, что в молекуле кокаина можно различить две группировки атомов: одна принадлежит довольно простому соединению — бензойной кислоте, другая — сложно построенному спирту, имеющему характер органического основания, так называемому аминоеппрту — экгонину. Оказалось, что
производные, то есть «химические родственники» бензойной кислоты, сами по себе обладают слабыми местно-анестезирующими свойствами. Если же в соединение с такими бензойными кислотами ввести аминоспирты значительно более простого строения, чем экгонин, то удается получать вещества, которые по своей анестезирующей активности приближаются к кокаину, но значительно менее ядовиты. Так был открыт в 1909 году новокаин. Открытие синтетических заменителей кокаина явилось подлинным триумфом теории строения органических соединений в области поисков новых лекарственных веществ. Было положено начало тесному содружеству химиков-органиков и фармакологов, обогатившему практическую медицину целым рядом новых лекарств. Новокаин стал незаменимым в хирургии, так как позволил отказаться в ряде случаев от опасного эфирного или хлороформного наркоза и лерепти на широкое применение местной анестезии. Одновременно было доказано, что химики и фармако.юги могут создавать лекарственные препараты, значительно более ценные, чем те, которые удается извлечь и > растительного сырья.
Так зародилось первое направление в области поисков новых лекарственных веществ — исследование фармакологических свойств природных веществ, изучение их химического строения, синтез как самого природного вещества, так и его аналогов и тщательное фармакологическое исследование последних. Естественно, что в первую очередь такому комбинированному изучению подвергались действующие начала лекарственных растений, особенно растительные основания— алкалоиды. Так были открыты синтетические заменители противомалярийного алкалоида хинина (акрихин, плазмохин, плазмоцид), обезболивающего морфина (фенадон, промедол, изопромедол) и многих других.
В последние годы для лечения инфекционных болезнс’' с успехом стали применяться продукты жизнедеятельности микроорганизмов— антибиотики (пенициллин, стрептомицин, биомицин) и их синтетические аналоги. Успехи физиологии и биохимии показали, что в организме человека и животных имеются вещества, минимальные количества которых участвуют в осуществлении самых сложных и тонких процессов. Такими веществами являются медиаторы (передатчики) нервного возбуждения и гормоны.
Нервной системе, как показали исследования И И. Павлова, принадлежит в организ-
В 60-х годах прошлого века из листьев южноамериканского кустарника был выделен кокаин — вещество, обладающее способностью вызывать временную потерю болевой чувствительности слизистых оболочек человека.
ме решающее регулирующее влияние. В настоящее время твердо установлено, что передача возбуж тения с окончаний нервов на иннервируемые ткани осуществляется при помощи химических веществ: ацетилхолина, адреналина и норадреналина. Синтез большого числа аналогов этих веществ и изучение их фармакологических свойств позволили получить ряд лекарственных препаратов. Среди них оказались как вещества, повторяющие свойства этих медиаторов, так и снимающие действие последних — антагонисты.
Совсем недавно было показано, что в деятельности центральной нервной системы огромную роль играет природное вещество— серотонин. Нарушение его обмена в головном мозге ведет к тяжелым психическим расстройствам. Удалось установить, что алкалоид резерпин, выделенный из индийского растения «раувольфия змеиная», нормализует содержание серотонина в центральной нервной системе. Этим, по-видимому, и объясняется успокаивающее действие этого препарата, с успехом применяющегося дтя лечения шизофрении и гипертонической болезни.
Большое значение и леет и юятслыюси» желез внутренней секреции, выделяющих
3. 'Наука н жизнь? № 3.
— 33 —
продукты своей жизнедеятельности — гормоны— непосредственно в кровь. Ничтожные количества гормонов оказывают исключительно сильное влияние на все процессы, происходящие в организме: обмен веществ, рост и развитие, нервную тсятедытостц и т. д. Как избыток, так и недостаток гормонов вызывает тяжелейшие расстройства. Так, например, известно, что- гиперфункция щитовидной железы, связанная с избыточным выделением гормонов тироксина и трииодтиро-иина, ведет к повышению окислительных процессов в организме и истощению нервной системы. Больной худеет, у него появляются сердцебиения, нарушается сон. Развивается так называемая базедова болезнь. Напротив, если щитовидная железа производит мало гормонов, з человека возникает микседема: окислительные процессы понижены, больной отечен, появляются признаки слабоумия. В первом случае необходимо вводить лекарственные вещества, тормозящие функцию щитовидной железы, 1 во втором — сам гормон.
Лечение гормонами и их антагонистами должно рассматриваться как один из наиболее физиологически обоснованных медицинских приемов. Недаром гормон коры надпочечников — кортизон — находит столь широкое применение в современной медицине. С интез и изучение аналогов гормонов обещает дать много новых интересных лекарственных веществ.
Несколько по другому пути развивалось
второе направление в области поисков новых лекарственных веществ, связанное с лечением инфекционных болезней.
Известный немецкий ученый Пауль Эрлих (1854 — 1915 гг.), изучая поведение введенных в живой организм синтетических красителей, обратил внимание на факт избирательной окраски тканей. Он высказал смелое предположение, что, вероятно, многие ядовитые вещества должны также поглощаться и осуществлять свое токсическое действие избирательно. Поскольку инфекционные боле з-ни вызываются болезнетворными микроорганизмами, то удачным подбором токсичною вещества можно добиться уничтожения воз-б) ди гелей болезни в организме человека, не нанося последнем)’ значительного вреда. В качестве объекта для работы Эрлих взял производные мышьяка — сильного яда, обладающего вместе с тем определенными целебными свойствами. Применявшиеся до Эрлиха в медицине производные мышьяка не давали удовлетворительных результатов, так как были слишком токсичны. Путем направленного химического синтеза и тщательного фармаколог пческого изучения полученных веществ ученому удалось добиться успеха. 606-й сделанный им препарат— сальварсан— был \же пригоден для лечения сифилиса у человека. Это было принципиально новое направление в медицине. До сю пор при лечении инфекционных болезней применялись лекарства, поддерживающие больной организм и устраняющие тс или иные симп-
ИСКУССТВЕННЫЕ
КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ
При некоторых заболеваниях человека возникает необходимость заменить кровеноснын сосуд или часть его. 13 последнее время для изготовления протезов сосудов с спехом применяются синтетические вещества. У нас в стране дтя этой цели используют, в частности, так называемые поливиниловые губки (твердый и очень легкий материал белого цвета). Если такую губку размочить, она становится эластичной мягкой, и ей может быть придана любая форма. Пластинку из губки толщиной в 3—4 миллиметра накручивают
на гладкие металлические цилиндры различного диаметра и кипятят в течение 10—15 минут. После охлаждения со снимают с цилиндра, и теперь она принимает уже вид гладкой полой трубки. Пготовленные таким образом поливиниловые протезы хранят в физиологическом растворе
Установлено, что искусственные сосуды из поливиниловой гхбки не вызывают значительной реакции в организме человека. Стенки такого уже наполнившегося кровью сосуда пропитываются ею, но не кровото-
чат. Через 2—3 месяца внутренняя поверхность протеза покрывается клетками эндотелия, точно так же, как в здоровом кровеносном сосуде.
Используются в медицинском практике и искусственные сосуды, сделанные из таких тканс й, как найлон, капрон, орлон и другие. Они легко стерилизуются и могут храниться д итсifa-ное время. Их стенки несмачи-ваемы. Возникающее при заполнении подобного сосуда кровью кровотечение не бывает сильным и всегда останавливается самостоятельно, благодаря тому, что между волокнами ткани протеза откладывается фибрин. В искусственные сосуды со временем врастают волокна соединительной ткани организма, способствующие восстановлению нормальной сосудистой стенки.
гомы заболевания. Эрлих предложил применять препараты, уничтожающие болезнетворные микроорганизмы, то есть действующие непосредственно на причину возникновения болезни. Этот метод лечения был назван химиотерапией.
Так возникло второе направление в поисках новых лекарств — синтез соединений с определенным, направленный действием, причем эти вещества могут не иметь ничего общего с природными лекарственными средствами Блестящие успехи в области лечения бактериальных инфекций сульфаниламидными препаратами (белый стрептоцид, сульфидин, норсульф азол и гр.) и туберкулеза |фти-вазид, салюзид) являются яркой иллюстрацией плодотворности и этого направления. Следует отметить, что провести четких границ между двумя указанными путями (синтез аналогов природных веществ и направленны:! синтез) нельзя, так как они взаимно связаны и перекрывают друг друга.
В последнее время поиски лекарственных веществ начинают становиться все более и более теоретически осмысленными. Дело в том, что при изучении механизма действия химиотерапевтических средств было выяснено, что в организме больного они почти никогда не убивают болезнетворных микробов, как это предполагал Эрлих, а лишь препятствуют их размножению, ослабляют их, а организм своими защитными силами уничтожает инфекцию. Как принято говорить, химиотерапевтические препараты действуют нс бактерицидно, а бактериостатически. В 1940 году было установлено, что бактериостатическое действие белого стрептоцида основано на его биохимической конкуренции с парааминобензойнон кислотой, жизненно необходимой для роста некоторых болезнетворных шкроорганизмов Тщательное изучение этою и аналогичных случаев позволило сформулировать основные положения так называемой теории антиметаболитов.
Биохимические процессы в живом организме проходят при участии специфических катализаторов — ферментов, представляющих собой сложные белковые образования. В молекулу их включаются и более простые органические вещества, существенные для проявления специфического действия фермента. Если в организм вводится вещество, близкое по своим физико-химическим свойствам к нормальной составной части фермента (ан-тимстаболит), то оно может занять в ферментной системе его место. Тогда произой <ет выключение данной ферментной системы, и
Новокаин — синтетический заменитель кокаина — приобрел важное значение в хирургии, так кик позволил в ряде случаев отказаться от опасного эфирного или хлороформного наркоза и перейти на широкое применение местной анестезии.
антиметаболит окажет определенное действие на организм. Лолекула белого стрептоцида близка по своим размере л и полярности к молекуле парааминобепзойной кислоты. Поэтому стрептоцид занимает леею этой кислоты в важной для роста ферментной системе микроорганизма. Ферментная система выключается — рост замедляется. О гнако, сети теперь угнетенному микроорганизму дать достаточно большое количество параамннобензойной кислоты, она, в свою очередь, вытеснит белый стрептоцид из ферментной системы, и рост возобновится. Отношения между белым стрептоцидом и парааминобензойнон кислотой носят, как принято говорить, конкурентный характер.
Следовательно, для правильных поисков новых химиотерапевтических веществ нужно определить, какие ферментные системы необходимы в большей степени для возбудителя болезни, чем для больного организма, какое вещество обусловливает специфическое действие данного фермента, и найти его антиме-таболит. В случае неинфекционных заболеваний поиски лекарственных веществ по этому пути еще более усложняются, так как надо точно определить, какая ферментная
При поисках химиотерапевтических средств прежде всего ставят опыты в пробирках с болезнетворными микроорганизмами, выращенными на специальных средах, определяя таким образом бактериостатическую активность исследуемого вещества (то есть его способность ослаблять рост микробов, препятствовать их размножению).
система затронута и в чем выражается ее поражение.
Как в настоящее время осуществляется процесс создания новых лекарственных веществ?
Прежде всего химик и фармаколог совместно па основании тех или иных теоретических соображений или по аналогии с известными природными лекарственными веществами намечают программу синтеза целого ряда продуктов, относящихся к одному классу химических соединений, ио различающихся деталями химического строения. Каждое из этих веществ подвергается тщательному биологическому изучению. Если ищут химиотерапевтическое вещество, то обычно сначала в опытах в пробирках с болезнетворными
микроорганизмами, выращенными па специальных средах, определяют бактериостатическую активность. Фармакологи часто проводят опыты на изолированных органах. Эго первичный отбор.
Соединения, являющиеся перспективными в каком-либо плане, изучаются более глубоко. Определяется их общеядовитое действие и реакция на их введение различных жизненно важных органов. Далее они испытываются на животных, у которых искусственно вызвано заболевание, близкое к болезни человека. Обычно ход этих испытаний вносит те или иные изменения в ранее намеченную программу синтеза химических веществ.
Из всех изученных соединений отбираются наиболее высокоактивные и наименее ядовитые. После рассмотрения соответствующих материалов фармакологическим комитетом препарат поступает в специализированные клиники Советского Союза, которые тщательно следят за действием препарата на организм больного. Данные, собранные в этих клиниках, снова тщательно обсуждаются фармакологическим комитетом, который выносит решение о выпуске препарата для широкого использования.
Трудна и почетна работа по созданию нового лекарственного вещества. В каждый новый препарат вложен огромный труд большого числа людей: химиков, синтезировавших его; фармакологов, изучивших его свойства в опытах на животных; врачей, апробировавших лекарство; химиков-технологов, разработавших метод промышленного получения; и, наконец, фармацевтов-технологов, придавших веществу лекарственную форму, удобную для медицинского применения. Число неизлечимых болезней становится с каждым годом все меньше, и это является лучшим свидетельством того, что затраченный труд приносит свои плоды.
КРОВОЗАМЕНИТЕЛЬ «ПВП»
Почти все хирургические опе-рщии, особенно такие сложные, как сердца, легких и пищевода, связаны с переливанием крови. Запасы донорской крови по сравнению с потребностью в ней ограничены, да и храниться она может не более трех’месяцев. Это обстоятельство заставляет вести поиски кровозаме-ните 1сн. Tin, коллектив Цент-
рального института гематологии и переливания крови уже много лет проводит работы, связанные с этой проблемой. Но созданные препараты, обладающие высокими лечебными свойствами. основаны все же на донорской крови. Естественно, что при этом особо важное значение приобретают синтетические кровезаменители. В на-
стоящее время мировую известность получили два кровезаменителя: растворы типа «декстрана» и «перистона».
Научными сотрудниками лаборатории виниловых соединений Института органической химии Акад( ми и наук СССР М. Ф. Шостаковским, Ф. П. Си-дельковской и М. Г. Зеленской разработана технотогия получения синтетического вещества — полимера винилпирролидона. Совместно с сотрудниками
ЛЮДИ СОВЕТСКОЙ НАУКИ
.umWWW’ftrtb
С. Е\ХТ1, \РОВ (г. Казань).
д КАДБМ11К/\ \jCKcainpa Г.рминингсль-довича Арбузова мы застали в его лаборатории, в созданном им при Казанском университете Химическом научно-исследовательском институте имени Л. М Бутлерова. Это было вскоре после того, как научная общественность страны отметила восьмидесятилетие выдающегося ученого, достойного последователя великого Бутлерова, продолжателя научных традиций слазной казанской школы химиков. В адрес юбиляра еще продолжали поступать многочислентые телеграммы, в которых советские люди поздравляли его с присвоением почетного звания Героя Социалистического Труда. О многом хотелось паи поговорить с Александром Ермпнипгельдовичрм Но, старательно обходя все вопросы личного характера, с чисто юношеским увлечением он рассказывал нам лишь об одном—о той науке, которой он посвятил всю свою жизнь...
Химия фозфорооргаиических 'соединений— сравнительно молодая отрасль науки. Она
существует немногим более ста лет. О шако в течение первого полувека работы в этой области велись почти вслепую и не давали больших результатов. Решающий сдвиг произошел в начале двадцатого века, когда воспитанником Казанского университета Александром Арбузовым была открыта интересная химическая реакция превращения производных трехатомното фосфора в производные пятиатомиого фосфора. Эта реакция, известная в мировой науке как «перегруппировка Арбузова», была названа впоследствии президентом Академии наук СССР А. Н. Несмеяновым столбовой дорогой синтеза фоофороорганических соединений. «Перегруппировка Арбузова» придала теории фосфо poop г ат чески х соединений нехватающую ей стройность и логичность, упростила понимание многих явлений, которые считались раньше малопонятными.
Загадочным, например, казалось английскому химику Бойду открытое им самим очень важное и сложное фосфорооргаииче-

Центрального института переливания крови П. С. Васильевым и Е. С. Моргуновой на основе этого продукта получен ценный кровозаменяющий препарат «ПВП», близким к раствору типа «перистона».
«ПВП» — твердое, без запаха вещество, которое в зависимости от степени полимеризации может существовать в виде порошка или стекловидной массы. Поливинилпирролидон растворим в спиртах, бензоле и во-
де. Структура его сходна со строением белков.
В состав лечебного препарата «ПВП» входят хлористые натр, калий, магний кристаллический хлористый кальций, двууглекислая сода, соляная кислота и вода. Установлено, что «ПВП» близок по своим физико-химическим свойствам к крови человека. Он является эффективным кровезаменителеч и применяется при острой потере крови, операционном шоке, а
также токсических формах дизентерии, дифтерите, сепсисе.
Помимо чисто медицинского назначения, полимеры винил-пирролидона могут использоваться как склеивающее средство в текстильной и бумажной промышленности, при производстве различных пленок.
Поступление нового ценного препарата в клиники и аптечную сеть окажет неоценимую помощь врачам в борьбе с тяжелыми заболеваниями..
ское соединение (так называемый хлоран-гпдрид Бонда). Академик же Арбузов в 1028 году обнаружил, что у английского ученого был неправильный взгляд та новое вещество, и дал наглядней объяснение этому явлении). При изучении строения хлорангид-рида Бой та советский ученый открыл также новый, очлнь интересные и простои метод получения свободных радикалов. Этот метод явился важно .шим «кладом в современную химическую науку. Безошибочно пользуясь им, как ключом, позволяющим проникать в тайны строения вещества, Неутомимый экспериментатор соз тал большое количество новых-соединений. Нм и его сора)никами были синтезированы, в частности. различные неизвестные классы фосфороорганических соединений, которые, в. свою очере ц>, дали новые производные, содержащие серу, селей и другие элементы.
— Назовите нам несколько синтезирован-, ных вами фосфорорганических соединений, получивших наибольшее распространение в практике,— попросили мы Александра Ер-ми-нингельдовича.
— Мои открытия, как и результаты всех исстедовапий в области фосфороорганиче-cKiix соединений, долгое время имели только теоретическое значение,— ответил нам учены1..— Однако теперь они находят все более широкое применение в различных областях народного хозяйства. II это дает мне огромное удовлетворение.
Возьмите, например, фосфорооргапнческие соединения, которые содержат в своем составе два атома фосфора. Многие из них представляют собой вещества, физиологически чрезвычайно активные по отношению к самым разнообразным классам живых существ, начиная с простейших и кончая теплокровными, в том числе и человеком Это свойство и используется при применении i х ыа практике.
Академик Арбузов рассказал нам о некоторых фосфороорганических соединениях, которые являются хорошими средствами для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Это прежде всего тетраэтилпирофосфат, впервые полученный ученым в чистом виде в 1932 году. Впоследствии им были синтезированы такие препараты, как пирофос, фитис-фос, октаметил и другие, также используемые в сельском хозяйстве.
При опрыскивании растения раствором октаметила и гругими аналогично действующими препаратами или даже при поливке ими почвы растение, впитывающее этот ра
створ. становится ядовитым и, следовательно, недоступным тля самых разнообразных вредителей в течение длительного периода. Это открывает возможности полного искоренения многих опасных врагов сельскохозяйственных культур, которые до сих пор не поддавались действию широкоизвестных препаратов типа ДДТ, и др. Так, в государственном питомнике Грузии обычные меры борьбы с вредителями (восьмикратное опрыскивание саженцев апельсинов, лимонов и мандаринов полпсульфидамп) не давали желаемых результатов. При опрыскивании же саженцев слабым раствором октаметила красный цитрусовый к киник пропал и вновь появился лишь через три с половиной месяца. Все сажеппы прекрасно развились. Очень важмым является и то обстоятельство, что при опрыскивании растений октаметилом погибают только враги цитрусовых — красный клещик и тля, в то время как полезные насекомые—хищники, питающиеся красны л клещиком, выживают и продолжают помогать в борьбе с вредителями.
Мы познакомились с отзывами специалистов сельского хозяйства и биологов, свидетельствующими о высокой ценности препаратов Арбузова.
Вот что пишут, например, работники Гру-зинско. биологической лаборатории. «Октаметил является препаратом, которому следует присвоить название «Идеальный». Он полностью разрешает вопрос о ликвидации таких назойливых и трудноискоренимых вредите лет, как клещики и тли. Разумеется, препарат должен заменить все предлагавшиеся до сих пор для этой цели контактные и другие препараты».
Энтомолог П. И Митрофанов считает октаметил «непревзойденным препаратом для борьбы с клещиками, тлями и медянцами на субтропических культурах».
Такой же отклик вызвали препараты Арбузова в республика Средней \зии, где они использовались тля борьбы против паутинного хлопкового клещика, бахчевой и хлопковой тли.
В одной из комтат института мы увидели» ящики, приготовленные для отправки в различные города страны. Па них стояла надпись: «Фосарбин».
— В этих ящиках находятся ампулы с лечебными препаратами, приготовленными академиком Арбу товым, -объяснили нам сотруДП1ИКИ института. - Мы посылаем их во многие медицинские учреждения. «Фо-
сарбии», например, успешно применяется для лечения тяжелого глазного заболевания— глаукомы. Фосфороорганичеокие препараты могут стать ценными средствами при лечении ряда других заболеваний. В этой области биологами, врачами и фармакологами ведутся сейчас большие научные исследования.
Из дальнейшей беседы мы узнали, что исследования, проводимые сейчас Александром Ерминингельдовичем Арбузовым, направлены на дальнейшее расширение возможностей практического использования фосфоро-органических соединений. В этой области вместе с Александром Ерминингельдовичем работал его сыт, талантливый химик Борис Александрович Арбузов, также действительный член Академии наук СССР. Он был избран академиком в 1953 году, а его отец — в 1942 году. Заметим, что это первый в истории нашей академии случай, когда отец и сын одновременно являются академиками.
Большой интерес представляют и работы А. Е. Арбузова по изучению хвойных смол, русских скииитаров и живицы. Им выработан новый метод подсочки хвойных, позволяющий получить смолу этих растений в наименее измененном виде. Вместе со своим сыном, Б. А. Арбузовым, Александр Ерми-пингельдович определил состав и свойства русских скипидаров. Эти работы сыграли важную роль в развитии советской лесохимической промышленности.
Немалый вклад внес акатсмик Александр Ерминиигсльдович Арбузов в развитие отечественной и мировой науки. Его перу принадлежит более 250 научных трудов, возникших в результате смелых экспериментов и глубокого теоретического анализа. Ученый нового склада, горячий патриот своей социалистической Родины, Александр Ерминин-гельдович активно участвует в жизни страны. На выставке, организованной в Казанском филиале Академии наук в связи с юбилеем ученого, были представлены авторские свидетельства на имя А. Е. Арбузова на разработку способов изготовления ряда крайне необходимых для народного хозяйства химических продуктов.
Ученый ведет также большую плодотворную работу в качестве шаучного консультанта на промышленных предприятиях.
А. Е. Арбузов хорошо известен и как замечательный организатор науки, педагог, воспитавший свою школу химиков, и как вы-
Лредседатель президиума Казанского филиала Академии наук СССР академик Александр Ерминин-гелъдович Арбузов (слева) и его сын академик Борис Александрович Арбузов.
Фото Д. Бильтерманца.
дающийся общественный и государственный деятель.
Он возглавляет Казанский филиал Академии наук СССР, руководит рядом научно-исследовательских институтов, Казанским отделением Всесоюзного химического общества имени Д. II. Менделеева. А. Е. Арбузов— депутат Верховного Совета СССР трех созывов, дважды лауреат Сталинской премии. Его грудь украшают пять орденов Ленина и Золотая Звезда Героя Социалистического Труда.
Академик Арбузов полон сил, энергии и творческих замыслов. Он много работает; как и в молодые годы, живо интересуется литературой и искусством, прекрасно играет на скрипке. Когда кто-либо из коллег восхищается его кипучей энергией, Александр Ерминингельдович говорит: «Тот, кто посвящает себя науке, должен подготовиться к долгой и выносливой трудовой жизни». Умение сохранить трудоспособность и в старости, когда накоплены огромный опыт и знания,— это второй талант ученого.
[ФПН11Н[Н11 > _________
Там, где еще недавно гулял степной ветер да росла полынь, высятсл сейчас гигантские стальные конструкции крупнейшего в стране Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода.
На снимках: 1. Оищий гид предприятия. 2. Так выгллдят важнейшие цеха завода — установки термического крекинга и фенольной очистки масел. 3. В операторной крекинг-установки (слева направо): оператор Н Г. Кореневский, помощник оператора А. П. Лепилин и старший оператор Н. Я. Держания контролируют режим работы устани >ки. 4. Фильтровальное от
деление установки конттктной очистки масел. Операто'р Б. И. Мухин totoi ит фильтры к работе. 5. В газовом отдела центральной заводской лаборатории: инженер Г. И Карягина (сидит) и лаборант А. А. Бажина у нового прибора низкотемпературной фракционировки газов «ЦИАТИМ.60».
iiiiii «I mu
В. Л. КАЗАНСКИЙ, заместитель главного инженера Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода.
Километрах в 25 от города Куйбышева, на возвышенности, прилегающей к живописным берегам Волги, раскинулись город Новокуйбышевск и Новокуйбышевский нефтеперерабатывающий завод — одно из замечательных сооружений современной техники. Непрерывным потоком поступает сюда по трубопроводам нефть «Второго Баку». Десятки тысяч тонн се перерабатывает завод в сутки! Эшелоны готовой продукции ежедневно отправляет предприятие во все концы нашей Родины и за ее пределы...
Широка, как столичная улица, главная магистраль завода. По обеим сторонам ее — гигантские, высотой в шестнадцатиэтажный дом, стальные конструкции: мощные технологические установки, объемистые нефтебаки, в каждом из которых уместится не одна тысяча тонн жидкого топлива, целая сеть трубопроводов, опоясывающих территорию, занимающую более чем 2 тысячи гектаров... Так выглядит сегодня этот гигант на Волге.
На заводе более 40 различных цехов. Но как непохожи эти цехи на обычные, те, которые можно встретить на любом знакомом нам предприятии. Здесь нет застекленных корпусов, не слышно характерного гула станков — все под открытым небом, все на виду. И еще одна особенность: почти нигде не видно людей. На заводе автоматизированы все основные технологические процессы. По уровню технического оснащения он стоит на одном из первых мест в нашей стране.
Как же осуществляется переработка нефти на этом мощном предприятии?
Технологическая схема, по которой работает завод, позволяет получить из нефти свыше 30 видов продуктов. Среди них не только различные топлива, масла и высокооктановые компоненты,-но и такие вещества, как присадки для масел, серная кислота, углекислота и сухой га?, жирные кислоты и др.
Наше знакомство с заводом начнем с его «кла то-вой» — многочисленных резервуаров, емкость каждого из которых составляет несколько тысяч кубических метров. Здесь, на окраине заводской терри
Так выглядит сегодня Новокуйбышевский нефтеперерабатывающий завод.
тории, хранится нефть, поступающая с промыслов Поволжья.
Нефть-сырье содержит в себе некоторое количество воды и растворенных в ней солей, главным образом кальция и магния, присутствие которых отрицательно сказывается на нефтеперегонной аппаратуре, вызывая ее преждевременное разрушение. Поэтому, прежде чем поступить на переработку, нефть подвергается обессоливанию и обезвоживанию путем специальной обработки в электрическом поле высокого напряжения (на электрообессоливающей установке). Дальнейший путь, который проходит-на предприятии нефть, чрезвычайно сложен и многообразен. Мы остановимся подробнее лишь на одном технологическом процессе, который носит название прямой перегонки.
Обессоленная и обезвоженная нефть с помощью мощных насосов перекачивается на атмосферно-вакуумную установку АВТ. Основными элементами этого сложного агрегата являются трубчатая печь с тепловой мощностью, достигающей двадцати .и более миллионов калорий в час, гигантские вакуумные колонны, теплообменные и холодильные аппараты, насосы для перекачки нефти и нефтепродуктов.
На установках атмосферно-вакуумной перегонки при небольшом давлении и под вакуумом нефть разделяют на различные фракции, часть которых используется как готовая товарная продукция, а часть идет на дальнейшую переработку. Как это происходит? При температуре в 180° в испарительных колоннах от нефти отделяется сначала самая легкая фракция— пары бензина, которые по особым трубам поступают в конденсатор. Охлаждаясь, они образуют жидкий бензин.
Отбензиненная нефть направляется в атмосферную колонну. При нагревании до температуры 350° из нее выделяются, кроме бензина-полуфабриката,

дизельное топливо и мазут. Топливо идет в употребление как готовый про 15кг, а мазут после дополнительного нагрева до 40U С вновь подается в вакг-умную колонн', где он разделяется на газойль, масляные дестиллаты, полугчдрон и гудрон. Вакуумный газойль н полугудрон идут на установки термического и каталитического крекингов. Здесь под воздействием высоких температур происходит процесс расщепления высокомолекулярных углеводородов, которые образуют высококачественный бензин и тяжелый остаток, используемый в дальнейшем главным образом как котельное топливо.
Процесс термического крекинга, который широко применяется на заводе, дает возможность добиваться более тщательного отбора нефтепродуктов, чем описанные прямогонные процессы и получать высококачественные автомобильные и авиационные бензины с большим октановым числом.
Нефти «Второго Баку» в отличие от так называемых «благородных» азербайджанских нефтей содержат большое количество серы и парафина. Для очистки продуктов переработки таких нефтей па заводе пользуются специальными установками гидроочистки, то есть очистки нефтепродуктов от серы водородом под высоким давлением. Отходы этого процесса — углекислый газ и сероводород — используются в качестве сырья для получения сухого льда, жидкой углекислоты и серной кислоты.
Новокуйбышевский завод — первое предпрбгятие в стране, освоившее производство высококачественных масел из поволжских тяжелых сернистых нефтей. Еще не так да,вно среди ученых и производственников существовало мнение, что нефти, добываемые в восточных районах СССР, не годятся для изготовления масел. Это ошибочное мнение было опровергни то советскими учеными, доказавшими, что масла из восточных нефтей обладают всеми необходимыми эксплуатационными качествами.
С каждым го том Новокуйбышевский завод сращивает овою мощность, расширяет ассортимент 'И
улучшает качество продукции. Обратимся к цифрам и фактам. Так, например, фактическая мощность предприятия по переработке нефти в 1956 году составляла 134 процента по отношению к проектной, а в 1957 году— 156 процентов. На ближайшие 7 лет коллективом поставлена серьезная задача: только за счет модернизации и усовершенствовантя leii-спвующпх установок увеличить выпуск нефти еще на 32 процента.
Производство товапной продукции по заводу в 1957 году по сравнению с 1932 годом возросло более чем в 3,5 рь <а. Выработка масел в 1957 году по отношению к проектной увеличена на 52 процента. Эти достижения стали! возможны благодаря твопческочу’ союзу’ инженеров, научных сотрудников зарода и рабочих-новаторов. рационализаторская мысль котор'ых направлена на дальнейшее улучшение технологического процесса. Имена таких замечательных рационализаторов и новаторов, как начальник установки № 1 Куликов, старшие операторы Жестков, Лялин, начальник установки Изрю.мов, инженер-технолог Ушатинская, работники маслоблока Новиков, Берна-дюк, Узункоян, и других хорошо известны на предприятии.
Дружный коллектив успешно продолжает совершенствовать процессы переработки нефти, бороться за получение еще более высококачественных моторных топлив и смазочных масел. Решаются многие проблс 1ы автоматизации производства: в практику внедрены уже приборы для авто магического определения температуры вспышки нефтепродуктов, для очистки бензина от воды и замера его уровня в резервуарах и т. д. Создаются установки глубокой депарафинизации, предназначенные для получения низкозастывающ < арктических масел. Завершается строительство комплекса по производству парафина.
Сотни тысяч тонн светлых нефтепродуктов и масел, без которых не может существовать современная промышленность,— таков ежегодный вклад но-вокуйбышевцев в народное хозяйство страны.
ПОЛИЭТИЛЕН
И... САЖА
Полиэтилен обладает очень ценным сочетанием физических, химических и механических свойстз, обеспечивающих ему самое широкое применение в различных областях современной техники. Поэтому не удивительно, что в научной литературе полиэтилену уделяется весьма большое внимание.
Среди многих обсуждаемых во-пр )сов не последнее место занимает проблема повышения устойчивости полиэтилена к свету и атмосферным воздействиям. Это имеет особое значение, когда изделия предназначены для ответственной и весьма длительной службы в условиях прямого действия солнечного света.
Что же происходит с полиэтиленом при действии на него света? Оказывается, в полиэтилене имеются структуры, поглощающие
энергию излучения с длиной волны 300—400 миллимикронов. В результате адсорбции света происходят разрывы углерод-углеродных и углерод-водородных связей, что ведет к появлению свободных полимерных радикалов, активированных молекул и т. д. Образовавшиеся активные продукты уже сами вызывают дальнейшее разрушение полимерных цепей. Описанная картина носит название деструкции (нарушения структуры) полимера под действием света, или, иначе говоря, фотохимической деструкции. Результатом этого процесса является старение полиэтилена — потеря им ряда ценных свойств.
Для борьбы со старением полиэтилена в него доб= вляют газовую сажу (такой пластик легко узнается по черной окраске). Какой же эффект оказывает добавка сажи и почему она препятствует старению полиэтилена,? Дело в том, что сажа обладает способностью поглощать свет во всем интервале спектра и таким обра-
зом защищать молекулы пслиме-ра от npi иикновения фотонов. Кроме того, активные точки на поверхности сажи, которые поглощают свет, способны реагировать со свободными радикалами и, следовательно, прол >твращать деструкцию Исследованиями, которым посвящена интересная статья в журнале американского общества инженеров-специаги-стов по пластмассам (S. Р. Е. Journal, т. 13, № 2, 1957 год), установлено, что способность сажи поглощать свет и свободные радикалы зависит от величины ее по ьрхности. Это значит, что действие сажи является функцией от степени ее диспергирования в массе полимера. В этой работе приводятся, в частности, данные по полиэтилену, сс держащему 2 процента сажи, размер частиц которой был в среднем 17 миллимикронов. Интересно, что в ки-г. грамме полиэтилена с добавкой 20 граммов такой сажи ее суммарная поверхность доходит до 4 квадратных километров.
НАУКА
д. ю шпьмв.
ТОЛЬКО ФАКТЫ
0ТКРЫТПС опровергало принятую всеми теорию, это было ясно. По ученый был молод, робок и не решался заявить миру о своих идеях. Оч осмысливал полученный им опытный материал еще и еще раз. А задуматься было над чем. Открытие, сделанное 24-лстним немецким ученым Фридрихом Вёлером, шло вразрез со взглядами, которые отстаивал и пропагандировал сам Берцелиус, общепризнанный глава европейских химиков. И Вётер невольно вспоминал свою работу в его лаборатории и ту торопливость, с которой он поспешил к учителю, чтобы пок-азать ему первые результаты. Берцелиус сказал тогда Вёлерх: «Доктор, вы это сделали быстро, по плохо». Он навсегда запомнил этот , рок.
Пет, нужно многократно проверить полученный факт и лишь после этого рассказать о нем. Ведь открытие грозило опровергнуть мнение не только одного Берцелиуса, но и всех авторитетов химической мысли. Оно вообще не укладывалось в рамки современной Вёлеру пачки, опрокидывало теоретически, каноны, установившиеся столетиями. Было от чего волноваться!
' I вот наконец проведен последний контрольный опыт. Сомнений нет: общепризнанная теория должна быть ниспровергнута, ибо она противоречит новому открытию. Ветер садится писать статью, направленную против теоретических взглядов Берцелиуса и других крупнейших ученых. В ней не предлагается никаких новых теорий и излагаются одни только факты. По год опубликования этой статьи—1828 — становится одной из важнейших вех на пути превращения органической химии в науку.
Рис. В. Шерстобитова.
Против чего же боролся Вёлер, какую теорию он опровергал?
УБЕДИТЕЛЬНЫЙ ДОВОД
При разрешении основных проблем, возникающих перед экспериментальной наукой, ученые всегда так или иначе связаны с господствующими в данную эпоху философскими воззрениями. Такая связь оказалась неизбежной и в поисках ответа на сложнейший вопрос о возможности искусственного синтеза вешеств, входящих в состав живого организма или являющихся продуктами его жизнедеятельности. Разложение Э1их веществ на более простые соединения химикам удавалось довольно хорошо. Развивался и синтез из химических элементов различных продуктов неорганического мира, или так называемой мертвой природы. По искусственно создать хоть одно органическое вещество никто не мог. Для того чтобы объяснить эти неудачи, ученые обратились к философии. Однако господствующим в обществе мировоззрением было тогда религиозно-идеалистическое. Поэтому обращение к философии не помогло химикам, а, наоборот, запутало их еше б гдьше.
Так, крупнейший химик и врач своего времени Парацельс (1493—1541) считал, что наряду с химическими закономерностями, которые охватывают мертвую природу, в органическом мире действует созидающий «дух жизни» — археи; он будто бы и порождает все многообразие веществ, составляющих тела животных и растений. Эти взгля пл восходили к аристотелевским концепция !, освященным церковью. Согласно древнегреческому философу Аристотелю, высшим началом живых существ является нематериальная душа, которая якобы и определяет существоз-а-
Знаменитый французский химик Бертло, провозгласивший лозунг окончательного изгнания «жизненной силы» из химической науки.
и не и специфическую деятельность органической природы. Конечно, подобное объяснение ничего не давало науке. Но зато оно прикрывало временное бессилие ученых авторитетом божественного провидения.
Что ссылка на «душу» или на «дух жизни» никому из ученых не помогает, хорошо понимал, например, знаменитый фламандский естествоиспытатель Ван-Гельмонт (1577—1644). Однако и он должен был согласиться с туманным объясненис1м Аристотеля, так как не мог привести ни одного убедительного довода против него. В таком же положении оказывался любой ученый. Недостаточность научных знаний и засилье религии и идеализма привели к возникновению и расцвет}7 витализма, то есть учения об особой «жизненной силе», якобы божественной по своему происхождению, нематериальной и непознаваемой человеком. Это учение получило весьма широкое распространение в химии, биологии и медицине. Его поддерживали известные философы и ученые. 11 потому оно казалось незыблемым.
На позициях витализма находился и Берцелиус. Он полагал, что между мертвой и живой природой существует непроходимая пропасть. В неорганическом мире, согласно той точке зрения, господствуют вполне доступные человеку естественные химические законы анализа и синтеза, а в органическом — мистическая «жизненная сила». Именно она приводит к образованию веществ, характерных якобы только для растительных и животных организмов. В мертвой же природе таких веществ будто бы нет и быть не может, как не могут они быть воспроизведены и человеком.
II вот Вёлер впервые в истории переступил, казалось бы, непероходимую грань между неорганическим п органическим миром. Он дал ясное научное доказательство единства живого и мертвого, синтезировав в лаборатории один из продуктов жизнедеятельности животных и человека — мочевину. Это был убедительный довод против существования божественной «жизненной силы», довод, который так долго искали люди пауки.
ВИТАЛИЗМ ОТСТУПАЕТ
 Прежде чем стать химиком, Вёлер занимался изучением медицины. Он даже участвовал в студенческом конкурсе на лучшую работу об отработанных веществах, находящихся в моче человека или плотоядных животных. 1\ числу таких веществ относится мочевина — соединение, представляющее собой конечный азотистый продукт белкового обмена живого организма. В небольших количествах она находится в мышечной ткани, в крови, молоке, слюне. В чистом виде это — бесцветное кристаллическое вещество, не имеющее запаха и хорошо растворяющееся в воде и в аммиаке.
Вёлер синтезировал мочевину еще в 1824 году, работая в лаборатории Берцелиуса. Молодой ученый взял вещества неорганического происхождения — циановую кислоту и аммиак,— смешал их и начал выпаривать получившийся раствор циановокислого аммония. И когда оказалось, что в результате этих операций получается самая настоящая мочевина, Вёлер сам не поверил своему открытию. Ведь таким образом начисто разбивалась теория «жизненной силы», якобы присутствующей, как некое божественное пламя, в живых организмах и творящей органические вещества. Синтез одного из таких веществ был выполнен в пробирке, в химической лаборатории, из неорганических соединений и без помощи каких-либо таинственных божественных сил! Вот почему скромная фраза в письме Вёлера к Берцелиусу: «Я должен сообщить Вам, что могу получить мочевину, не прибегая к почкам человека, собаки или другого животного» — прозвучала в научных кругах того времени как пушечный выстрел.
Из открытия Вёлера следовал ряд чрезвычайно важных выводов. Искусственный синтез мочевины неопровержимо свидетельствовал о том, что законы химии действуют и в живой природе, что органические вещества
можно создавать па основе знания и использования этих законов, не нуждаясь ни в какой сверхъестественной «жизненной силе». Перед человечеством вырисовывались новые перспективы. И не случайно передовые ученые-химики, для которых наука и ее факты были дороже всякой предвзятой, пусть даже освященной столетиями и авторитетами теории, с энтузиазмом приветствовали работы Вёлера. С восторгом встретил новое открытие и сам Берцелиус.
Но нашлись и такие ученые, которые никак не хотели расстаться с теорией «жизненной силы» и согласиться с теми философскими выводами, которые неизбежно вытекали из работ Вёлера. Эти реакционеры в науке, стремясь отстоять свои позиции, говорили, что мочевина-де не является полностью органическим веществом и занимает промежуточное место между живым и неживым миром. Поэтому искусственный синтез ее не служит будто бы доказательством несостоятельности витализма. Противники Вёлера подчеркивали также, что для изготовления мочевины нужно пользоваться аммиаком, который считался тогда веществом полуоргани-ческого происхождения (поскольку непосредственно ио химических элементов его получать еще не умели). Отсюда делалось заключение, что «жизненная сила» присутствует и в этом веществе, помогая возникновению мочевишы.
Наконец, виталисты утверждали, что человеку никогда не удастся синтезировать сложные органические вещества. Особенно упорно отстаивал такой взгляд знаменитый французские химик Жерар. После открытия Вёлера оз писал: «В действительности никогда не удались получить из мочевины мочевую кислоту, из сирейного масла — салицин, из спирта — сахар, из древесного спирта либо из древесноуксусной кислоты — древесное волокно. В этом отношении химия совершенно бессильна и, если мои предположения правильны, останется такой навсегда. Я повторяю еще раз: химические силы прямо противоположны жизненной силе. Химик поэтому действует в направлении, противоположном действию живой природы: он сжигает, разрушает, оперирует анализом. Жизненная же сила оперирует с помощью синтеза, она вновь воссоединяет то, что разрушается химическими силами».
Как и следовало ожидать, практика быстро развенчала виталистические идеи. Уже в 1845 году в химических лабораториях была синтезирована уксусная кислота, в 1855 году— этиловый спирт, в 1856 году — метан
Велер показывает Берцелиусу результаты, своего первого синтеза.
и т. п. Затем удалось искусственно получить и другие вещества, о которых говорил Жерар, и гораздо более сложные химические соединения. Под влиянием фактов химик-виталист должен был признать свое поражение. Через четверть века он писал уже другое: «Природные соединения и искусственные продукты наших лабораторий являются звеньями одной и той же цепи; они подчиняются одним и тем же законам, как это до-к-аза1но в достаточной степени многочисленными искусственными веществами, которыми мы обязаны современной науке».
Таким образом, витализму был нанесен сокрушительный удар. II хотя отдельные химики еще продолжали цепляться за его обветшавшие догмы, Вёлер и Либих, подводя итоги своих исследований, уже вполне уверенно заявляли: «Философия химии должна прийти к выводу, что синтез всех органиче-с jix соединений следует считать не только вероятным, но безусловно достижимым». Это научное предсказание блестяще осуществилось в последующие десятилетия.
ПОСЛЕДНИЕ ПОПЫТКИ
В 1863 году великий французский химик Бертло синтезировал ацетилен. Ученый справедливо полагал, что этим синтезом открывается принципиальная возможность искусственного получения любых химических соединений. К тому же Бертло прекрасно понимал значение новых научных успехов для окончательного разгрома витализма. «Цель нашего исследования,— писал он,— заключается в изгнании жизненной силы из всех объяснений, относящихся к органической химии». Эга цель была достигнута с завершением выдающихся исследований А. М. Бутлерова по разработке теории строения органических веществ.
Ныне химики осуществили уже не только синтез сложнейших природных соединений (например, некоторых витаминов, гормонов, антибиотиков и т. п.), по и создали многие сотни тысяч новых веществ. К их числу относятся разнообразные синтетические каучуки, пластические массы и химические волокна, лекарственные препараты, металлоорганические, кремпийорганические и другие элемен-тооргапические соединения и т. д. Синтезирован ряд веществ, влияющих на изменение наследственности. Ученые вплотную подошли к искусственному созданию белка, носителя жизни. Таким образом, виталистические взгляды оказались навсегда изгнанными из химической пауки.
Однако, потерпев полное крушение в химии, теория «жизненной силы» в форме так называемого неовитализма все еще пытается закрепиться в области биологии. Неовиталисты, как и старые виталисты, возводят степу между живой и неживой природой, считают специфичность жизненных явлений абсолютной, связанной с некоей нематериальной и непознаваемой силой. Но и в биологии проповедники теории «жизненной силы» вынуждены сдавать своп позиции, ибо паука все убедительнее доказывает, что жизнь есть продукт исторического развития материального мира, что живое появилось из неживого и чю между органической и
неорганической природой имеется тесная связь и взаимодействие. Дальнейший прогресс биологической науки приведет в конце концов к ликвидации витализма во всех сю проявлениях и формах.
ОТКРЫТИЕ БАЗАРОВА
А теперь вернемся к синтезу мочевины. Вся последующая история этого открытия явилась классическим примером могущества передовой науки, опирающейся па фундамент материализма и разбивающей религиозно-идеалистические взгляды.
Сначала искусственная мочевина довольно долго не получала никакого практическою применения. Хотя агрономы знали, что опа является азотным у гобрепием, однако никто и не помышлял о фабрично-заводском изю-товлении этого продукта на основе синтеза Вёлера. Слишком дорог был циановокислый аммоний, служивший исходным веществом для получения мочевины.
По вот в 1868 году, еще при жизни Велера, русский химик А. И. Базаров установил, что мочевина образуется при нагревании углекислоты и аммиака в запаянной трубке. Эго было очень важное открытие, позволявшее заменить дефицитный циановокислый аммоний тешевой и широкодоступной углекислотой. II все же до промышленного производства мочевины было еще далеко. Эга проблема оказалась решенной лишь после первой мировой войны, когда в Германии ученым Габеру и Бошу удалось осуществить промышленный синтез аммиака из составляющих его химических элементов.
Следует подчеркнуть, что искусственное получение аммиака еще раз показало ложность утверждений виталистов насчет присутствия «жизненной силы» в ряде химических соединений. В то же время оно дало необходимое для промышленного производства мочевины дешевое синтетическое сырье и ценный опыт по созданию аппаратуры, работающей в условиях высоких давлений и температур, стойкой против действия агрессивных газов и жидкостей.
ЦЕННОЕ СЫРЬЕ
Первый промышленный синтез . мочевины по методу Базарова был произведен ровно через сто лег после открытия Вёлера, в 1924 году. Л сейчас мировое производство этого продхкла сос1авляет почти миллион тонн в год, находя все большее распространение в самых различных отраслях народного хозяйства.
Начнем с того, что мочевина представляет собой высококонцентрированное азотное удобрение. Сто килограммов этого вещества с успехом заменяют по своему действию триста килограммов аммиачной селитры. Применение мочевины не только сильно повышает урожаи корнеплодов, табака, винограда, хмеля, но и увеличивает содержание в них различных питательных веществ (сахара и т. п |. Л овощные культуры, фруктовые деревья и цветы созревают при этом на две — три недели раньше обычного срока.
Мочевина оказалась превосходным удобрением и для внекорневой подкормки растений. Все шире применяется это соединение для получения жидких удобрений, которые очень удобно вносить в почву. С крутой стороны, оно может быть использовано для кормления сельскохозяйственных животных, особенно при недостатке белковых веществ в кормовых рационах. Ныне только в этих целях ежегодно производится во всем мире свыше ста тысяч тонн мочевины. Употребляется она и в некоторых других отраслях сельского хозяйства.
Промышленное применение мочевины еще более многообразно. Опа нужна, например, для обогащения свинцово-пинковых и свипцо-во-медпых руд, для изготовления нитропорохов и т. д. Некоторые ее производные являются взрывчатыми веществами. Но особенное значение имеет мочевина для получения синтетических смол и пластических масс.
Дели в том, что мочевина легко вступает в химическое взаимодействие с такими веществами, как акролеин, формальдегид, фурфурил и другие. В качестве конечных продуктов
этого рода процессов образуются различные пластические массы. Так, на основе мочевины можно создавать органическое с текло, которое обладает высокой прочностью, вязкостью и не бьется, пропускает ультрафиолетовые лучи и отличается значительной химической стойкостью, упруго, как сталь, и в то же время хорошо поддается любой механической обработке.
На этой же основе изготовляется ряд лаков, характеризующихся хорошей прочностью, блеском, тепло- и светостойкостью, производятся клеи, нечувствительные к влаге.
Большое применение имеют пластические массы из мочевины в строительстве. Легкие, прочные, принимающие любую форму и цвет, они заменяют в строительном деле и дерево, и металл, и керамику, превосходя каждый из этих материалов по широкой гамме своих свойств.
Ценным сырьем служит мочевина и в фармацевтической промышленности. Ныне синтезировано свыше двух тысяч производных этого вещества, которые обладаюг болеутоляющим и снотворным действием (в том числе мам.мин, бромурал, веронал и т. п.).
☆ ☆ ☆
В паше время химия органического синтеза достигла гигантских успехов Этот синтез стал ведущим процессом при химической переработке нефти, угля, древесины, попутных нефтяных и природных газов, из которых производятся теперь тысячи самых разнообразных продуктов.
Таким образом, полностью оправдались слова известного немецкого химика-коммуниста, друга Маркса и Энгельса Карла III орлем мер а. Оценивая открытие Вёдер-а, он писал: «С тех пор вера в жизненную силу давно исчезла: в настоящее время мы знаем-, что один и тс же химические законы управляют как живой, так и мертвой природой. Коль скоро состав соединения, образующегося в органическом мире, становится нам известным, мы в состоянии приготовить его искусственным путем в лаборатории».
ПО ВОЛЕ ЧЕЛОВЕКА
кровь вами, ным взглядам, в мире не
Ф. А1 ПЕРЕЛЬМАН, доктор химически
[|ЕТ ТАКОЙ РЕЛИГИИ, которая не признавала бы существования всевозможных «чудес». Легендами о разного рода «чудесных» событиях и происшествиях наполнены и библия, и коран, и талмуд, и другие «священные книги». Разу меется, зсе это имеет место не потому, что какие-либо «чудеса» происходят в действительности, а потому, что без веры в них не может существовать никакая религия. Если все в мире подчиняется строгой закономерности, то для «божьей воли» просто не остается места. Значит, для того, чтобы люди поверили в наличие божественной силы, она должна проявиться в совершении каких-то чудес, нарушающих законы природы и общества. Поэтому -то проповедники любой религии усиленно поддерживают и распространяют многочисленные легенды о якобы происходивших раньше или происходящих ныне «чудесных» событиях.
Встречаются еще люди, которые верят, будто в одном месте открылись нетленные •мощи, в другом — «внезашно» обновилась старая икона, в третьем — появился «чудодей ст венный» источник, исцеляющий любой тяжелый недут, и т. д., и т. п.
Среди разного рода «чудесных» явлений, о которых говорят защитники религии, видное место занимают «чудеса», связанные с превращением одних веществ в другие. Например, в библии рассказывается, как на свадьбе в Канне Галилейской вода, налитая виночерпием в кувшин из-под вина, по велению божью якобы превратилась в превосходное вино. Совершая обряд причащения, верующие считают, что получаемая ими просфора, еде 1анная из теста,— это часть «тела хрисюва», а пригубливаемое вино — эго
Рис. Г. Бедирева.
Христа. Иными сло-согласно религ иоз-
только совершались, то и повседневно совершаются наук'	необычные, нарушающие
всякую естественную закономерность превращения, хотя простой практический опыт свидетельствует о том, что вода никак не может стать вином, как и вино — кровью.
Учеными давно доказано, что образование одного вещества из другого происходи г по определенным законам и ничего чудесного в себе не таит. Более того, познав закономерности химического строения различных веществ, их взаимодействия друг с другом в ходе разнообразных химических реакций и их превращения в другие вещества, наука открыла людям действительные пути преобразования природных химических соединений. Современная промышленность, основывающаяся на применении познанных учеными естественных законов, производит из нефтяных газов каучук, из угля — аспирин, из вулканической лазы — тончайшие ткани, и это сейчас мало для кого кажется удивительным и тем более чудесным! А ведь то, чего позволяет ныне добиться наука, неизмеримо превосходит по своим результатам любое из так называемых божественных чудес. II разве можно, например, сравнить никем не доказанное «чудо» превращения воды в вино с действительно совершаемыми превращениями угля, нефти, воды и воздуха в десятки и сотни тысяч самых разнообразных веществ— пластмасс, синтетических волокон, красок, лекарств и т. п., большинство из которых вообще отсутствует в природе?!
Получение из одних веществ других, причем с совершенно иными свойствами,— в этом, собственно говоря, заключается суть, главная функция химической промышленности. Но многие се успехи были бы недостижимы, если бы ученые не нашли особых ве-шеств — катализаторов, которые реже уско
ряют химические реакции, протекающие в обычных условиях с большим трудом и до такой степени медленно, что их скорость часто ие поддается учету. Да и в тех случаях, когда какой-нибудь процесс совершается с 'достаточной быстротой, действие катализатора сказывается необычайно сильно. Так,, гипохлорит натрия разлагается самопроизвольно (с выделением кислорода), причем за 1 секунду распадаются всего две десятимиллионные части исходного количества этого вещества. Если же ввести катализатор (скажем, соль кобальта), то скорость выделения кислорода повышается более чем в 100 тысяч раз. В результате реакция, которая без катализатора длилась бы свыше тысячи лет, в его присутствии заканчивается полностью за трое суток. В современной химической промышленности используется несколько сот каталитических процессов. При этом сами катализаторы берутся в количествах, в миллионы и миллиарды раз меньших, чем количества реагирующих веществ, и не входят в состав конечных продуктов реакции. Таким образом, химия наших дней добилась не только действительно небывалых превращений одних соединений в другие, но и создала поистине удивительные вещества, одно присутствие которых (даже в самых малых количествах) коренным образом меняет течение и темпы химических реакций.
То, насколько важны катализаторы и каталитические процессы для нынешнего народного хозяйства, мы покажем па нескольких примерах, приводимых ниже.
СИНТЕЗ АММИАКА
Для изготовления взрывчатых веществ, необходимых в военном деле, горнодобывающей промышленности, крупных строительных работах, издавна применялись соли
азотной кислоты, или селитры. Так, черный (дымный) порох, открытый китайцами в незапамятные времена, представляет собой смесь селитры, серы и угля. Изобретенные в XIX веке более мощные взрывчатые вещества — пироксилин, нитроглицерин, динамит, тротил, аммонал и некоторые другие — тоже являются продуктом взаимодействия азотной кислоты с теми или иными химическими соединениями.
Однако азотная кислота и получаемые при ее участии соединения нужны не только в производстве взрывчатых веществ. Некоторые селитры, например, служат важнейшим минеральным удобрением. Известно, что растения в процессе своего роста и развития нуждаются в азотном, фосфорном и калийном питании. Поэтому внесение в почву (наряд}' с другими видами удобрений) аммиачной селитры повышает плодородие полей и обеспечивает более высокие урожаи. К сожалению, хотя сельское хозяйство и требует весьма значительных количеств азотнокислых солей, в природе эти соединения встречаются редко. Они хорошо растворимы в воде, и оттого более или менее мощные их отложения сохраняются лишь в пустынных и сухих местах земного шара. Самые известные месторождения селитры имеются в пустыне Атакама (Южная Америка), в Чили и Боливии. Чилийская селитра на протяжении многих десятилетий была основным источником для производства азотнокислых веществ во всем мире.
Между тем исходное сырье для получения азотной кислоты, а значит, и селитры и ряда иных важных соединений, присутствует в изобилии повсюду вокруг нас. Это азот, составляющий четыре пятых земной атмосферы. Вся беда в том, что он инертен, то есть не реагирует с подавляющим большинством других химических элементов. Ведь азотная кислота есть результат соединения азота с
Как преодолеть препятствие?..
4. »Наука и жизнь» № 3.
Выручил катализатор.
— 49 —
Соединились!
водородом п кислородом. По атмосферный азот даже при очень высоких температурах и давлениях, будто заколдованный, нс желает соединяться ни с тем, ни с другим.
11 вот поведение этого газа сразу меняется, как только появляется катализатор (в данном случае — окись железа с добавкой окнелов алюминия и калия). Катализатор совершает «чудо», превращая недеятельный азот атмосферы в полный жизни аммиак. Для этого требуется только хорошо очистить смесь азота с водородом, а затем сжагь ее до 250 —350 атмосфер и нагреть до 450—525 градусов.
После того, как аммиак получен, на помощь призывается другой катализатор (платино-родпевая сетка). который легко соединяет этот газ с кислородом воздуха, если его нагреть до 800 градусов. Образованные таким путем окислы азота с жадностью поглощаются водой и дают азотную кислоту.
Искусственный синтез аммиака, который был бы невозможен без каталитических реакций, является ныне одним из наиболее мощных химических производств. Только в капиталистических странах ежегодно получают свыше 3,5 миллиона тонн этого продукта—в 30 раз больше того количества связанного азота, которое добывается в виде селитры в Чили и Боливии.
ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ кислоты
Огромное значение для народного хозяйства имеет серная кислота. По объему производства она не уступает, а по разнообразию областей применения превосходит азотную. Достаточно сказать, что с помощью серной кислоты получают фосфорные удобрения (суперфосфат, преципитат, аммофос и др.), очищают от примесей различные нефтепродукты, изготовляют искусственное волокно и пластические массы. Она нужна в машиностроении, гидрометаллургии многих редких и цветных металлов, текстильной промышленности, крахмало-паточном производстве.
Однако сернокислые соли (купоросы), из которых можно было бы довольно легко получать серную кислоту, встречаются в природе редко и в чрезвычайно малых количест
Одно из наиболее важных химических производств — синтез аммиака — было бы невозможно без применения катализаторов.
вах. Синтезировать же се искусственно из серы, кислорода и водорода не так-то просто.
Дело в том, что сера и некоторые содержащие серу вещества (колчеданы), сгорая на воздухе, образуют сернистый газ. В нем на 1 атом серы имеется 2 а тома кислорода. А для получения кислоты нужен серный ангидрит, где на 1 атом серы приходится 3 атома кислорода. Иными словами, для образования серной кислоты требуется к каждой молекуле сернистого газа присоединить всего лишь один атом кислорода.
До тех пор, пока по был найден подходящий катализатор, реакцию осуществить никак не у (авалось. Но оказалось. что в присутствии окнелов а юта капризный и своевольный сернистый газ становится послушным и добровольно соединяется с кислородом.
Так возник камерный, а позднее — башенный метод производства серной кислоты. Когда ученые нашли и применили другой, более мощный катализатор —платину,—часть серной кислоты стали получать более прогрессивным контактным способом. \ ныне уже и платина почти повсеместно вытеснена в производстве более дешевым и потому более приемлемым ванадиевым катализатором.
ОКИСЬ УГЛЕРОДА
Окись углерода («угарный газ») возникает при неполном сгорании угля, когда реакция протекает в условиях недостаточного доступа воздуха. В наше время многие производственные процессы сопровождаются выделением этого газообразного вещества. Так, генераторный газ содержит 26, водяной — от 40 до 50, а светильный газ — 7—9 процентов окиси углерода. Кроме того, она выбрасывается в атмосферу вместе с другими газами доменных печей и может скапливаться в рудниках, котельных, гаражах. Концентрация окиси углерода особенно опасна на подводных лодках, в пароходных трюмах, угольных шахтах и других закрытых и плохо проветриваемых помещениях, так как это вещество ядовито. Наличие в воздухе лишь десятых долей процента окиси углерода уже приводит к острому отравлению.
«Угарный газ», однако, пс только вреден. Он достаточно химически активен, и это его свойство широко используется в промышленности для синтеза ряда важных продуктов.
Соединяя окись углерода с некоторыми металлами, получают так называемые карбонилы, из которых производят весьма чистые металлы. Если заставить «угарный газ» реагиро-вать с аммиаком, то образуется кар-баминовокислый аммоний, из которого изготовляют мочевину. А при соответствующих давлениях и температурах из смеси окиси углерода с водородом производятся различные спирты, смеси углеводородов (синтетическая нефзь) и т. п.
II все же химическая активность «угарного газа» проявляется лишь в специфических условиях и, как правило, при повышенных температурах и давлениях. Это-то и делает его чрезвычайно опасным для людей в обычной обстановке, где он никак «не хочет» соединяться, скажем, с кислородом и таким образом лишаться своих ядовитых свойств.
Для решения проблемы оставался только один путь: найти катализатор, который сделал бы осуществимой при обыкновенных давлениях и температурах реакцию окисления «угарного газа»
за счет кислорота воздуха. Такая реакция привела бы к образованию из окиси углерода практически безвредного углекислого газа. Нужный катализатор был создан учеными. Это гопкалит, представляющий собой смесь окислов марганца и меди. Правда, превращая «угарный газ» в углекислый, он, видимо, «устает», так ка-к довольно сильно разогревается. Но это даже лучше! Ведь, наблюдая за показаниями термометра, погруженного в слой гопкалита, через который просасывается воздух, становится возможным наверняка обнаружить окись углерода. 11 тогда человек, нахо тящийся рядом, немедленно надевает специальный противогаз, тоже заполненный гопкалитом.
РАЗЛОЖЕНИЕ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА
Серная кислота, применяемая во многих об. гостях промышленности (в том числе в ситцепечатании), тоже получается при помощи катализаторов.
Катализаторы способствуют не только синтезу новых химических веществ. Они могут вызвать и разложение сложного соединения
на более простые. Такого рота реакции также очень важны практически.
Известно, что в обычной воде на 1 атом кислорода приходится 2 атома водорода. Можно сказать, что вода — это окись водорода. ‘ в его перекиси кислор да содержится вдвое больше, то есть на 2 атом-а водорода приходится уже не 1, а 2 атома кислорода. Это делает данное соединение малоустойчивым. Да/Ке в обычных условиях перекись водорода разлагается, образуя воду и свободный кислород. Процесс значительно ускоряется под действием катализаторов. которыми в данном случае (в отличие от большинства других каталитических реакций) могут служить очень многие вещества: металлы, окисли, соли. Веро-ягно, по этой причине каталитическое разложение перекиси водорода явилось одним нз процессов, нослужирщнх основой самого понятия «катализ».
До недавнего времени перекись водорода применялась не очень широко. Ее употребляли в некоторых химических производствах для получения перекисей различных металлов и иных богатых кислородом соединений; в легкой промышленности— для отбелки шелка, шерсти, пера, воска, меха; в
живописи—для реставрации картин; в медицине — в качестве дезинфицирующего и антисептического средства. Но вот ученые обнаружили, что если разложению подвергается не 30-процентный водный раствор перекиси, используемый обычно, а раствор 85 -90-проценгной концентрации, то здесь введение катализаторов дает особенно сильный эффект. Реакция идет настолько бурно и с таким выделением тепла, что возникающая в результате вода превращается в пар. Последний, смешавшись со свободным кислородом, образует «парогаз», который обладает большой двигательной силой. Вот почему реакция каталитического разложения концентрированной перекиси водорода нашла ныне применение в реактивной технике.
* ☆ ☆
Итак, в наше время люди, вооруженные наукой, могут осуществлять самые разнооб-ра шые превращения веществ и притом в
массовых масштабах. Такая власть человека над природой стала возможной потом , что ученые раскрыли многие закономерности химических процессов и тем самым дали людям ключ к преобразованиям вещества в соответствии с хозяйственными и бытовыми нуждами. Разум п труд самого человека, нс ве
рящего пи в какие «чудеса», позволяют добиваться в конечном счете всего того, что нужно обществу. И потому единственно верным путем прогресса является тот, который называет передовая наука, обобщающая опыт миллионов и освещающая светом теории дорогу практике.
Наука раскрывает «тайны»
С давних пор известно «чудо» самообновления икон. Такие «чудеса» нередко сс вер-шались в разных странах и в разное время, в том числе и в наши дни. Однако внимательное их изучение показало, что ничего сверхъестественного в подобных случаях не происходит. Наука раскрыла «тайну» обновления икон, которое сейчас может провести каждый, кто хоть сколько-нибудь знаком с основами химии.
Обычно иконы пишу тся масляными красками, в состав которых входят соединения свинца. Эти соединения, взаимодействуя с сероводородом (всегда присутствующим в воздухе в очень малых количествах), образуют постепенно сернистый свинец (черного цвета). Поэтому-то иконы с течением времени чернеют. Если поверхность такой старой иконы обработать одним из окислителей (например, перекисью водорода), то сернистый свинец разрушится. Он превратится в окись свинца, и изображение просветлеет, приобретет вновь яркий и свежий вид. Для того же, чтобы приостановить дальнейшее разъедающее действие окислителя, икону осторожно протирают сухой тряпкой, а затем смазывают подсолнечным маслом, олифой или лаком.
Подобного рода рецептов обновления — и простых и значительно более сложных — существует немало. Их используют в своей работе реставрационные мастерские, где воссоздаются заново ценные произведения искусства, испорченные временем. Однако эти же рецепты служат и некоторым проповедникам религии, стремящимся «чудесами» самообновления икон укрепить пошатнувшийся в массах авторитет религии. Достаточно сослаться, например, на весьма характерную запись, найденную в дневнике одного умершего сельского священника: «Сегодня узнал
простой и дешевый рецепт для обновления. Не сильно потемневшая икона светлеет, если ее несколько раз протереть луковицами и затем смазать постным маслом».
☆ ☆ ☆
Простейшие химические реакции лежат в основе целого ряда «чудес», выражающихся в самовозгорании свечей в руках церковнослужителей, или в самовоспламенении лампад перед иконами, или в низвержении «небесного огня» на землю (это «чудо» систематически в течение сотен лет происходило в Иерусалиме в пасхальную заутреню). Для того, например, чтобы восковая свеча загорелась сама, достаточно смочить ее фитиль раствором белого фосфора в сероуглероде. Фосфор обладает способностью самовоспламенения. По сероуглерод препятствует этому. В резу льтате фосфор загорается и зажигает свечу только после того, как сероуглерод испарится (на что требуется известное время). Верующему человеку, который не знает сказанного выше, представляется, бу дто свеча (или лампада) воспламенилась вследствие чудесного вмешательства «небесных сил».
Что же касается низвержения «небесного огня» на землю, то и здесь дело обстоит очень просто. Если в кучку палочек положить кусочек натрия величиной с горошину и затем плеснуть на это место немного воды, то произойдет «самовоспламенение». Натрий, жадно соединяясь с водой, порождает огонь, который поджигает дерево. Вместо натрия можно взять несколько кристаллов хромового ангидрида, а вместо веды — спирт-денатурат; результат будет тот же. А со стороны получ-аегся, будто кослер загорелся сам, по непонятной причине пли «чудесным» образом.
В ИНСТИТУТАХ И ЛАБОРАТОРИЯХ
ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
С. В. РОГОЖИН, кандидат химических наук, ученый секретарь Института элементоорганических сиединений Академии наук СССР.
gCE ГРО?Л АДНОЕ разнообразие предметов и веществ, которые окружают человека, и даже тело самого человека состоит из сравнительно небольшого числа элементов; они составляют всего 4 6 процентов общего числа элементов, объединенных в стройною систем}' гениальным русским химиком Д. И. Менделеевым.
Каждое имеющееся в природе вещество, б\дь то сахар, соль пли спирт, пластмассы или минеральные удобрения, принято относить к классу органических или неорганических соединени . Принципиальной границы между ними не существует; известны и такие вещества, которые занимают промежуточное положение.
Органические соединения состоят в основном из углерода, водорода, кислорода, азота и некоторых других элементов. Они играют исключительно большую роль в повседневной жизни человека. Изучением этих соединений занимается специальная отрасль пауки — органическая химия. Синтетический каучук, синтетические волокна, различные ви [ы пластических масс, органические стекла, высокоэффективные ядохимикаты для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, синтетические красители, физиологически активные и лекарственные препараты, взрывчатые вещества и т. п. — вот краткий перечень тех синтезированных химиками-органиками новых веществ, которые нашли широкое применение в народном хозяйстве.
Ио развитие органической химии происходило неравномерно. В ряде ее областей учеными был накоплен грома щый экспериментальный материал, в то время как другие области оставались еще недостаточно изученными. Это относится прежде всего к на-\ ке об органических соединениях, которые, кроме, обычных для них элементов-органо-генов: углерода, кислорода, водорода, азота,—содержат и другие элементы периодической системы Менделеева.
О существовании таких веществ химики знали уже давно. В 1845 году французский ученый Ж. Эбельман выделил вещество, состоящее из углерода, водорода, кислорода и кремния,- - этиловый эфир кремниевой кислоты. В 1847 году англичанин Ф. Франкленд получил органические соединения, которые, кроме углерода и водорода, содержали цинк. Высокоактивные, часто воспламеняющиеся на воздухе соединения этого типа в дальнейшем были широко использованы известными русскими химиками А. М. Бутлеровым, А. М. Зайцевым, Е. Е. Вагнером, С. Н. Реформатским для получения различных органических соединений: спиртов, кетонов, углеводородов и т. д. Уже в последние десятилетия XIX века химиками были получены органические соединения, содержащие в своем составе натрий, бор, алюминий, свинец, сурьму, висмут, мышьяк, фосфор и другие элементы. В начале XX века французскими учеными В. Гриньяром и Ф. Барбьс были открыты магнийорганиче-ские соединения, которые начали широко применяться для синтеза разнообразных веществ. Позднее все эти вещества получили общее название этемептооргапических соединений.
Развитие химии элементоорганических соединении шло в основном по п\ти использования их для сшнтеза различных органических соединений, и только в отдельных случаях элементоорганические соединения применялись как самостоятельные продукты. Так, широкое распространение в технике нашел тетраэтилсвинец, служащий для повышения качества бензинов; в медицинской практике успешно используются мышьяксодержащие органические соединения.
Элементоорганические соединения сыграли большую роль в развитии химии как пауки. С их изучением связано, например, установление понятия валентности, то есть свойства атома образовывать химические связи со
Ч лен-корреспондент Академии наук СССР К. А. Андрианов (слева) и старший научный сотрудник
А. Л. Жданов pact магривают образцы смол и пластмасс.
строго определенным числом других атомов, утверждение теории химического строения А М. Бутлерова и многое другое. Значение этих соетинений становится особенно ясным, если вспомнить, что такие вещества, как хлорофилл зеленых листьев, гемоглобин крови, некоторые виды белков, имеющие жизненно важное значение, содержат элементы магнии, железо, фосфор, то есть также являются элементоорганическими соединениями.
Бурное развитие науки и техники в последние годы повлекло за собой расширение использования различных химических продуктов в медицине, сельском хозяйстве, авиа- и машиностроении, легкой и других отраслях промышленности. Синтетические материалы стали необходимы для решения очень важных технических задач. Это заставило химиков обратить особое-внимание на и зучоние элементоорганичесхим соединений, содержащих такие элементы, как фтор, кремний, некоторые металлы и т.-д.
С целью расширения научных исследований в этой крайне интересной и важной для народного хозяйства области науки в системе Академии паук СССР в 1954 году был создан Институт элеменгоорганических соединений, который возглавляет президент Академии наук СССР А. Н. Несмеянов.
Над какими проблемами работает сейчас институт, ставший крупным научно-исследовательским центром? Попятно, что изучать одновременно органические соединения всех элементов периодической системы не представляется возможным Научные исследования ишстнтуга сосредоточены поэтому на наиболее важных направлениях химии элеиентооргачических соединений. Нз 102 элементов периодичеок-Ой системы Д. И Менделеева около 30 элементов входят в состав элементоорганических соединений. химические превращения которых изучаются научным коллективом института. В их числе органические производные, содержащие литий, бор, фтор, магний, алюминий, кремнии, фосфор, серу, хлор, тиган, железо, кобальт, германий, мышьяк, цирконий, молибден, олово, сурьму, вольфрам, ртуть, свинец, висмут и другие элементы.
Одним из наиболее интересных направлений работы института является изучение новых, необычных ароматических соединений, называемых небензоидными. По своим свойствам они во многом похожи па органические соединения, относящиеся к ароматическому классу. Коллективом сотру лишков под руководством академика \ II Несмеянова изучаются химические превращения необычно прочного органического производного железа, названного ферроценом. Молекула ферроцена представляет собой как бы «сандвич», в котором между двумя циклами из пяти углеродных атомов находится атсм железа. Широкие исследования этого соединения и его гомологов позволили установить особенности химического характера столь необычных соедишенш Оказалось, что в ферроцене электроны атомов железа и углерода образуют, как и в ароматических соединениях, единую замкнутую электронную систему. Ряд реакций, характерных для ароматических соединений, оказался свойственным также и ферроценовым соединениям. В ходе исследований было выделено большое число разнообразных, как жидких, так и тверды*, производных ферроцена, в органических циклах которого атомы водорода были заметены атомами металла, различными органическими остатками или функциональными группами и т. д. В 1957 году вопреки сложившемуся за рубежом мнению было доказано, что в присутствии хлористого алюминия до семи атомов водорода можно заменить на различные органические группы.
Оказалось, что можно получить даже соединения, где молекулы ферроцена связаны между’ собой В Лаборатории высокомо-
пекулярных соединений члепа-коррсспопдси-та Академии наук СССР В. В. Коршака в последнее время получено новое высокомолекулярное соединение, молекулы которого состоят из нескольких десятков молекул ферроцена.
Разнообразие физических и химических свойств производных нового соединении дает основание говорить о том. что эти исследования имеют не только большое теоретическое значение. В недалеком будущем, несомненно, будут найдены вещества, ценные свойства которых позволят применять их на практике. Аналогичная работа ведется группой научных сотрудников под руководством члсна-коррсспопдснта Академии наук СССР Д. И Курганова. Ученые исследуют соединения троплия, в состав которых входит цикл из семи атомов углерода с тремя двойными связями. Соединения этого типа имеют также общие черты с ароматическими со-единениями, хотя резко отличаются от них по строению.
Изучение всех этих необычных соединений имеет большое значение для дальнейшего развития науки. Оно позволяет химикам глубже разобраться в природе химических связей между атомами и определить влияние строения молекулы на ее способность к химическим реакциям.
К направлению, связанному с изучением влияния строения веществ на способность к различным химическим реакциям, относятся также широкие исследования, которые проводятся в области фосфороорганических соединений крупным научным коллективом под руководством члена-корреспондента Академии наук СССР Д\. И. Кабачника. На большом числе разнообразных веществ, в том числе содержащих фосфор, серу и т. д„ изучается интересное явление органической химии — таутомерное равновесие — способность некоторых веществ существовать в двух легко превращающихся друг в друга формах, которые находятся в равновесии. Созданная в результате этих работ теория таутомерного равновесия позволяет заранее предсказать возможность таутомерии и влияние па равновесие среды и строения вещества. В последние два — три года основное внимание было сосредоточено на изучении тех сложных случаев, когда вещество существует не в двух, а в трех формах, две из которых отличаются пространственным строением молекулы. В этой лаборатории, где решаются столь важные научные вопросы, ежеготно синтезируется несколько десятков новых фосфоросодержащих соединений. Не
которые из них уже нашли применение в качестве высокоэффективных средств для борьбы с сельскохозяйственными вредителями (инсектисидов). Практика показала, например, что препарат «М-81» является наиболее эффективным из известных инсектисидов, поражающих вредителей при попадеиии па внешние покровы или внутрь насекомых.
В молодой области химии фтороорганических соединений, развитие которой началось в 40-х годах, уже сейчас имеются такие крупные успехи, которые позволили (решить важные технические задачи. На базе соединений этого типа получен ряд продуктов, отличающихся исключительной химической инертностью и высокой термической устойчивостью. Так, образующийся при полимеризации тетрафт ip этилена полимер тефлон устойчив к действию концентрированных и разбавленных кислот, щелочей, плавиковой кислоты и органических растворителей. Изделия, изготовленные из тефлона, могут работать поэтому в сильно агрессивных средах при температурах до 350—400 С, в то время как другие известные полимеры теряют свою механическую прочность при значительно более низких температурах. В Институте элементоорганических соединений исследования в этой области, выполненные под руководством академика И. Л. Кнунянца, дали много интересных данных об изменении характера химических связей при переходе углеводородов к фтороорганическнм соеди-
Лаборанты В. В. Корнева и А. А. Маслобоев у установки для получения тетрихлоралканов (исходное сырье, из которого изготовляют синтетическое волокно энант).
пениям. Наряду с решением теоретических вопросов получено много новых фторсодер-жащпх оюедин€1нйй, часть которых .может найти применение для синтеза важных полимеров. Ряд полученных соединении обладает высокой химической и термической устойчивостью и сам по себе представляет ценность для промышленности.
Интересны исследования по химическим превращениям тетрахлоралкапов. В лаборатории, которой руководит доктор химических наук Р. X. Фрейдлина, на основе реакции между четырехчлористым углеродом и этиленом найден метод получения амино-энаитовой кислоты, которая служит исходным сырьем для приготовления отечественного синтетического волокна энант. Такое волокно превосходит по своим качествам известные волокна типа капрон, найлон и другие. На основе широких исследований реакции, лежащей в основе этого метода, сотрудники лаборатории нашли способ получать из таких простых соединений, как газ этитен и четыреххлористый углерод, разнообразнейшие органические соединения, которые могут быть использованы для приготовления синтетических волокон, пластмасс, пластификаторов, смазочных масет, высококачественных душистых веществ и т. д. Установлено, что эта реакция может быть использована также для приготовления из этилена разнообразных кремнийорганических соединений.
Развитие химии элементоорганических соединении открывает широкие возможности для получения новых типов полимеров, значение которых в народном хозяйстве непрерывно возрастает. Под руководством члена-корреспондента Академии наук СССР К. А. Андриянова, труды которого дали толчок развитию химии кремнийорганических соединений в пашей стране, выполняются важные работы по получению разнообраз
ных по димерных соединений, содержащих кремний.
В лаборатории члена-корреспондента Академии наук СССР В. В. Коршака изыскиваются новые пути получения полимеров, содержащих другие элементы. Полимерные соединения кремния находят в настоящее время широкое применение в качестве теплостойких и лорозостойких электроизоляцион-иы; материалов, лакокрасочных жаростойких покрытий, смазочных веществ и т. д. Одним из наиболее интересных результатов исследований в этой области является создание полимеров, молекулы которых состоят из большого числа чередующихся атомов кремния, кис юрода и металла (алюминия, бора, кобальта). Такие «минеральные» полимеры имеют большое значение для по [учения новых материалов, устойчивых при высоких температурах. И если сейчас некоторые вещества, приготовленные па основе кремнийорганических соединений, выдерживают температуры 350—400 , то дальнейшие исследования, без сомнения, позволят глубже познать закономерности химии высокомолекулярных соединений, содержащих различные элементы.
Коммунистическая партия и Советское правительство уделяют огромное внимание развитию химической промышленности. В ближайшие годы в пашей стране значительно расширится производство полимерных материалов, синтетических 'волокон, искусственной кожи, синтетического каучука, минеральных удобрений, ядохимикатов и други, химических продуктов. Развитие исследований в области, химии элемонтоерга-пических соединений поможет решить поставленные перед советской наукой задачи и, несомненно, кроме решения важных научных вопросов, даст большое число ценных материалов для народного хозяйства.

КОРОТКО
Новое средство для склеивания кожи с резиной найдено недавно сотрудниками лаборатории фабрики «Уралобувь». Это клей «НТ», изготовленный из найритового каучука низкотемпературной полимеризации. Использование клея «НТ» позволило высвободить рабочих, занятых на впедной операции по химической обработке резиновых подошв, и дало несколько сот тысяч рублей экономии в год.
* ☆ ☆
Советские предприятия начали выпускать необычные электроизоляторы для комнатной электропроводки. Они изготовляются из отходов капрона (утильсырья, негодных для употребления чулок, рыбацких сетей и т. Д-). Как показала практика, ролики из капрона вчетверо прочнее и вдвое дешевле фарфоровых.
☆ ☆ ☆
Американскими гимчками изобретен новый синтетический материал— «К-17», обладающий высокой механической и химической сопротивляемостью. Он представляет собой смесь, состоящую из 80 процентов мелкого стального порошка и 20 процентов искусственной смолы. «К-17» широко применяется для склеивания различных материалов, в литейном производстве для устранения различных дефектов в литье, изготовления форм для литья и т. д.

Н. С. ГОНЧАРУК, главный агроно". Огрской МТС (Латвийская ССР), аспирант ЛатвийскдКо научно-исследователоского института земледелия.
1ГЛК ПРЕДОХРАНИТЬ от о-лода ранние овощи, выращиваемые в утепленном и открытом грунте? Обычно овощеводы используют для этого различного рода укрытия, изготовляемые из стекла. Но стекло — материал не только дорогой. но и неудобный в эксплуатации: он отличается хрупкостью, требует громизткой парниковой рамы Может быть, можно заменить стекло другими, более дешевыми и практичными материалами, например пластмассовыми пленками? Сотрудники
Общий вид поля, укрытого пластмассовой пленкой.
Латвийского научно-исследовательского института земледелия в течение ряда лет поддерживают связь с сельскохозяйственной артелью «Лачплесис» (Огрский район) и на полях этой артели вместе с колхозниками проводят свои опыты. В 19>6—1957 го ках особенно интересные результаты дал опыт, при котором применялась светопроницаемая полиамидная пленка «ПК-4». Такая пленка имеет ряд преимуществ перед стеклом. Она лучше пропускает солнечный свет, легка, прочна • и эластиина. хорошо выдерживает сильный ветер, дождь и даже град.
Однако найти наилучшие способы использования полиамидной плечки в сельском хозяйстве и приспособить к ее свойствам конструкцию укрытия для овощей оказалось не так просто. Дело в том. что линейные размеры пленки изменяются под действием температуры и вла,кности окружающего воздуха: при крутых изгибах пленка лопается, под действием прямых солнечных лучей и кислорода воздуха постепенно теряет эластичность Только в результате многолетних поисков научных сотрудников института и овощеводов-практиков удалось создать такие конструкции укрытий, которые безотказно служат з течение нескольких сезонов.
Для устранения линейного расширения полиамидной пленки ее в течение двух часов прогревают в воде (в ящике для запаривания кормов) при температуре 60— 65 градусов. Стабилизируясь, пленка уменьшается в длину на 12—13 сантиметров на каждый погонный метр и в ширину на 8 сантиметров. Теперь ей уже не страшны изменения погоды, ч ее можно смело использовать вместо стекла.
Расскажу о двух разработанных в колхозе наиболее эффективных
Такая гегкая KOHcrpyt ция может быть и переносной.
методах изготовления укрытий для овощей. Первый заключается в том, что полыамигная пленка закрепляется на легких переносны с двухстворчать х рамах, соединенных кожаными петельками. В 1937 году такие рамы были установлены на предварительно подготовленную почву 25 апреля. 3 и 4 мая под рамы, как и на открытый контрольный участок, вы-
Способность рамы приподни месть-ся обеспечивает хорошую вентиляцию.
садили огурцы в стадии первого листочка. Через два дня все растения, находящиеся без укрытия, погибли, а под двухстворчатыми рамами к моменту плодоношения сохранилось 80 процентов растений К концу сбора общий урожай огурцов под укрытием из пластмассы составил 6 килограммов с квадратного метра.
Второй проведенный нами опыт заключался в следующем. В центре хорошо подготовленной гря ты, через каждые два метра друг от друга, мы установили колышки, на которые был наложен брус с предварительно выбранными на нем фасками. В эти фаски
В заголовке: под двухстворчатыми рамами с полиамидной пленкой быстро растут огурцы.
вставили одни край пленки. Другой ее край прикрепили внизу, v основания гряды, к шестигранному подвижному брусу, который мог свободно подниматься и опускаться. При линейном изменении пленки этот брус сам приподнимается (за счет натяжения пленки) или опускается (в силу собственного веса) Таким образом, пленка всегда находится в натянутом состоянии, а гряда плотно укрыта. В эксплуатации такая конструкция оказалась простой и удобной. Опыт показал, что микроклимат под укрытием значительно отличается от микроклимата на открытом контрольном поле. Температура почвы на глубине 5 сантиметров на грядах, укрытых пленкой, в среднем на 5—8 градусов выше, чем на открытом участке. К началу мая почва под пленкой хорошо прогрелась солнечными лучами, и уже 3 и 4 мая в нее можно было высадить огурцы. Опыт показал,
Во время уборки богатого урожая пленка снимается.
что под укрытием почти все растения выжили, в то время как на контрольном участке в открытом грунте все растения погибли. Улучшенный температурный режим в сочетании с повышенной влажностью воздуха, достигаемой благодаря герметичности укрытия, позволил нам в 1957 году произвести первый сбор огурцов
22 июня, то есть в срок, приблизительно одинаковый со сбором в обогреваемых парниках. С открытого же, незащищенного поля огурцы снимали почти на месяц позже.
Новая конструкция укрытия с полиамидной пленкой может быть и переносной. Это позволяет применять ее при выращивании не Только огурцов, но и других, менее теплолюбивых культур (ранней капусты, клубники и т д), а также для выгонки рассады.
В адрес Латвийского научно-исследовательского института земледелия и колхоза «Лачплесис* поступают письма из самых различных мест страны от агрономов, колхозников, овощеводов-любителей. Все они интересуются методикой использования и достоинствами полиамидной пленки. Многие хозяйства Латвии по нашему примеру начали применять ее вместо стекла.

НОВЫЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ
Недавно, пять лет назад, был основан в Москве Научно-исследовательский институт фармакологии и химиотерапии Академии наук СССР. За этот короткий срок здесь выполнено уже много интересных работ по исследованию теоретических вопросов фармакологии и созданию новых лечебных препаратов. Большое внимание
Подготовка к опыту по изучению характера действия нейроплегических веществ на различные отделы нервной системы путем осциллографической регистрации рефлекторных биотоков.
научные сотрудники уделяют, в частности, изысканию новых синтетических лечебных средств. За последние два года в этом институте разработано около 20 оригинальных синтетических препаратов. Среди них. например, фенакон, хорошо зарекомендовавший себя как противосудорожное средство. Он найдет применение при лечении эпилепсии и других тяжелых заболеваний.
Другое синтетическое лечебное средство — хлорацизин — может быть успешно применено для лечения стенокардии и иных сердечно-сосудистых заболеваний.
Положительные результаты дала клиническая проверка препарата циклосерина, оказавшегося хорошим средством при лечении тяжелых форм туберкулеза. В медицинской практике найдут применение также другие лечебные средства — анестетик мезокаин, антибиотик тетрациклин и т. п. Некоторые из них проходят клинические испытания, а некоторые уже переданы в промышленность.
Важное место в научной работе института занимает исследование механизма действия лекарственных веществ на организм. Для этой цели применяются новейшие электронные приборы, в том числе осциллографы, биоусилительные установки и другие. С их помощью можно обнаружить и изучить даже самые незначительные изменения в функциях нервной системы при действии фармакологических препаратов.
ПОСЛЕДНИЕ десятилетия широкое применение в технике нашли большие однородные кристаллы 'различных веществ, обладающие ценными физическими свойствами. Из таких .кристаллов изготовляют опорные камни и стабилизаторы радиочастот, полупроводниковые элементы и линзы для оптических приборов, пьезоэлементы для устройства микрофонов и другие важнейшие изделия, являющиеся основой многих современных приборов.
В природе крупные монокристаллы встречаются редко. Для того, чтобы они могли вырасти, нужны особо благоприятные, только случайно возникающие условия. Так, большие прозрачные кристаллы горного хрусталя (кварца) относятся к полудрагоценным камням, хотя кварц— самый распространенный минерал, слагающий громадные массы лесков н песчаников. В виде крупных однородных кристаллов встречаются также каменная соль, хлористый калий (сильвин), оптический флюорит, исландский шпат, слюды. Очень редки крупные кристаллы драгоценных и некоторых полудрагоценных камней — алмаза, благородного корунда (рубины, сапфиры), изумруда, топаза.
Природные монокристаллы недостаточно однородны и нередко дефицитны. Поэтому уже давно начались попытки искусственного выращивания таких кристаллов и ти кристаллов, близких к ним по своим свойствам. Из этих по
пыток и выросла большая новая область науки и техники — синтез монокристаллов.
СИНТЕЗ КРИСТАЛЛОВ
МЕТОДОМ ВЕРНЕИЛЯ
Первый крупный успех в области технического синтеза кристаллов принадлежит французскому ученому А. Вернейлю. После многих лет исследований ему удалось в 1904 году получить искусственным путем монокристаллы рубина. Как известно, это драгоценный камень первого класса. Он представляет собой окись алюминия, окрашенную в красный цвет окисью хрома. По своей ценности рубин не уступал алмазу. Вернейль создал чрезвычайно оригинальный метод получения монокристаллов рубина, превосходящих по своим качествам природные кристаллы. Почти в неизменном виде этот метод дошел до нашего времени.
Схема аппаратуры для получения искусственного рубина по методу Вернейля довольно проста. Под действием ударов молоточка из стакана, расположенного наверху аппарата, сквозь водородно-кислородное пламя ('при температуре выше 2 000 ) непрерывно поступает тончайший порошок химически чистой окиси алюминия и попадает на тугоплавкий стержень. На нем образуется конус из спекшихся частиц шихты, а затем из вершины конуса вырастает за 2 3 часа отиночный кри
сталл в форме опрокинутой бутылки — були.
Добавляя к исходной шихте окиси различных металлов, удалось получить синтетические сапфиры, а также кристаллы, имитирующие другие драгоценные камни, например, знаменитый александрит, меняющий при вечернем освещении зеленую окраску на красную. Были созданы также благородные корунды таких окрасок, которые никогда не существовали в природе,— па-пример, зеленые, оранжевые.
Дешевый синтетический корунд стал вскоре применяться не только как драгоценный камень, но и для технических целей, так как, помимо высокой твердости, он обладает еще одним важным свойством способностью к самопо-лировкс Используемый в качестве подпятника для вращения на нем оси механизма, синтетический корунд нс только не теряет в процессе работы полировку, но, напротив. улучшает ее. Поэтому ось не снашивается и механизм, не требуя смазки, работает годами с высокой точностью В связи с этим массовый спрос на синтетический рубин предъявила часовая промышленность, а позднее он начал использоваться и для Электросчетчиков и других точных приборов.
Важное усовершенствование в производство синтетических корундов было внесено советским исследователем С. К Поповым. В 1941 году он разработал аппаратуру для выращивания моно-
Кристалл горного хрусталя — кварца.
кристаллов корунда в форме длинных и тонких стержней. Корундовые стержни получили большое применение при производстве искусственного волокна.
Известно, что нити искусственного волокна в процессе изготовления поддерживаются .и направляются специальными стерженьками, по которым они сколъзят. До введения корундовых нитево-дителей применялись стеклянные, которые служили в среднем 2—3 дня, и агатовые, пригодные на 1—2 Месяца. Поверхность таких ните-проводников постепенно покрывалась глубокими бороздами. Они начинали портить и рвать волокно, и их приходилось часто менять. Ни-тепроводники из синтетического корунда, как показала многолетняя эксплуатация, благодаря свойству самополировки в процессе работы только улучшаются. Поэтому корундовые нмтепроводники не нуждаются в смене и являются такими же «вечными», как камни в часах.
Корундовые стержни могут быть использованы и в производстве часовых камней. Обычно их получают путем распиловки були на мельчайшие камешки (тысяча балансовых камней весит всего
1 грамм). При этом расходуется много алмаза и возникает большой отход кристаллов. Применение в этом случае корундовых стержней обещает большой эффект. Однако экономическая и техническая целесообразность перехода с були на стержень еще не выяснена и требует проведения опытной работы в производственных условиях.
Метод Вернейля нашел применение и для синтеза ряда других кристаллов с высокой температурой плавления. Так, Ч. Барта (Чехословакия) синтезировал подобным способом прозрачные кристаллы рутила (двуокись титана). Рутил .имеет более высокий коэффициент преломления, чем алмаз, и поэтому хорошо играет. Менее твердый, чем алмаз, он легко обрабатывается.
Чехословацкому ученому удалось синтезировать и кристаллы шеелита (вольфрамата кальция), который обладает люминесцентными свойствами и применяется для устройства счетчиков радиоактивных излучений. Синтезированы этим путем и многие другие кристаллы.
СИНТЕЗ ПЬЕЗО- И СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ
В 1880 году выдающиеся французские физики Пьер и Жан Кюри открыли пьезоэффект. Подвергая кристаллы кварца и сегнето-вой соли механическому сжатию и растяжению, они обнаружили на них появление электрических зарядов. При замене сжатия растяжением заряды обменивались местами. Там, где был положительный заряд, возникал отрицательный, и наоборот. Позднее было установлено, что если к кристаллам или к вырезанным из них в определенном направлении пластинкам приложить переменное электрическое поле, то они начнут колебаться (сжиматься и разжиматься) с соответствующей частотой.
Во время первой мировой войны ученик П. Кюри Поль Ланже-вен практически использовал пьезоэффект, сконструировав прибор для обнаружения неприятельских подводных лодок. Излучаемые под водой пьезокварцевыми пластинками ультразвуковые зондирующие импульсы отражаются от подводной лодки и, поступая в приемное устройство, сигнализируют о ее присутствии.
С того времени начали расти
многочисленные применения пьезокварца. Во время второй мировой войны ежегодная потребность в таких пластинках достигала многих десятков миллионов.
Они нашли себе главное применение в радиопередатчиках для стабилизации радиоволн на определенной частоте. Пьезокварц стал важнейшим стратегическим сырьем. Его стоимость превышала стоимость золота. Начались усиленные поиски заменителей этого дефицитного кристалла.
К этому времени нашли применение и кристаллы другого пьезоэлектрика — сегнетовой соли. Эта двойная калиево-натриевая соль винной кислоты во времена Кюри применялась главным образом в лекарственных целях. Она была открыта аптекарем II. Сегнетом в 1672 году при обработке щелочами виноградных выжимок. Соль легко растворима в воде и имеет небольшую механическую прочность, но пьезоэффект ее пршлер-но в тысячу раз превосходит пьезоэффект кварца. Вот почему небольшое давление или колебание, испытываемое кристаллом, легко преобразуется электрическими усилителями в мощные звуковые или иные эффекты.
В 30-х годах в ряде стран были разработаны промышленные
Схема аппарата Вернейля: справа в овале кристалл синтетического рубина.
методы получения крупных кристаллов сегнетовой соли и изготовления из них пьезоэлсментов. Они представляют собой особым образом вырезанные из кристаллов и соединенные попарно пластинки с нанесен'ными на них электродами, защищенные водонепроницаемой оболочкой. Пьезоэлементы из кристаллов сегнето-вой соли нашли! широкое применение. С их помощью создавалась аппаратура для подводной разведки и патефонные пьезоадаптеры, микрофоны и громкоговорители, аппараты для глухих и профилографы.
Однако сегнетова соль обладает естественным недостатком: при повышенны! температуры выше 24 С пьезоэффекг ее сильно ослабляется. Поэтому в ряде стран начались поиски новых пьезоэлектрических кристаллов. Было изучено нескотько сот веществ, и среди них выделены и затем нашли промышленное применение кристаллы диеидрофосфата аммония, одноводного сульфата лития, этилен-днамин-тартрата и некоторых других веществ. Все эти кристаллы водорастворимы и по своим свойствам близки к сегнс-товой соли, входя в группу сегнетоэлектриков.
Разработка методоз выращивания водорастворимых монокристаллов представляет собой сложную и трудоемкую задачу. Нужно вырастить в кристаллизаторе чаще всего один кристалл, не допуская самопроизвольного, неконтролируемого зарождения других кристаллов, называемых паразитическими. Необходимо, чтобы кристалл вырос вполне однородным и, по возможности, за короткий срок. Наконец очень важно, чтобы разработанный метод обеспечивал получение качественных кристаллов не от случая к случаю, а постоянно, или, как говорят, «воспроизводимо», чтобы можно было основывать на нем промышленное производство.
Как же выращиваются водорастворимые монокристаллы? Прежде всего необходимо приготовить насыщенный для определенной температуры раствор соли. Для этого сеть в избытке прибавляется к воде, и в условиях строго постоянной (до 0,1 С) температуры раствор перемешивается в течение 1—2 суток. Готовый раствор тщательно фильтруют, разливают по кристаллизаторам и перегревают для уничтожения зародышей паразитических кристаллов. В перегретом состоянии
.в раствор вносят затравку - кусочек монокристалла Ее укреп-
Наверху поверхность стеклянного нчтеводителя после 2—3 дней работы. Внизу поверхность корундового нитепроводника, работающего несколько лет (увеличено в 70 раз).
ляют либо на дне, либо на крп-сталлоносце. После этого кристаллизатор по возможности герметически закрывают и ставят в термостат. Здесь он остывает до температуры, лежащей несколько
ниже насыщения. В этих условиях затравка начинает, расти. Для у<коре.ч1и процесса роста кристалла раствор непрерывно перемешивают либо вращают сам кристалл.
Как только кристалл использует имеющееся в растворе пересыщение, его рост прекращается. Если растворимость кристаллизирующегося вещества уменьшается с охлаждением, то для поддержания роста кристалла постепенно понижают температуру раствора. Охлаждение должно быть точно связано с потреблением вещества растущим кристаллом Оно тем больше, чем кристалл крупнее. Следовательно, понижение температуры нужно ускорять по мерс роста кристалла. При несвоевременном понижении температуры (на 0,1 , а иногда и меньше) в кристалле очень часто появляются неоднородности.
Если растворимость вещества не уменьшается с охлаждением, то для того, чтобы создать пересыщение, постепенно испаряю) растворитель. Большую роль играет движение раствора или кристалла. Оно способствует выравниванию пересыщения на поверхности кристалла и позволяет вести выращивание при более высоких пересыщениях и с больший скоростью.
Настои>ный термостат для выращивания растворимых кристаллов. Справа синтетический кристалл сегнето-вой соли.
ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЙ СИНТЕЗ
Несмотря на большое число
имеющихся водорастворимых пьезоэлектриков, во многих важнейших областях радиотехники кварц остался незаменимым. Поэтому в ряде стран были проведены большие работы над искусственным получением пьезокварца.
В обычных условиях кварц растворяется только в плавиковой кислоте. Из расплава его также невозможно вырастить, так как при затвердевании образхется кварцевое стекло. Поэтому пошли
и в
по пути получения кварца из водных растворов под большим давлением и при высоких температурах. В таких условиях вода, содержащая растворы солей, приобретает большею растворяющую силу. Подобным способом, называемым в геологии гидротермальным, пьезокварц получается природе.
Работа по синтезу кварца ралась на опыты итальянца циа, получавшего прирост сталлов кварца до 1 см за месяцев. Разработка метода мышленного синтеза в
сложности заняла около 20 лет. Опа была раньше всего начата в Германии Р Наккеном (1930 год) и закончена в различных странах в 50-х годах. Были разработаны методы кристаллизации при температуре 3501 и 320 атмосфер (Гейлы и при дав-лепи'Ч выше 1 000 (А Уокер и Е Бюлер).
атмосфер
кварца давлении
опи-Спе-
кри-5—6
про-
общей
свойств, другие1 как оптпче-флюорит, чрезвычайно ред-
Криста.ыы оптического флюорити.
Вот как выглядит схема выращивания кварца по Уоккеру. В нижней части кристаллизатора, там, где располагаются растворя-
ющиеся осколки кварца, температура несколько выше, чем в верхней части, где помещаются затравки. Поэтому раствор находится в состоянии непрерывного кругооборота. Внизу он насыщается кремнеземом. Подымаясь вверх и охлаждаясь, он становится пересыщенным, выделяет избыточный кремнезем на затравках и затем, опускаясь, вновь растворяет донный кварц. Помещенная над донным кварцем перегородка, замед
ляя движение раствора, увеличивает растворение кварца и рост затравок. В качестве растворителя применяют слабые растворы соды или едкой щелочи.
Разработанный в СССР метод позволяет выращивать примерно за 1% месяца кристаллы пьезокварца весом свыше 2 килограммов. Кристаллы горного хрусталя, относительно которых предполагается, что в природе они растут миллионы лет, синтезированы. Дефицит и высокая стоимость пьезокварца отходят в прошлое. Синтез горного хрусталя создает возможность тля получения кристаллов, более крупных по сравне
нию с природными, и кристаллов, содержащих примеси, сообщающие им новые полезные свойства. Он открывает дорогу и для синтеза многих других важных природных и искусственных кристаллов.
СИНТЕЗ МОНОКРИСТАЛЛОВ ИЗ МАСС РАСПЛАВА
Изучая распределение температуры в солнечном спектре, английский астроном Гершель в 1800 году обнаружил нагрев за пределами видимой части спектра. Так было открыто невидимое инфракрасное излучение. Некоторое время спустя были открыты и ультрафиолетовые лучи. Для большей части этих лучей оптические стекла частично или полностью непрозрачны Поэтому необходимо было найти особые оптические
материалы, которые могли бы их пропускать.
В поисках таких материалов техника обратилась сперва к природным кристаллам: каменной соли. сильвину, флюориту, кварцу. Однако вскоре было обнаружено, что одни природные кристаллы обладают непостоянством оптиче
ских ский ко встречаются
Поэтому постепенно -начались работы по искусственному выращиванию оптических монокристаллов. Так, к 1040 году советскими исследователями И В. Степановым и М. А. Васильевой были разработаны промышленные методы получения из расплавов однородных монокристаллов каменной соли, сильвина, бромистого калия и других веществ.
За короткий срок (4 года) И. В. Степановым и П. П. Феофи-ловым разработай оригинальный
метод выращивания кристаллов оптического ф торита. Высокая температура плавления (1378°) и большая химическая агрессивность фтора при этих температурах делали решение задачи чрезвычайно сложным. В США, например, для решения подобной проблемы потребовалось два десятилетия. М А. Васильевой выращены кристаллы фтористого лития, особенно прозрачные в ультрафиолетовой части1 спектра. Синтезирован йодистый цезий, прозрачный для инфракрасных лучей с длиной волны до 50 ми-крои.
Синтез оптических монокристаллов имеет большое значение для развития советского оптического приборостроения. Монокристаллы создают новые технические возможности для наблюдения и фотографирования в темноте, использования биологического действия ультрафиолетовых лучей и т д.
Но кристаллы выращивают из расплава не только для оптики. В последнее десятилетие громадное значение приобрели кристаллы полупроводников. Центральное место среди них в настоящее время занимают германий и кремний. Для изготовления разнообразных диодов, триодов! и иных кристаллических полупроводниковых элементов были разработаны промышленные методы выращивания из расплавов однородных монокристаллов германия и кремния.
Синтетическим путем выращи-
Выращивание монокристалла из расплава методом опускания тигля.
Структуры алмаза (слева) и графита.
ваются теперь и легкоплавкие органические кристаллы, применяемые для регистрации ядерных излучений. Методы промышленного выращивания этих кристаллов разработаны Л. Ч Беляевым, Б. В. Битовским и Г. Ф. Добр-жаиски.м.
Существуют два гласных метода выращивания монокристаллов из расплавов: опускающегося тигля и вытягивания кристалла. На первый взгляд оба эти метода довольно просты. В первом из них тигель с коническим дном, наполненный расплавом, медленным опусканием выводится из печи так, что охлаждение происходит сперва в вершине конуса, где и начинается кристаллизация. При этом один из наиболее удачно расположенных кристаллов заглушает остальные, разрастается в конической части до крупных размеров и заполняет постепенно весь тигель.
Во втором метоте! затравка прикасается к поверхности расплава1 и затем подымается медленно вверх таким образом, чтобы тянущийся за ней расплав успевал закристаллизовываться в монокристалл. Так постепенно можно вытянуть в монокристалл весь расплав.
Однако простота обоих методов только кажущаяся. Для получения больших однородных кристаллов необходимо решение многих вопросов. Особенно сложно выращивание этими методами кристаллов с высокой температурой плавления.
СИНТЕЗ АЛМАЗА
И БОРАЗОНА
Наш очерк был бы неполным, если бы мы ничего не сказали о синтезе алмаза. Его история свя
зана с работами при сверхвысоких давлениях и высоких температурах.
Попытки синтеза алмаза имеют более чем столетнюю давность. Помимо высокой ценности алмаза как ювелирного камня, исследователей привлекало и его громадное значение для техники. Большие скорости резания, сверления, протягивания, шлифования связаны с применением этого самого твердо-
Выращивание монокристалла из расплава методом вытягивания.
го в природе минерала. Можно сказать, что синтез алмаза дает новый мощный толчок всей многообразной технике обработки материалов.
Первая публикация об успешном синтезе алмаза бы ia сделана американскими исследователями Ф. П. Бэнди, Г. Т. Холлом, Г. М. Стронгом и Р. Г. Вентор-фом в 1955 году. Они получили алмаз разными методами после 8-летних исследований.
Наибольший из синтезированных алмазов, длиной 1,2 миллиметра, выращен Стронгом. Он подверг углеродосодержащее соединение действию температуры в 2 500°С и давлению в 53 тысячи атмосфер. При давлениях до 100 тысяч атмосфер и температурах примерно до 2 700°С, применяемых Бэнди и Холлом, образование кристаллов происходит значительно быстрее.
Нужно отметить, что сочетание высоких температур со сверхвысокими давлениями представляет большие трудности. В то же время создание подобных условий открывает широкие перспективы для дальнейших работ по синтезу кристаллов. Прекрасный пример тому — синтез боразона.
Общеизвестно, что алмаз, который являлся самым твердым веществом, отличается от гораздо менее твердого графита только расположением атомов. Алмаз имеет кубическую, графит — гексагональную структуру. При этом
в структуре алмаза вещество расположено таким образом, что его удельный вес составляет 3,5, тогда как графита — всего 2,2. Предполагается, что в форме алмаза углерод кристаллизуется только при сочетании сверхвысоких давлений с высокими температурами.
Структуру, совершенно сходную со структурой графита, имеет бор-нитрид, но с той разницей, что здесь чередуются атомы бора и азота.
Естественно, возникла мысль, не может ли борнитрид, если его синтезировать в условиях сверхвысоких давлений и температур, приобрести структуру, аналогичную алмазу? Это предположение подтвердилось. Получены кристаллы нитрида бора, действительно имеющие структуру алмаза и и по твердости равные алмазу. При этом, поскольку борнитрид в противоположность алмазу и графиту не горит, эти кристаллы могут применяться при температурах свыше 1 900 С, тогда как алмаз используется не выше 800 С. Новое синтезированное вещество названо боразоном
Таков краткий очерк по синтезу кристаллов, который может дать некоторое представлешие об этой трудной, важной и увлекательной области кристаллографии. Основы ее в СССР заложены академиком А. В Шубниковым.
Работу по синтезу кристаллов можно сравнить с изысканиями геолога, задачей которого является открытие новых месторождений полезных ископаемых. В поле зрения синтетика лежит участок необозримого мира кристаллов, в котором он также ведет поиски новых веществ. Затем он разведывает их полезные свойства, иногда улучшая кристаллы введением полезных примесей, и, наконец, разрабатывая методы промышленного выращивания кристаллов, создает неисчерпаемые месторождения новых кристаллов. -
Большое значение эта работа имеет и для совершенствования научных представлений о веществе. В кристаллическом состоянии свойства его вскрываются в наиболее отчетливом и чистом виде; монокристаллы же в мире , кристаллической матерний, в свою очередь, представляют собой ее наиболее чистую форму.
КОРОТКО
☆ ☆ ☆
Вводя в искусственные кристаллы корунда различные легирующие добавки, можно изготовить ьысококачественный абразивный инструмент. Это показали исследования, проведенные специалистами ленинградского абразивного завода «Ильич» в содружестве с учеными кафедры технологии металлос Ленинградского института авиационного приборостроения. Круги для шлифования резьбы, сделанные из электрокорунда, легированного окисью титана, обладают стойкостью, в два раза более высокой, чем обычные абразивные круги.
☆ ☆ ☆
Зарубежные ученые (французские, американские) проводят исследования по производству бумаги из искусственного „олокна (найлон, дакрон). Бумага, изготовленная из найлона, имеет целый ряд преимуществ: она необычайно прочна, не чувствительна к влаге и -оздействию большинства химических реактивов, пригодна для разных видов печати.
☆ ☆ ☆
За последнее время за рубежом в строительстве ь качестве теплозвукоизоляционного и обивочного материала находит применение пенистый полистирол. Исходным материалом для его производства служит тонко измельченная пластическая масса — полистирол, содержащий газообразующие вещества. Эта смесь проваливается в закрытых резервуарах и затем формуется в блоки толщиной около 30 сантиметров. Блоки распиливаются на плиты требуемых размеров. Объемный вес нового строительного материала в 10—20 раз меньше, чем у пробкового дерева, при этом ~>н обладает достаточной механической прочностью и хорошими теплоизоляционными качествами. Пенистый полистирол отличается высокой гидрофобностью, значительной ударной вязкостью и устойчив к старению.
Природные кристаллы уступают место синтетическим. В центре вкладки (справа) — кристалл синтетического рубина; вокруг—природные кристаллы: кварца (1), граната (2), топаза (3), изумруда (4), рубина (5), серы (б), сфена (7).
— G1 —



Г. ЯСТР1Б0В.
Фото Af Ишапова.
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, как будет одет человек через пять — десять лет? По этому поводу во Всесоюзном иаучно-исследовательском институте искусственной кожи вы услышите много любопытных высказываний. Там нам удалось заглянуть в недалекое будущее, увидеть, как оно создается се’-отня.
В лабораториях института можно познакомиться с различными образцами новых материалов. Как ут •верждают научные сотрудники, сшитая из них обувь должна удовлетворять всем требованиям: она будет и удобна, и дешева, и долговечна.
Что же представляют собой эти материалы?
Издавна обувь делается из натуральной кожи. Люди научились 'вырабатывать самые различные сорта ее, из которых шьются и грубые сапопи и изящные туфли. Кожа употребляется и ib целом ряде других областей народного хозяйства, где она является важным сырьем.
Понятно поэтому, что спрос на этот влд естест
венного сырья с каждым годом растет. Мысли советских ученых давно уже были направлены на поиски искусственных материалов, которые явились бы полноценными заменителями кожи.
Первоначально соз(анмем этих материалов и конструкций машин и приборов для их производства ведало небольшое научное учреждение — Центральная *на\ чно-исс тедовательская лаборатория, которая впоследствии выросла во Всесоюзный институт искусственной кожи. Двадцать пять лет непрерывных исканий дачи желаемые результаты: многое из задуманного было сделано.
ЭВОЛЮЦИЯ подошвы
В одной из лабораторий института нам показали серию подошв—своеобразный «эволюционный» ряд их. К каждому изделию прикреплена табличка, на которой обозначены главные его свойства и дата

ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПЛАСТМАССЫ
В последние годы изделия, изготовленные ил пластмассы, получили большое распространение не только в промышленности, но и в быту (см. вкладку слева).
Обладая высокой прочностью, красивым внешним видом и практичностью, они успешно заменяют ткань, стекло, фарфор, керамику, железо, дерево и другие материалы. Вместо дорогостоящих материалов для отделки мебели начал применяться, например, листовой слоистый пластик, с рисунками имитирующими любую породу дерева или мрамор. Покрытые таким материалом столы гигиеничны, не требуют скатертей и клеенок, удобны в эксплуатации и не боятся горячих предметов.
Для хранения и перевозки бензина, керосина, масла и других жидкостей, как известно, используются канистры. Естественно, что подобные сосуды должны обладать высокий прочностью. Изготовленные из пластиков канистры обладают этими качес твами. Если такол сосуд упадет,— не беда: ничего с ним не случится. Или, например, как часто лопаются стеклянные стаканы, бьются бутылки и банки! А вот
те же хозяйственные предметы из пластиков хорошо переносят удары и сжатия. Они не боятся ни жары, ни холода, их удобно мыть, на них не действуют ны щелочи, ни кислоты.
Что же это за чудесный материал, из которого изготовляются все эти предметы? Это полиэтилен —* продукт переработки нефти. Полиэтилен несколько легче воды, хорошо выдерживает, не меняя своих качеств, температуру от минус 65 до плюс 90 градусов. Он прочен и эластичен и прекрасно поддается обработке.
Вот бутылка для велосипедиста. Она крепится к раме велосипеда специальным хомутиком. А это ведро для мусора. Оно состоит из корпуса (кожуха) и вставленного вовнутрь сосуда. При нажиме ногой на педаль крышка открывается.
Интересно устроена полиэтиленовая картофелечистка. Во время работы ее присоединяют к водопроводному крану. Струя воды приводит в движ*1 ние турбинку, а она, в свою очередь, — терочный диск. Продолжительность чистки одного килограмма картофеля — 3 минуты.
Не менее качественным материалом является полистрол. Изготовленные из него вазы и подносы напоминают по своему внешнему виду стекшнные и хрустальные изделия, отделанные алмазной гралыо.
5. «Наука и жизнь» № 3.
— 65 —
Сотрудники лаборатории резины И И. Гладков и А. В. Соломатин вулканизируют микропористую резину.
выпуска. Серию начинает черная толстая подошва, которая замечательна как своей крепостью, так и непомерной тяжестью — пара таких подошв весит с добрый килограмм! Попробуешь на ладони эту «первую ласточку>, вылетевшую из лаборатории, и невольно посочувствуешь тем, кому она предназначалась. Серию завершают последние новинки— такое же внушительные на вид. как и первая подошва, но изумительно легкие. Цифры наглядно показывают разницу в их весе. Непористые резиновые подошвы перзого выпуска имели удельный вес до 1,6, микропористые подошвы последней марки — только 0,2. Вес снизился в 8 раз! На вопрос, когда появится в магазинах обувь с такой микропористой подошвой, имеющей вес пробки, нам ответили: промышленность уже начинает осваивать ее произво ictbo.
Каждый знает, сколько хлопот доставляет непрочная обувь. В первую очередь изнашивается подошва. Стоптанные ботинки отрицательно влияют на положение стопы при хо.дьбе, вызывают утепление мышц ног. Как же продлить жизнь обуви? Опыт по определению условного срока ее носки показал, что подошва из естественной кожи в среднем изнашивается школьниками за 68 дней, мужчинами—за 110 дней, женщинами— за 160 дней. Срок службы микропористой обуви значительно больше: школьникам она служит 182 дня, мужчинам—224 дня, женщинам— 278 дней. Преимущество искусственной подошвы очевидно. Следует подчеркнуть, что, несмотря на долгую работу зарубежных исследователей, нигде в капиталистических странах не удалось создать микропористую подошву < таким низким удельным весом, какой имеет подошва, изготовленная в Советском Союзе.
— Подошва из нового типа микропористой резины легка, прочна, удобна, — говори! руководитель лаборатории резины кандидат технических наук Б. А. Са-фрий.
НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Как разнообразны эти материалы, каждый из которых можно смело противопоставить тому, что создает природа,— натуральной коже! Приятное впечатление производит пористая кожа ддя верха обу-е«, сделанная из тончайшей хлопчатобумажной ватники, проклеенной пластиком полихлорвинилом. Ее можно окрасить ib любой тон. Искусственная замша на вид очень благородна и почти неотличима от настоящей. Сейчас она идет на изготовление дамских сумок и галантерейных изделий, но скоро ее используют также для верха обуви. Искусственные кожи на волокнистой основе, которую нам показал руководитель лаборатории профессор А. Д. Зай-ончковский, позволяют изготовлять непромокаемую зимнюю, теплую обувь. Делают се особым способом: основу из грубошерстного сукна с начесом покрывают пористой пленкой каучука или полихлорвинила. Различные виды искусственной кожи используются и для изготовления специальных вид >в обуви. Машиностроители должны быть обуты в ботинки, не боящиеся разрушающего действия смазочных масел, угольщикам нужна особо прочная обувь, которой не страшны ни острые углы породы, нч влага; химикам требуется обувь, устойчивая к kip слотам; нефтяникам — нефтестойкая и т. д.
Все больше расширяется производство и ассортимент искусственной кожи для галантерейных изделий. Различные павинолы, текетовс нит, солевая замша, электростатическая замша, искусственный лак, кожевенные картоны с отделкой лицевой поверхности— все это разновидности заменителей. Заведующий лабораторией резины Б. А. Сафрай демонстрирует перед нами разноцветные куски специально обработанного шелка. Из не-о можно шить непромокаемые дамские плащи и мужские накидки.
ИСПЫТАНИЕ НА ПРОЧНОСТЬ
В экспериментальной лаборатории установлено множество различных приборов. Конструкция ,их подсказана многолетним опытом работы коллектива института и производственников. Например, для испытания различных видов искусственной кожч на прочность при изгибании существует такой способ. На два противоположных валика надевается испытываемый образец, свернутый в трубочку и сшитый. Электрический моторчик приводит валики в движение. Сближаясь друг с другом, они складывают кожу гармошкой. Затем валики расходятся, и кожа натягивается. Испытание выдерживает тот образец, который за определенный период обработки на валиках не трескается и не лопается на изгибах. Но этот аппарат— «гармошкаэ — имеет и свой недостаток: изгибы кожи идут здесь только в одном направлении. В институте создан сейчас новый прибор, на котором кожа испытывается на изгиб всесторонне— и в продольном и в поперечном направлениях. Особое внимание привлекает один удивитель
ный прибор. В нем образец кожи поочередно попадает под солнечные лучи ртутно-кварцевой лампы, в корытце с водой, под ощутимый ветерок, создаваемый установленным в приборе миниатюрным пропеллером. Такой прибор определяет жизнеспособность искусственных материалов, их устойчивость ко всем природным явлениям.
На одном «13 малюток-автоматов виден кусочек красивой искусственной замш®. При вращении на кольцах в ту и другую сторону замша соприкасается с абразивом, который снимает и стирает с нее ворс. Прибор этот позволяет определить, как долго .может служить человеку такая замша, не залащиваясь и не истираясь.
— Многие приборы, которые вы здесь видите,— говорит руководитель лаборатории кандидат технических наук В. Н. Феокпистов,— созданы лабораторией автоматики нашего института. Некоторые появились в результате содружества с другими научно-исследовательскими (институтами.
ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕЛЕЙ
Искусственная кожа проникает всюду, где это только возможно. Она идет на изготовление не только различных галантерейных товаров: хозяйственных с} мок, чемоданов, портфелей и других вещей,— но и для технических целей. В текстильном машиностроении раньше применялась кожа только высших сортов, теперь там с успехом используются синтетические заменители. Ремни, гонки и другие детали ткацких машин, различные манжеты, сучильные рукава, муфты — все это в настоящее время может полностью выделываться из искусственных материалов.
Синтетическая кожа завоевала себе прочное место в мебельном производстве; она применяется для обивки кресел самолетов, автомобильных сиденвш, купе вагонов, пароходных кают и т п.
Коллектив института много внимания уделяет проблеме замены применяемого в промышленности пищевого сырья синтетическим. В связи с этим несколько слов хочется сказать о самой обыкновенной клеенке. Рхководитель лаборатории искусственной кожи на тканевой основе кандидат технических наук И. В. Плотников рассказал, что на производство клеенки идут тысячи тонн растительного масла. Работники лаборатории сумели полностью заменить растительное масло синтетическим продуктом и создали новый тип скатерти-клеенки, которая превосходит обычную по качеству. Она прочнее ее, не липнет к рукам. не имеет присущего клеенкам запаха. В ны-
Пористая резина в несколько раз легче непористой.
После испытания на многократный изгиб руководитель лаборатории автоматики В. В. Матвеев (слева) и руководитель лаборатории испытания материалов кандидат технических, наук В. И. Феоктистов тщательно осматривают образцы.
нешнем году Ленинградский совнархоз первым приступает к производству на своих фабриках новой, красивой клеенки.
Особого внимания заслуживает проблема использования старых автопокрышек. Установлено, что в среднем в изношенной автопокрышке имеется около 40 проценте® резиновых смесей и 60 процентов тканей. Резиновые смеси, -в свою очередь, содержат около 60 процентов каучука. Подсчеты экономистов показывают, что в каждой (изношенной покрышке от трехтонной машины — 25 килограммов хлопка и 10 килограммов каучука. В СССР производится ежегодно несколько миллионов резиновых покрышек. Следовательно, миллиарды рублей теряет государство на старых, выброшенных автопокрышках.
Правительство поставило перед институтом важную задачу: разработать такую технологию использования старых автопокрышек, при которой содержащиеся в них каучук и хлопок были бы вторично полноценно использованы. Этим вопросом занимается специальная лаборатория.
Большую работу проводит и лаборатория автоматики института. Разработанные здесь конструкции машин и поточных линий находят применение на многих предприятиях. Задача заключается сейчас в том, чтобы создавать законченные поточные процессы производства изделий ио искусственной кожи: резиновых деталей, плащевых и переплетных тканей, микропористых подошв и т. д. Ученые стремятся найти такую технологию производства, которая была бы наиболее совершенна и в то же время наиболее рентабельна: создать такие машины, которые были бы высокопроизводительны, а по весу и объему значительно меньше нынешних. Все эти исследования ведутся в содружестве с заводскими лабораториями, конструкторскими бюро, инженерами и новаторами производства промышленных предприятий.
Мы покидаем Всесоюзный научно-исследовательский институт искусственной кожи при Госплане СССР, твердо уверенные в том, что союз науки и труда, дальнейшее разв«итие химии, в частности органического синтеза, откроют широкие перспективы для массового производства многих необходимых людям предметов из искусственных материалов — достойных солерников натуральной кожи.
Мелвин Кальвин родился в 1911 году в Соединенных Штатах Америки в городе Сент-Поле (штат Миннесота). Готовясь к профессорской деятельности, он несколько лет работал в Англии. Сейчас профессор Кальвин возглавляет биоорганический отдел радиационной лаборатории Калифорнийского университета (город Беркли). Его научные исследования относятся к области изучения структур молекул, теории органической химии, гетерогенного и гомогенного катализов, фотосинтеза и биохимии.
В августе 1957 года профессор Кальвин приезжал в Москву для участия в Международном симпозиуме по происхождению жизни, созванном Академией наук СССР и Международным биохимическим союзом. Редакция обратилась к нему с просьбой рассказать на страницах журнала о его последних работах.
Все мы живые существа, и вполне понятен большой интерес к вопросу о нашем происхождении1. Здесь есть элемент философской и научной любознательности и надежда на то, что решение этой проблемы приоткроет завесу над будущим человечества.
Очевидно, каждый достаточно ясно представляет себе, что такое жизнь, и не затрудняется в отличии живого от неживого. Мне хочется изложить вопрос о происхождении жизни с научных позиций, дать нечто вроде единой рациональной схемы.
Надо сказать, что, несмотря на огромные успехи, достигнутые за последние годы в некоторых разделах естествознания, в области этой проблемы очень трудно выдвинуть ка
кую-либо новую мысль. Я придерживаюсь общеизвестной гипотезы происхождения жизни, разработанной такими учеными, как британский биолог Дж. Б. С. Холдейн, русский академик А. И. Опарин, американский химик Гарольд Юри. Предложенная ими схема и будет изложена в этой статье с точки зрения тех фактов и данных, которые мне удалось получить в процессе приведенных мною и моими коллегами исследований.
Сущность принятой нами теории состоит в том, что первым шагом на пути к возникновению жизни было создание сложных химических молекул под воздействием мощных и ?• лучений, падающих на земную поверхность. Роль таких излучении сыграли либо космиче-
скис лучи Вселенной, либо ультрафиолетовые лучи, посылаемые Солнцем. ч
Активность.их действия определяется .содержанием относительно больших, запасов энергии в виде сильно концентрированных сгущений. Такие сгущения, если бы мы могли получить их путем нагревания, должны были бы обладать температурой по меньшей мере в 50 тысяч градусов (для ультрафиолета ).
Эти концентраты энергии можно представить себе в виде частиц, обладающих огромными скоростями (фотоны, электроны и т. п.). Попадая на земную поверхность- и адсорбируясь на ней, они способны разбивать различные молекулы на части. Подобные осколки, сохраняя какую-то часть энергии породивших их лучей, могут затем вступать в реакции в самых различных комбинациях и образовывать более крупные молекулы. В результате испарения воды эти молекулы, в свою очередь, концентрируются в приливных лагунах. В итоге создавались довольно крупные агрегаты весьма сложных молекул вплоть до таких, как простые белки или нуклеиновые кислоты.
До последних лет все эти рассуждения были чисто умозрительными. У нас возникла мысль поставить несколько опытов, чтобы решить вопрос о том, возможно ли это в действительности, могут ли таким путем создаваться сложные молекулы из простых. Провести необходимые исследования не представляло большого труда.
11зготовив растворы углекислого газа, аммиака и других веществ, состоящих из простых молекул (все они считаются первичными на нашей планете), мы подвергли их облучению на циклотроне. С уверенностью можно заявить, что после этого в растворах оказались вещества с более крупными молекулами, чем были прежде.
Например, углекислый газ под влиянием мощной радиации превратился в формальдегид и муравьиную кислоту. А формальдегид дал молекулы, содержащие более одного атома углерода. Получив таким образом молекулы с двумя углеродными атомами, мы использовали их для создания молекул, содержащих уже четыре атома углерода. В самое последнее время удалось получить молекулы с шестью и восемью углеродными атомами, и я уверен, что это не предел.
Эти опыты экспериментально доказали возможность создания больших молекул из более мелких под воздействием мощной радиации.
... OpiaKOjiie надо думать. что только в этих превращениях смысл .зарождения жизни. Накопление энергии в химических ;веществах настолько незначительно, что для концентрации сложного органического материала потребовалось бы горазто более длительное время, чем то, которое отводит наука этому-процессу сейчас.
Можно .предположить, что некоторые молекулы действовали в качестве сенсибилизаторов (с аналогичным фактом мы встречаемся, имея дело^с современными фотографическими эмульсиями), и у них эффективность захвата и превращения лучей, несущих ^энергию, была гораздо более высокой. Возможно, это представляло собой - первичную форму фотосинтеза. Постепенно шли отбор и совершенствование таких молекул.
Следующим этапом надо считать появление такой единицы, которая уже обладала способностью выбирать из гомогенной среды молекулы и строить себя из них. Этот процесс подобен .образованию кристаллов-двойников в концентрированном растворе, когда получаются два кристалла, один — копия другого. Так возникли вместо одной две идентичные единицы. С подобным саморазмножением начинается именно то, что некоторые называют жизнью.
Первичные живые организмы могли использовать самые разнообразные молекулы, так как в тот период процессов разрушения, вызываемых сейчас разного рода бактериями или другими живыми существами, естественно, не было. Именно поэтому и продукты, создаваемые радиацией, оставались нетронутыми и могли свободно накапливаться. Мало-помалу эти саморазмножающиеся элементы начинали все активнее использовать обломки молекул для своего воспроизведения. В определенный период наступил такой момент, когда в окружающей смеси веществ стало не хватать тех или иных компонентов. Это привело к тому, что те первичные живые организмы, которые оказались неспособными размножаться без этих компонентов, отмирали, в то время как другие, сумевшие образовать структуру из более простых составных частей, продолжали жить.
Цикл исчерпания более сложных молекул, сменяемый образованием их из достаточного количества более простых, повторялся вновь и вновь. Таким образом постепенно сложились те биохимические процессы, которые мы сейчас усердно исследуем в современных организмах.
Очень важен вопрос о переходе от состояния, при котором все химическое сырье, используемое саморазмножающимися элементами, имелось в готовом виде, к состоянию, когда во внешней среде присутствуют лишь углекислый газ, воздух и вода. Сейчас, используя солнечную энергию, зеленое растение в процессе фотосинтеза строит из этих веществ органические соединения, являющиеся пищей животных и человека.
Как же произошел этот важнейший для утверждения жизни на Земле переход? Очевидно, существовала какая-то промежуточная фаза.
Наблюдения, проведенные в Беркли над глубокими молекулярными механизмами фотосинтеза, могут быть полезными для понимания этого процесса.
Многочисленные исследования привели нас к заключению, что при поглощении световой энергии хлорофиллом зеленого растения и превращении ее в химическую энергию большую роль играет одно широко распространенное соединение, содержащее серу. Этому соединению давались различные названия, я предпочитаю термин «протоген», так как он был предложен одним из первых.
Вещество это найдено во всех живых организмах, как растительных, так и животных.
Очевидно, специфический и единственный в своем роде процесс превращения энергии (типичный для современного фотосинтеза) осуществляется благодаря объединению двух довольно широко распространенных типов молекул. Каждый из этих типов несет свои особые биологические функции.
Несомненно, эти типы молекул создались независимо друг от друга для осуществления ра этичных задач: порфириновые родственники хлорофилла (гемоглобин, цитохром) —для окисления и переноса кислорода, а протоген (и вещества, близкие ему) —
для проведения сходных биосинтетических процессов. Возможно, что подобные содержащие серу соединения принимали сами участие в первичном фотосинтезе благодаря своей способности поглотать лучи, расположенные в спектре ближе к ультрафиолетовой области.
Современные зеленые растения возникли лишь позднее, ко!Д<1 определилось взаимодействие стабильных высокоэффективных поглощающих свет порфириновых соединений (хлорофилл) с веществом, превращающим энергию,— протогеном.
Принимая все это во внимание, можно сказать, что зеленое растение занимает в эволюционной схеме живых существ гораздо менее обособленное место, чем это считалось раньше. Его преимущество заключается в обладании эффективной системой для улавливания солнечной энергии. Затем она передается специфическому, содержащему серу соединению, которое, как мы уже говорили, встречается у всех живых организмов и лишь по-разному используется. Здесь лежит грань перехода между миром животных и растений.
Возникновение эффективных фотосинтезирующих организмов послужило толчком к развитию и большей дифференцировке мира животных, так как теперь в распоряжении животных благодаря деятельности растений всегда имелся постоянный источник питания.
Сейчас перед химиками, биологами и физиками стоит задача: экспериментально проверить подобные соображения, не один раз высказывавшиеся за последние 15 лет. Умозрительные рассуждения могут содержать истину, если они базируются на большом многообразии твердо установленных научных фактов. Лишь этим путем мы мо-жем получить более определенные и значимые представления о пашем происхождении и, возможно, также о нашем будущем.
КОРОТКО
В 1942 году Г. Ф. Гаузе и М. Г. Бражникова выделили из одного штамма почвенной бактерии антибиотик, получивший название грамицидин С (советский). Он представляет собой кристаллическое вещество белкового состава, обладающее исключительно широким спектром действия и подавляющее рост не только
обычных гноеродных бактерий (стафилококков и стрептококков), но и возбудителей газовой гангрены и туберкулезной палочки. Грамицидин С оказался особо эффективным и при лечении некоторых заболеваний (паратифа, дизентерии и др.), вызываемых бактериями, устойчивыми к действию большинства антибиотиков, в частности пенициллина.
Интересно отметить, что в свое время было высказано предполо
жение о потипептидной структуре грамицидина. Подтверждение правильности такой точки зрения имело бы большое значение для теории строения белка. Естественно, что решить этот вопрос однозначно можно было бы, лишь осуществив синтез грамицидина. Действительно, в 1956 году такие попытки успешно завершились, и тем самым было окончательно доказано, что он имеет полипеп-тидную структуру.
«УСПЕХИ ХИМИИ»
«Успехи химической промышленности Советского Союза за 40 лет» — так называется статья С. М. Тихомирова и И. К. Замараева, опубликованная в журнале «Успехи химии», вып. 11 (1957 год). Авторы сообщают немало интересных фактов и цифр, относящихся к производству синтетических материалов. Указывается, например, что выпуск искусственного волокна вырос с 1940 по 1956 год в 12 раз; пластических масс — в 8,5 раза. Быстрое развитие синтетической химии позволит, в частности, к концу шестой пятилетки полностью освободиться от использования пищевого сырья при изготовлении каучука.
В этом же номере журнала помещена большая обзорная статья В. В. Коршака «Основные этапы развития химии высокомолекулярных соединений за 4U лет».
«ВНЕШНЯЯ ТОРГОВЛЯ»
В послевоенный период все большее распространение в народном хозяйстве получают синтетически моющие средства (детергенты) — новая продукция химической промышленности. Рост произ!водства детергентов связан с широким их применением в текстильной промышленности (при крашения и отделке тканей), в кожевенной, горнорудной (флотационные реагенты), строительной (порообразующие вещества), а также в быту. Моющая способность детергентов в 2—3 раза выше, чем мыла; синтетические моющие средства позволяют экономить значительное количество натуральных жиров и масел, расходуемых при производстве мыла. В статье О. Терещенко, напечатанной в журнале «Внешняя торговля» № 10 (1957 год), приводится много 1интересных данных о развитии промышленности детергентов в различных странах. Например, в США производство их увеличилось по сравнению с 1938 годом в 200 раз я составило в 1956 году 1 306 тысяч тонн; при этом в общем балансе потребления моющих средств на долю детергентов приходится более 65 процентов.
«ХИМИЧЕСКАЯ НАУКА И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
Последние годы ознаменовались бурным развитием химии гормонов белкового происхождения. Работы в этой области, помимо практического значения в мед«?цине, где они нашли применение для лечения сложнейших нарушений обмена веществ, сыграли также огромную роль в установлении структуры белков. Об этом рассказывается в журнале «Химическая наука и промышленность», т. II, № 5
(1957 год). Здесь помещены, например, сообщения о строении инсулина и кортикотропного гормона, о синтезе пенициллина, грамицидина С, гипертензина, являющегося лучшим из всех фармакологических агентов, повышающих кровяное давление, и т д.
Много ценных сведений найдет для себя читатель и в других материалах этого номера журнала, посвященных вопросам химии полимеров. Пластмассы, блок- и привитые полимеры, ионообменные смолы, синтетические клеи, пленки вот далеко не полный перечень тех веществ, о которых рассказывают статьи крупнейших специалистов-химиков.
«ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
В большинстве передовых >в экономическом отношении стран химическая индустрия растет, как правило, быстрее, чем другие отрасли народного хозяйства. Если же проанализировать, как развиваются отдельные химические производства, то оказывается, что впереди идет промышленность пластмасс. Такое же положение характерно и для относительно молодой советской пластмассовой промышленности, которая существует немногим более 25 лет. В статье, помещенной -в журнале «Химическая промышленность» № 7 (1957 год), М. И. Гарбар приводит убедительные цифры, характеризующие рост производства пластмасс в нашей стране. Автор рассматривает также основные задачи, выполнение которых должно обеспечить резкое увеличение выпуска этих материалов.
«PLASTE UND KAUTSCHUK*
Применение кремний-органических соединений позволяет создавать лаки и эмали, отличающиеся высокой теплостойкостью. В Германской Демократической Республике на основе метилфенилсилоксановой смолы выпускается ряд новых марок лаков и эмалей. Производятся, например, кремнмйорганические эмали с алюминиевыми чешуйками. Такие эмали способны выдерживать нагревание до 500°; при этом органическая часть смолы выгорает, а остающаяся окись кремния образует с чешуйками алюминия слой, удовлетворительно схватывающийся с железом. Об этих и других кремнийорганических лаках и эмалях можно прочесть в № 6 этого журнала (19S-7 год).
«WERKSTOFFE UND KORROSION»
Из всех известных органических полимеров самым теплостойким и коррозионностойкдм является тефлон, который поэтому часто называют пластмассовой платиной. Но тефлон обладает и таким свойством, которое сильно затрудняет его применение. Он не склеивается ни сам с собой, ни с другими материалами. Недавно удалось разработать способ обработки поверхности тефлона, благодаря которому достигается отличное его склеивание с алюминием. сталью, деревом, пластмассами. В журнале «Werkstoffe und Korrosion» № 1 (1957 год) рассказывается об этом новом способе.
БЕЗ ПОМОЩИ МИКРООРГАНИЗМОВ
Известно, что некоторые микроорганизмы вырабатывают не болезнетворные, а лекарственные вещества — антибиотики.
Еще около трехсот лет тому назад английский аптекарь Паркинсон записал интересное наблюдение: «Плесень, выросшая нгт черепах людей, долгое время пролежавших в различных склепах, обладает замечательным свойством заживлять раны без употребления каких-либо мазей». Рекомендованное аптекарем средство долгое время относили к разряду шарлатанских. Прошло больше двухсот лет, прежде чем русские ученые Манассеин и Полотебнов подтвердили, что зеленая плесень, так называемый пенициллиум, действительно обладает лечебными свойствами. Это открытие стало достоянием медицины только в XX веке, когда из целебной плесени было выделено ее активное начало, получившее название пенициллин.
Чудесное лекарство излечивает многие тяжелейшие заболевания, среди которых такие, как гнойное заражение крови и газовая гангрена. Но несо-
вершенны были методы получения пенициллина. Только совсем недавно, после того как химикам удалось наконец установить формулу строения пенициллина, наука одержала еще одну блестящ5 ю победу — пенициллин стало возможно изготовлять синтетическим путем. Новое сильнодействующее лекарство будет дешевым и общедоступным.
КОРОЛЕВСКИЙ пурпур
Багряно-огненный пурпур был излюбленным цветом властителей мира прошлого. Окрашенная в пурпур тога отличала римского патриция от простолюдина. В пурпуровые мантии облекались короли. Шапочки пурпурной окраски украшали головы князей католической церкви — кардиналов. Почему же столь драгоценной считалась эта краска? Что особенного было в ней?
Секрет получения природного пурпура был известен еще в III веке до нашей эры в древней Финикии, в городе Тире. Оказывается, пурпур отлагается в раковине моллюска «мурекс», встречающегося у восточного побережья Средиземного моря. Единственная капля жидкости, которая содержится в особом мешочке моллюска, бесцветна. Но стоит только ей оказаться на воздухе, попасть под солнечные лучи, как она становится сначала зеленой, затем синей и, наконец, огненно-красной. Одна капля из одного моллюска! Не удивительно, что только королей могли украшать пурпурные мантии.
Прошли века. Давно уже пал восточный город Тир, и добыча пурпура стала забытым искусством... В начале нашего века немецкий ученый Фридлендер решил произвести химический анализ пурпура. Причем для получения полутора граммов древнего красителя ему пришлось использовать 1 200 моллюсков. Формула строения драгоценного вещества была наконец открыта! Однако оказалось, что еще за 5 лет до этого краска была синтезирована химиком Заксом, но это событие прошло в науке незамеченным. Почему? Да потому, что великолепная, по мнению древних, краска среди прочих созданных к тому времени синтетических красителей оказалась слишком... невзрачной. Современные
химики справедливо считают, что моллюск, соединяя атомы брома с атомами углерода, нашел далеко не лучший вариант того пурпура, который теперь легко синтезируется человеком.
КРАСКА ОКАЗАЛАСЬ ЛЕКАРСТВОМ
Около 25 лет тому назад стало известно, что текстильная краска протонзил убивает болезнетворных микробов в организме человека. Применяемая в медицине, она получила название
Красного стрептоцида. Еще более эффективным оказался белый стрептоцид — полупродукт синтеза красного стрептоцида. Именно от его названия — сульфаниламид — и произошло наименование производных белого стрептоцида — сульфамидных препаратов.
Открытие сульфамидных препаратов сыграло огромную роль в современной медицине. В настоящее время в лечебную практику внедрено около 20 лекарств такого типа, но известно их гораздо больше — около 4 тысяч.
Мало кто вспоминает сейчас о том, что эти широко распространенные лекарственные вещества — «потомки» скромной текстильной краски.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОДШИПНИКИ
При прессовании древесины, пропитанной растворами смол, получается исключительно прочный материал, который можно с успехом применять в различных отраслях промышленности. Этот материал, названный древесными слоистыми пластиками, или, короче, ДСП, идет на изготовление главным образом подшипников для прокатных и во-
лочильных станов, турбин, затворов шлюзов и т. д.
Вкладыши из ДСП значительно легче и износоустойчивее бронзовых (после 100 часов непрерывной работы они изнашиваются в полтора раза меньше). Важно также и то, что их не приходится смазывать маслом для уменьшения трения и предотвращения быстрого износа. Для этот! цели успешно применяется... вода, уменьшающая трение в шесть — восемь раз.
Тысячи тонн цветных металлов позволяют сэкономить древесные пластики!
«ПРИВИВКА» МОЛЕКУЛ
В далеком прошлом алхимик, искавший «философский камень», проводил свои эксперименты вслепую, не зная, что получится из того или другого опыта. Совсем не так работает современный химик. Он не «открывает», а конструирует новые вещества по заранее заданным формулам. Конструирует в полном смысле этого слова.
Почти все знают, что путем прививок садоводы получают новые, не существовавшие до этого в природе сорта деревьев п растений. Однако мало кому известно, что почти такие же «прививки» применяют и химики, создающие новые вещества.
В современной химии наметилось очень интересное направление— создание привитых, или так называемых графт-полиме-рсв, то есть «приготовление» полимеров на основе двух раз-
личных соединений. Получаемые таким образом привитые полимеры как бы суммируют качества своих «родителей», а иногда и приобретают совершенно новые физико-химические и механические свойства, не присущие ни одному из входящих в их состав компонентов.
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ РАБОТАЕТ ПОД ВОДОЙ
Может ли обычный электродвигатель нормально работать под водой? Оказывается, может.
В настоящее время изготовлены специальные жидкие составы (из эпоксидных, полиэфирных, метакриловых и других смол) для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов. После отвердевания такие составы обеспечивают монолитность изоляции, что придает ей высокую влагостойкость. Нетрудно понять значение такого изобретения: трансформаторы, радиоблоки и другие важные электрические узлы могут теперь работать в условиях очень высокой влажности.
Рис. И. Фридмана.
НОВЫЕ КНИГИ
Е. С. РОСКИН. Настоящее и будущее синтетических волокон. Ленинград. 1957.
В книге кандидата технических наук Е. С. Росюи-на рассматриваются достижения науки н техники в области производства искусственных волокон и высказываются интересные предположения о возможности получения в будущем новы< их видов. Синтетические -волокна являются полноценным текстильным сырьем. Читатель убеждается в том, что некоторые сорта их значительно дешевле -и превосходят по качеству лучшие природные волокна—шерсть и шелк. Азтор приводит данные, характеризующие темпы развития этой отрасли промышленности как в нашей стране, так и за рубежом Книга рассчитана не только на специалистов, но и на широкие слои технической интеллигенции.
М. Ф. НАГИЕВ. Чудесное вещество. Азербайджанское издательство детской и юношеской литературы. Баку. 1956.
Остановились поезда, заглохли моторы автомашин, в воздухе не видно самолетов, не работают заводы и фабрики. Жизнь замерла! Вот что могло бы случиться, если бы вдруг исчезла H-ефгь — «чудесное вещество». Что же представляет собой нефть? Какие продукты получаются при ее переработке? Об этом подробно рассказывает профессор М. Ф. Нагиев в своей интересной книге, предназначенной для молодежи
Книга М. Ф. Нагиева написана на высоком научном уровне, снабжена наглядными таблицами и схемами.
А. Л. ФЕИГИН. Нефтехимическая промышленность капиталистических стран. ЦНИИТЭнефть.
Москва. 1957.
Кандидат химических наук А. Л. Фейгин приводит много важных сведений, характеризующих развитие нефтехимической промышленности капиталистических стран Читатель узнает, например, что мировая годовая добыча нефти составляет около 800 миллионов тонн. Если -всю эту нефть погрузить в цистерны средней емкости, то протяженность состава будет около 192 тысяч километров Это огромное количество нефти ежегодно подвергается перера
ботке на нефтеперерабатывающих заводах. В настоящее время создана, по существу, новая отрасль нефтеперерабатывающей промышленности-— промышленность нефтехимического синтеза. В книге дается анализ технико-экономических показателей нефтехимической промышленности таких стран, как США, Канада, Англия, Франция, описываются различные технологические схемы важнейших нефтехимических процессов
Б. Я РОЗЕН. Материалы неограниченных возможностей. Издательство «Знание». Москва.
1957.
В настоящее время детали многих машин изготовляются не из стали, а из текстолита — спрессованной ткани, пропитанной искусственной смолой. Из него же делаются подшипники, корпуса яхт, моторных лидок, дима и т. д. Наша промышленность выпускает целый ряд и других замечательных материалов-пластмасс, таких, как, например, фторопласты, полиэтилен, пенопласты, полиакрилаты, которые находят широкое применение в быгу и технике. Кандидат химических наук Б. Я. Розен в своей брошюре в популярной форме знакомит читателя с производством и применением этих новых материалов.
Ф- В. НЕВОЛИН. Синтетические моющие средства. Пищепромиздат. Москва. 1957.
В определенных условиях обычные жировые мыла обладают хорошей моющей способностью О хнако в воде с большим содержанием солей они даюг нерастворимые осадки, которые загрязняют и портят тка-н-и, а в кислой среде разрушаются и ‘теряют свои моющие свойства. Эти недостатки жировых мыл, а также и то обстоятельство, что на их производство расходуется дооогостоящее пищевое сырье, побудили ученых изыскивать новые синтетические моющие вешества.
Что же представляют собой синтетические моющие средства? От чего зависит их моющая способ-ность^ Как они -изготовляются? В чем их преимущества перед жировь. ми мылами? На такие вопросы дает ответ книга Ф. В. Неволина «Синтетические моющие средства^
AM БУТЛЕРОВА

Г. В. БЫКОВ, кандидат химических наук.
ДЛЯ СОВРЕМЕННОГО синтеза органических соединении характерна планомерность: формула химического строения синтезируемого вещества является как бы планом, по которому ученый соединяет атомы друг с другом. Но не всегда было так. До возникновения в 1860-х годах теории химического строения синтез органических соединений проводился, как говорится, наудачу и если и давал хорошие результаты, то большей частью благодаря счастливой случайности. Созданием теории химического строения, послужившей мищ ным толчком для дальнейшего развития всей органической химии и промышленности синтетических органических веществ, мы обязаны замечательному русскому ученому А. М. Бутлерову.
Заслуги А. М. Бутлерова перед наукой высоко оценили его современники. Выдающийся ученый был избран членом Академии наук в Петербурге, членом многих других русских и иностранных научных обществ. В числе учеников Бутлерова — известные русские химики, такие, как В. В. Марковников, А. М. Зайцев и друтиё, ставшие основоположниками самостоятельных химических школ
Для разработки научного наследия и издания трудов А. М Бутлерова в 1919 году Прези шумом Академии наук СССР была создана специальная комиссия (председатель— академик Б. А. Казанский. члены — академики А Н. Несмеянов, А Е. Арбузов и другие), которая подготовила к печати его «Сочинения». В 1951 году в Издательстве Академии наук СССР в серии «Классики науки» вышли «Избранные работы по органической химии», а в 1953 тогу— 1-й и 2-й тома «Сочинений» А М. Бутлерова. В настоящее
время выходит в свет и 3-й (последний) том «Сочинений». Все работы снабжены подробными примечаниями и указателями, а ' в последнем томе имеется обширная библиография трудов ученого.
В 1-м томе «Сочинений» помещены теоретические и экспериментальные работы Бутлерова по химии Здесь сформулированы понятие о химическом строении как о порядке или последовательности соединения атомов между собою, а также основное положение теории Бутлерова: «...химическая натура сложной частицы (то есть молекулы) определяется натурой элементарных составных ча стей, количеством их и химическим строением». В речи «Современное значение теории химического строения» А. М. Бутлеров предсказывает, что в будущем учение о химическом строении войдет в измененном виде в круг новых, более широких воззрений. II действительно, еще при жизни А М. Бутлерова классическая теория химического строения была дополнена учением о пространственном строении молекул, а в наши дни она составляет остов современной электронной теории строения органических соединений.
Во многих помещенных в этом томе статьях описаны синтезы, выполненные А. М Бутлеровым и имеющие большое значение для утверждения его взглядов.
В 1864 — 1866 годах А. М. Бутлеров написал первый в истории науки курс органической химии, основанный на теории химического строения. Ученый показа т в нем, как с помощью этой теории можно просто и логично систематизировать весь обширный материал органической химии. В этом труде — «Введении к полному изучению органической химии»,— напечатанном во 2-м томе «Сочи
нений», А. М Бутлеров говорит о «возможности синтетического получения каждого органического тела».
Третий том «Сочинений» составляют научно-популярные исторические, критико-библиографические и другие работы А. М. Бутлерова. Особенно интересны две научно-популярные статьи: «О практическом значении научных химических работ» и «Основные понятия химии». Первая из них показывает, как достижения химии постепенно выходят из лаборатории и оказывают влияние на жизнь человека.
Вторая статья содержит замечательно простое и ясное изложение основ химии. Ученый подробно останавливается на вопросе о том, как проходит в науке путь от незнания к знанию, от фактов, не поддающихся объяснению, через предположение (гипотезу) к теории, их объясняющей и проверяемой на новых фактах. А. М. Бутлеров высказывает глубокую мысль, которая только в последние десятилетия нашла свое подтверждение: «Весьма возможно, что многие из наших элементов окал.утся со временем веществами химически сложными, но если они и сложны, то все-таки смело можно утверждать, что сложность эта — тругого, так сказать, высшего порядка, чем сложность веществ известных». Как теперь хорошо известно, сложность атомов, состоящих из элементарных ча-С1иц, действительно отличается от сложности молекул, состоящих из этементарных атомов.
Кроме «Сочинений» А. М. Бутле рова. Институт истории естествознания и техники Академии наук СССР предполагает издать два тома ранее не опубликованных работ, архивных документов и переписки великого русского химика.
L= ,ha вопросы=!1
Есть ли предел числа хим и ческих элементов ?
Известно, что за истекшие семнадцать лет ученым, среди которых необходимо назвать Г. Сиборга (СШ к), удалось значительно пополнить Периодическую систему элементов Д. И. Менделеева. Начиная с 1940 года были синтезированы 10 заурановых элементов, от нептуния, занявшего место № 93 в Периодической системе, до 102-го элемента, получив-шего название нобелии.
В связи с синтезом этих десяти заурановых элементов естествен вопрос о возможном пределе числа химических элементов.
Как известно, не только заурановые, но и природные тяжелые элементы, начиная с полония (заряд (Z) атомов которого = 84) н до урана (Z = 92), радиоактивны, то есть са иопроизвольно распадаются. Всякий радиоактивный изотоп характеризуется определенным временем жизни его ядер и определенным механизмом радиоактивного распада. Для того чтобы установить природу изотопов, необходимо изучить их физические, а по возможности и химические свойства. Отнако ясно, что чем короче время жизни радиоактивных изотопов, тем труднее накопить их в заметных количествах, необходимых для подобных иссдедований и вообще для доказательства их существования. Таким образом, очевидно, что предел синтеза элементов будет достигнут тогда, когда 'Периоды полураспада искусственных элементов станут столь малыми, что они будут распадаться в неизмеримо короткие сроки — сразу же -после их приготовления.
Известно несколько путей радиоактивного распада ядер. По при рассмотрении вопроса о пределе числа элементов надо учитывать лишь те виды радиоактивного распада, которые приводят к смещению ядер влево по Периодической системе.
Для ядер тяжелых элементов характерно три вида распада с уменьшением атомного ном ара: К-захват, а-распад и спонтанное (са непроизвольное) деление. *
Процесс. К-захвата, то есть поглощения ядром электрона с впутрсчшей (к) оболочки атома, । еще . не препятствует образованию ядер с атомными номерами в области-100— 110, и лишь близ Z-137 должен был бы про-
Как велико может быть число химических элементов в Периодической системе Д. И. Менделеева?
Что представляют собой стеклопластики и пенопласты и как они используются в промышленности?
Какое применение находят искусственные гормоны в животноводстве?
Что такое фритты?
Отвечаем на эти вопросы читателей нашего журнала А. Михайлова (Москва), Н. Архангельского (Киев), В. Григорьева (Харьков), 3. Петрова (Ленинград) и других.
исходить немедленный захват электрона ядром и вследствие этого сдвиг влево по Периодической системе. Таким образом, при наличии только этого процесса радиоактивного распада удалось бы, по-видимом}, сите тировать еще около 35 элементов. Однако уже значительно раньше к резкому уменьшению времени жизни заурановых элементов приводит наличие а-раснада. Этот вывод может быть получен на основании систематизации всех данных о ныне известных «-радиоактивных изотопах, которая позволяет сделать определенные предсказания о сроках жизни некоторых из них, пока не полученных.
Но решающее ограничение числа химических элементов обусловптся, по-видимому^ процессом спонтанного деления, открытым, как известно, -в 1939 — 1940 годах советскими физиками Г. Н. Флеровым и К. А. Петржа-ком на примере U2;iS. За последние годы было обнаружено, что более склонны к спонтанному делению четно-четные ядра (то есть ядра, в которых содержится четное числ> как нейтроноз, так и протонов). Уже известен один изотоп, а именно изотоп элемента № 100 — фермия — Fm 2т, для которого спонтанное деление оказывается преобладающим зидом распада.
Основными установками для синтеза элементов в дальнейшем, вероятно, будут не реакторы и циклотроны, а ускорители (линейного или циклотронного типа) многозарядных ионов углерода, азота, кислорода.
Помимо чисто физического интереса, открытие новьг заурановых элементов должно оказаться немаловажным и для химии. Так, например, представляется весьма существенным окончательно проверить представления об аналогии строения шестого и седьмого периодов Менделеевской системы. При такой аналогии следует ожидать, что лишь один из «буд\ щих» элементов — 103 — окажется аналогом лантанидов, замыкающим актинидную группу. Следующие элементы должны явиться аналогами гафния, тантала, воль фрама, рения, осмия...
Профессор В. И. ГОЛЬДАНСКПП.
НОВЫЕ ПЛАСТМАССЫ
С те клоп. iа стики
Пенопласты
Сравнительно недавно, в послевоенные годы, учеными был создан новый вид пластических масс — стеклопластики. Высокие механические, диэлектрические свойства и термостойкость позволили широко использовать их в различных отраслях промышленности.
В зависимости от типа стекловолокнистого наполнителя (а им могут быть стеклоткани, пропитанные смолой, стекломаты, стеклянные волокна, ровницы и жгут) существуют различные виды стеклопластиков: стеклотекстолиты, пресс-материалы, анизотропные стеклопластики и другие.
Наиболее распространены стеклопластики, у которых в качестве связующих веществ употребляются высокополимерные соединения в виде полиэфирных, полиэпоксидных и других смол, и в качестве наполнителя — стеклоткани. Стеклотекстолиты применяются при создании контейнеров, трубопроводов, холодильников, корпусов лодок, катеров, труб различных емкостей, в электропромышленности. Из стеклом-атов, имеющих беспорядочно расположенные стеклянные •волокна, изготовляют стеновые панели, полупрозрачную кровлю и т. д. С помощью этих пластиков удается уменьшить габариты изделий, обеспечить надежность в эксплуатации и удлинить сроки их службы.
Б. А. КИСЕЛЕВ, кандидат технических наук.
Пенопласты относятся к числу легких и вместе с тем прочных высокомолекулярных соединений. По своей структуре они напоминают застывшую пену с большим количеством мельчайших ячеек, заполненных воздухом, азотом и другим газом.
До недавнего времени технология их изготовления была довольно сложной: приходилось прибегать к мощным гидравлическим прессам и тяжелым пресс-формам. В настоящее время разработан ряд более прогрессивных методов получения этих материалов-
Так, например, производство пенополистирола (одною из видов пенопластов) осуществляется путем полимеризации мономера в срете полимера в присутствии газообразова-телей. Полученный при этом блок для проведения операции вспенивания помещают в кипящую воду. При температуре 98—100’ он становится эластичным и увеличивается в объеме примерно в 50 раз. В ряде случаев вспенивается не весь блок, а отдельные гранулы, которые в результате этого процесса увеличиваются в объеме и склеиваются в одну сплошную массу. Свойством вспенивания гранул пользуются при заполнении различных трехслойных конструкций.
Проста технология получения пенопластов на основе соединений полиэфиров и изоцианатов, а также эпоксидных смол. Благодаря происходящим химическим реакциям смесь вспенивается, заполняет форму и затвердевает при комнатной температуре или незначительном подогреве.
К —
Разработан также ряд методов получения теплостойких пенопластов на основе фенольно-каучуковых композиций, вспенивающихся непосредственно в трехсложных конструкциях. Расширяются и области применения этих новых материалов. Сочетание пенопластов с металлами, древесиной, стеклопластиками и другими пластмассами позволяет создать легкие и прочные трехслойные конструкции, широко используемые в самолетостроении. Ряд марок пенопластов в качестве электроизоляционных материалов нашел себе место в радиолокации и радиотехнике. Применение этих легких материалов в качестве плавучих средств в промышленном рыбо
ловстве дало возможность почти полностью освободить нашу страну от ввоза корковой пробки. Пенопластические массы внедряются также в холодильную технику, судостроительную промышленность и т. д. Малая плотность, хорошие теплоизоляционные свойства, высокая плавучесть позволили применить пенопласты и при строительстве домиков для полярников.
Пожалуй, трудно указать отрасль промышленности, где пенопласты не приносили бы экономических или технических выгод.
А. А. МОИСЕЕВ, кандидат технических наук.
ЭСТРОГЕНЫ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ
Известно, что регуляция и управление процессами жизнедеятельности организма осуществляются корой больших полушарий головного мозга несколькими путями. Один из них — воздействие через железы внутренней секреции: гипофиз, щитовидную и половые железы, кору надпочечников и др. Выделяющиеся в этих железах по сигналам нервно'; системы особые вещества — гормоны — оказывают направленное воздействие на состояние как отдельных органов, так и на организм в целом.
Естественные гормоны давгго известны науке. Многие из них нашли применение в медицине и животноводстве. Однако широкое использование их гагруднлтельно: они очень дороги.
В результате исследований учеными было установлено, что некоторые органические синтетические вещества напоминают и даже
ггревосходят по своему действию природные гормоны. Несходные с ними по своей химическое природе, они, тем не менее, вызывают у самок животных те же явления, что и природные половые (эстрогенные) гормоны, выделяемые яичниками. К таким эстрогенным веществам относятся: стильбестрол, дине-строл, синестрол, гексестрол и некоторые другие.
Синтетические эстрогены способствуют откорму ряда сельскохозяйственных животных: крупного рогатого скота, овец и кур.
Введенный подкожно или в пищевом рационе стильбестрол приводит, например, к так называемой химической кастрации цыплят. Без существенного увеличения количества поедаемого корма молодые петушки дают привесы на 15—2О°/о больше, чем контрольные, не получавшие препарата. При этом возрастает содержание подкожного и внутримышечного жира. Метод химической кастрации цыплят успешно и широко применяется в Англии.
Диэтилстильбестрол, а особенно стильбестрол очень эффективны при откорме молодняка крупного рогатого скота, Животные, получившие эстрогены, усваивают корма значительно лучше, и призесы в ряде случаев возрастают па 40—45%. Мясо животных, получавших стильбестрол, совершенно безвредно для человека.
Эстрогены в ряде случаев увеличивают толщину и плотность кожи животных, что имеет большое значение при использовании их в кожевенной промышленности.
Ученые всех стран, в том числе и Советского Союза, продолжают исследования синтетических эстрогенов — крайне активных биологических веществ. Особенно важно выяснить механизм их воздействия на обменные процессы До сих пор неизвестно, почему эстрогены благоприятно действуют на организм крупного рогатого скота, овец и не дают никакого эффекта, когда вводятся свиньям, норкам и другим животным. Изучается также их влияние на весь организм:
половую сферу, жировой обмен, окислительно-восстановительные процессы, функции гипофиза, надпочечников и т. д.
Работы в области изучения эстрогенов и их практического применения в животноводстве имеют большое значение в решении ответственных задач, поставленных перед нашим сельским хозяйством
С. В. КОНЕВ, кандидат биологических наук.
Фритты
Многие ученые задумывались над вопросом, нельзя ли приготовить такое удобрение, которое, будучи внесенным один раз в почву, могло бы питать растения в течение длительного времени, например, нескольких лет. Оказалось, что это возможно. Таким качеством обладают, в частности, так называемые фритты (впервые изготовленные в США).
Они представляют сплав стекла или песка с рядом химических веществ, в том числе с микроэлементами— солями железа, меди, бора, марганца, цинка, кобальта, молибдена. В состав фриттов входит от 25 до 75 процентов двуокиси кремния, от 3 до 20 процентов окиси магния, от 2 до 15 процентов окиси калия и окиси железа, от 1 до 10 процентов окиси кобальта или других микроэлементов. Приведенные здесь количества могут быть изменены в зависимости от потребностей растений, химического состава пичвы и других факторов. Составные части смешивают и расплавляют при температуре около 1540сС. Полученную жидкую массу выливают в холодную воду (эта операция носит название «фриттицг») и сплав затем измельчают.
По этому рецепту фритты в течение последних двух лет изготовляются в Новочеркасском политехническом институте и испытываются на полях местных колхозов.
Применяют их одновременно с другими минеральными и органическими удобрениями. Основная ценность фриттов заключается в том, что питательные вещества усваиваются растениями постепенно и на различных этапах развития. Эти удобрения действуют в течение многих лет, они не вымываются водой и не разрушаются обработкой почвы.
Эффективность фриттов изучалась в последние годы в Украинском научно-исследовательском институте физиологии растений и в Одесском сельскохозяйственном институте.
В Институте физиологии растений ставили полевые опыты в условиях слабоподзолистых супесчаных почв окрестностей Киева. Фриттованные микроудобрения вносили в гнезда во время посадки растений (картофеля, сахарной свеклы, капусты и кукурузы) в количестве всего 5 килограммов на гектар вместе с навозом и минеральными удобрениями.
Урожайность картофеля под воздействием цинковых фриттов увеличилась с 251 до 271 центнера с гектара, причем примерно такую же прибавку урожая <21 центнер с гектара) дали комплексные фритты. содержащие в своем составе борные, железные, цинковые и другие микроудобрения.
В Одесском сельскохозяйственном институте изучалось действие на кукурузу цинкового, марганцевого, молибденового и комплексных фриттов. Посев кукурузы осуществлялся квадратно-гнездовым способом в учебном хозяйстве «Червоний хутор». В каждое гнездо вносилось по 0,1 или 0,5 грамма того или другого из указанных фриттов совместно с навозом, а на контрольном участке вносили только навоз. Урожайность кукурузы (в початках) возросла с 40 до 45 центнеров с гектара (для различных фриттов), не считая прибавки урожая зеленой массы.
Чем же объяснить подобное положительное действие этих удобрений? В наших опытах с фриттами мы постарались исследовать некоторые химические процессы, происходящие в растениях. Микроэлементы, находящиеся в фриттах, способны изменить в благоприятную сторону течение ряда химических реакций, коллоидно-химический состав плазмы, поступление воды и соединений химических элементов в клетки и т. д. В результате этого у кукурузы, например, может измениться активность ряда ферментов, течение окислительно-восстановительных процессов, что ведет, в частности, к ускорению созревания растений, к увеличению содержания крахмала в зерне и к общему повышению урожайности.
Исследования показали, что окисляемость тканей листьев в случае использования фриттов уменьшалась на 10—40 процентов. При этом повышалась активность таких важных ферментов, как аскорбин-оксидаза, пероксидаза и полифенолоксидаза. Мы обнаружили увеличение в листьях содержания коллоидно связанной воды, что свидетельствует о благотворном влиянии микроэлементов на засухо- и морозоустойчивость растений.
Наибольший интерес представляет определение количества углеводов в кукурузе, заметно изменяющееся под воздействием элементов, содержащихся во фриттах. Если- в период технической зрелости количество крахмала в зерне контрольной кукурузы составило 67,2 процента, то марганцевый фритт повысил его до 68,1 процента, а цинковый — до 70,6. Это।объясняется более полным переходом сахарозы в крахмал, что свидетельствует об ускоренном созревании зерна.
Применение фриттов может оказаться весьма перспективным в различных зонах страны для увеличения количества и улучшения качества разнообразных сельскохозяйственных культур.
О. К. ДОБРОЛЮБСКИП, кандидат химических наук (Одесса).
ВОКРУГ НАС
УСПЕХИ И ПРОБЛЕМЫ НАУКИ
А. Несмеянов — На стыке наук...........1
II. Семенов — Вон полимеров............3
А. Берлин — Химия больших молекул	6
Б. Кренцель— Основа органического синтеза 12
Ф. Яшунская — Каучук..................17
3. Роговин — Химические волокна ....
Е. Лейкин—В недрах Солнца.............27
Н. Суворов — Плодотворные поиски ... 32
ЛЮДИ СОВЕТСКОЙ НАУКИ
С. Бахтиаров — Во имя науки...........37
НАУКА И ПРОИЗВОДСТВО
В. Казанский — Нефтехимический гигант на Волге.............................40
НАУКА И РЕЛИГИЯ
Д. Шибаев—Крах теории «жизненной силы» 43
Ф. Перельман — По воле человека	.	48
Наука раскрывает «тайны»..............52
В ИНСТИТУТАХ И ЛАБОРАТОРИЯХ
С. Рогожин — Элементоорганические соединения ...............................53
• • •
Н. Гончарук—Пластмассы в овощеводстве . 57
II Шефталь — Синтез кристаллов .... 59
Г. Ястребов — Соперники кожи............65
М. Кальвин — О происхождении жизни	68
По страницам журналов...................71
Обо всем понемногу......................72
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ
Новые книги.............................74
Г. Быков —Труды А. М. Бутлерова ... 75
Ответы на вопросы
76
На 1-й
С. Каплана.
На 2-й
Р. Авотина.
На 3-й
странице
странице
обложки — рисунок
обложки — рисунок
обложки — «Вокруг
странице < нас» (рис. Г. Бедарева).
Вкладки к статьям: «Основа органического синтеза» (рис. М. Улупова), «Каучук» (рис. М. Симакова), «Синтез кристаллов» (рис. Н. Афанасьевой), «Хозяйственные изделия из пластмассы».
...Стирает мать, завтракает старший сын. Он, правда. чем-то удивлен, но об этом разговор впереди. На стене висит картинка, нарисованная его братом, который сейчас красит им самим же сделанную полку. Вот, пожалуй, и все, что можно сказать об этой довольно обычной бытовой сценке. Какую же связь можно усмотреть между тем, что изобразил наш художник, и явлениями и процессами из мира науки и техники? Оказывается, связь есть... Впрочем, судите сами.
Известно, что чем больше содержится в воде солей кальция и магния, тем она жестче. В жесткой воде хуже заваривается чай, в ней не так хорошо развариваются овощи, мясо, крупа. Плохо в такой воде и стирать белье, ибо непроизводительно расходуется мыло: оно начинает давать пену только после того, как соли, вызывающие жестко* ть, будут переведены в нерастворимый осадок (который п- падает на ткани и ускоряет их износ). Для умягчения воды в нее добавляют, например, соду. Процесс водоподготовки имеет очень большое значение в современной технике. Во многих случаях жесткая вода вообще не может применяться. Среди различных способов умягчения воды в последнее время все шире используются так называемые ионит-ы (ионообменные смолы). Пропускание воды через ряд фильтров (общий вид одного из них и изображен на нашем рисунке), наполненных этими синтетическими полимерными веществами, позволяет получить не только мягкую, но и вообще свободную от каких-либо примесей воду.
Тончайшая жировая пленка защищает перья водоплавающей птицы от смачивания водой, делает их гидрофобными. «Как с гуся вода» — гласит старинная русская пословица. Н< свойством водооттал кивания обладают не только жировые пленки. Это в ряде случаев очень ценное свойство приобретают различные материалы, если их обработать жидкими кремнийорга-ническими соединениями. Например, ткань и обувь, пропитанные растворами таких смол, не только не пропускают воды, но даже не смачиваются ею. Вот почему с таким невозмутимым видом под проливным дождем шагает мальчик, которого художник «одел» в необычные костюм и ботинки.
Наверное, каждый знает, что подмороженная картошка имеет сладкий вкус (это и вызвало неприятное удивление завтракающего сына). Чем же это объясняется? В картошке имеется крахмал, представляющий собой полисахарид, который при полном гидролизе превращается в глюкозу. При замерзании вода, содержащаяся в картошке, расширяется, и в результате развиваются значительные усилия, которые вызывают разрыв молекул крахмала, что способствует в конечном счете образованию сахаров. Они и придают мороженой картошке сладкий вкус. Химические превращения полимеров при низких температурах, по мнению некоторых наших ученых, представляют большой научный и практический интерес.
Пройдет немного часов, и масляный лак, которым мальчик покрывает полку, отвердеет. После этого его можно будет удалить только механическим путем: он превратится в нерастворимую пленку. При высыхании многих лаков, эмалей и красок содержащееся в них масло окисляется и превращается в нерастворимое и неплавкое высокомолекулярное вещество, образующее прочную пленку,— происходит полимеризация. Этот процесс находит очень шир* кое применение в промышленности органического синтеза. Многие пластмассы, синтетические волокна и другие искусственные вещества получаются в результате полимеризации.
Главный редактор А. С. ФЕДОРОВ.
РЕДКОЛЛЕГИЯ: И. И. АРТОБОЛЕВСКИЙ, М. А БАБИКОВ. С. А. БАЛЕЗИН, И. Е. ГЛУЩЕНКО, В. И. ДЬЯЧЕНКО, И Г. КОЧЕРГИН, С. Г. КРБ1ЛОВ (зам. главного редактора), И. В. КУЗНЕЦОВ, Н. И ЛЕОНОВ, А. А. МИХАИЛОВ, А. И. ОПАРИН, Г. В. ПЛАТОНОВ, Л. Н. ПОЗНАН СКАЯ (ответственный секретарь), В. Т. ТЕР-ОГАНЕЗОВ, Д. И. ЩЕРБАКОВ.
Художественный редактор С. И. КАПЛАН.	Технический редактор О. ШВОБА.
Адрес редакции: Москва, К-12. Новая площадь, 4. Тел. Б 3-21-22.
Рукописи не возвращаются.
А 00125.	Подписано к печати 10 HI 1958 г.	Тираж 185 000 экз.
Изд. № 381. Заказ № 175.	Бумага 82Х108*'н.	2,62 бум. л.— 8.61 печ. л.
Ордена Ленина типография газеты «Правда» имени И. В. Сталина Москва, ул. «Правды», 24,

ВЫХОДЯТ ИЗ ПЕЧАТИ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЕ КНИГИ:
подтверждающих
Изд. 5-е. Гостех-
АЛЕКСАНДРОВ И.. ГРИГОРЬЕВ Г. Михаил Курако. Изд-во «Молодая гвардия». 8 л. Цена 4 р. 50 к.
Выходец из помещичьей среды. Курако еще мальчиком бежал из родительского дома на металлургический завод. Он стал рабочим: по двенадцати часов в сутки орудовал лопатой и двигал «козу» по рудному двору. увязая в грязном месиве рудной и угольной пыли. Вскоре Курако стал горновым. Прирожденный талант металлурга помог ему со временем стать одним из выдающихся русских доменщиков. По его друзьями всегда оставались рабочие. Вместе с ними он участвовал в революции 1905 года и после поражения попал в ссылку. Он без колебаний принял Великую Октябрьскую социалистическую революцию. Вскоре Курако умер, оставив после себя многочис теиных учеников и замыслы строительства нового завода в Кузнецке по последнему слову техники.
Б ХКУЛЕВ А. Новое в хирургии сердца. Изд-вс «Молодая гвардия». 2 л. Цена 60 коп.
В этой брошюре лауреат Ленинской премии президент Академии медицинских наук А Н. Бакулев расскажет о достижениях современной хирургии сердца, о за иечательных опера ция< делающих здоровыми тяжелобольных людей, и о том. как надо беречь и тренировать сердце.
БЫЛ ИНОВ Н. Испытание. И.зд-во «Молодая гвардия». 4 л. Цена 1 р. 20 к.
Это книга художественных очерков о людях промышленности: рабочих, мастерах, инженерах.— о трудностях, с которыми они борются, добиваясь, чтобы производство лучше работало, изделия становились дешевле, а труд — легче и производительнее.
ГУС"! \Н М., БАРШАЙ Г. Турбобур. Изд-во «Молодая гвардия». 2 л. Ht-iia 60 коп.
Советский турбобур произвел во всем мире такое же впечатление. как и самолет «ТУ-104». Турбобур — это настоящий подъемный экспресс. Он бурит нефтяные скважины в десятки раз быстрее обычных буровых станков, разрушая при этом горные породы, которые тверже стекла.
В брошюре «Турбобур» рассказывается о том. как создавалась эта машина, как она устроена и работает и какие трудност • преодол, вали изобретатели при ее создании.
ДОЛ И ХТОВСКИЙ Ю. Повесть об автомобиле. Изд во  Молодая гвардия». 15 л. Цена 6 руб. Дополненное и переработанное издание.
Научно-художес. венная книга об истории создания современного автомобиля. Большой раздел книги посвящен автомобилю завтрашнего дня и проблемам автомобилестроения
КОЛЬМАН Э. Есть ли бог. Изд-во «Молодая гвардия». 3 л. Цена 90 коп.
Автор брошюры—доктор философии, профессор математики — в простых, коротеньких «рассказах для всех» на основании строгих научных положений доказывает абсурдность утверждений о существовании бога.
В брошюре много примеров, доходчиво мысль автора.
КОРДЕМСКИЙ Б. Математическая смекалка, издат. 26 л. Цена 9 р. 30 к.
Сборник разнообразных и .занимательных
._____г______	.. __________ математических
задач, головоломок, игр, фокусов и развлечений. Книга богато иллюстрирована и хорошо оформлена. Интересна как д тя детей среднего и старшего возраста, так и для в чрослого читателя с самым разнообразным уровнем математической подготовки. ЛЯПУНОВ Б. Огненный вихрь. Изд-во «Молодая гвардия». 2 л. Цена 60 кон.
Огненный вихрь бушует в камерах сгорания газовой турбины. Газовая турбина — это новый мощный двигатель, получивший широкое применение в реактивной скоростной авиации Но в последние годы он начинает проникать и в энергетику, и в промышленность. и на транспорт.
Шестой пятилетний план предусматривает широкое развитие газотурбостроения, одной из важнейших отраслей современной техники.
Я го такое газовая турбина, как она устроена, как работает, какие трудности приходилось и приходится преодолевать создателям газовых турбин.— все эти и другие вопросы освещаются в очерке «Огненный вихрь».
ВСЕСОЮЗНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ КНИЖНОЙ ТОРГОВЛИ