Текст
                    химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР 1970


Создание нового шрифта — искусство. Новые шрифты разрабатывали многие выдающиеся художники прошлого. На этой странице обложки — рисунок буквы R, приписываемый Леонардо да Винчи. Первые правила построения латинского шрифта были опубликованы в Венеции в 1509 году в трактате «Божественная пропорция». Автором трактата был Лука Пачоли, ученик Леонардо. Основные положения Л, Пачоли таковы. Основа композиции любой буквы — квадрат, стороны которого поделены на девять частей. Основной штрих буквы равен одной девятой части ребра. Вся композиция должна быть как можно более симметричной. В наше время создаются новые написания шрифтов, делаются типографские шрифты из новых материалов. Об одном из них рассказано в заметке «Пластмассовый шрифт и машина, которая его отливает». Па 1-й стр. обложки — фото Л. Чистого к публикуемой в этом номере журнала статье «Одуванчик»
химия и жизнь № 6 А. Левитов П. А. Баранов Э. И. Мамонтов 0. Либкнн М. Черненко В. Г. Богомолов 2 4 7 8 10 18 20 22 Н К- Абубакиров Г. Д. Малиничев В. Синюков Л. Чистый Л М. Сулимеико 23 В А. Энгельгардт 29 33 38 В. Цукерман 41 48 52 Т. Н. Комровская 5*> ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО- ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР ИЮНЬ 1970 ГОД ИЗДАНИЯ 6-й Завод, который построят через десять лет Проблема S Информация Химия-70 Проще и дешевле обычного Мастерские науки Третий этап хирургии Опыты в Дрездене: следующий шаг Пластмассовый шрифт и машина, которая его отливает За что присуждена Нобелевская премия по химии 1969 года Элемент №... Галлий Наука ленинской эпохи Проблема жизни в современном естествознании Аквариум и стероидные гормоны Загадочные шары из Центральной Америки: пришельцы ни при чем Все краски мира Гипотезы Виноват подводный вулкан Как увеличить чувствительность фотопленки Учитесь переводить Французский — для химиков Живые лаборатории М Мазуренко, А. Фридман Р. Бредбери Ф. Ф. Мачульский Д. Н. Осокина А. В. Гранин, В. С. Воробьев П. Я. Жадан Л. И. Пономарев 57 60 63 65 67 68 72 74 76 78 80 85 87 94 96 Одуванчик Вино из одуванчиков Йодная лампа Как делают вещи и вещества Карандаш «Этюд», он же фломастер Из старых журналов Зубы Как делают зубные щетки «Поморин» и другие Консультации. Из писем в редакцию Новости отовсюду Сад без ядохимикатов Люди, события, кванты... Клуб Юный химик Два сообщения о моющем средстве нового типа Комары ие любят чеснока Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, С. В. Кафтанов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, Б. Д. Мельник, B. И. Рабинович (ответственный секретарь), П. А. Ребиндер, М. И. Рохлин (зам. главного редактора), C. С. Скороходов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), Н. М. Эмануэль Редакция: Б. Г. Володин, М. А. Гуревич, B. Е. Жвирблис, A. Д. Иорданский, О. И. Коломийцева, О. М. Либкин, Э. И. Михлин, Д. Н. Осокнна, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева, B. К. Черникова Художественный редактор C. С. Верховский Технический редактор Э. С. Язловская Корректоры: Г. Н. Нелидова, Е. И. Сорокина При перепечатке ссылка на журнал «Химия и жизнь» обязательна Адрес редакции: Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны: 135-52-29, 135-04 19, 135-63-91 Подписано к печати 15/V 1970 г. Т07781 Печ. л. 6 + вкл. Усл. печ. л. 10,08. Уч.-изд. л. 11 Тираж 145 000. Зак. 158 Дена 30 коп. Московская типография № 13 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, ул. Баумана, Денисовский пер., д. 30.
ЗАВОД, КОТОРЫЙ ПОСТРОЯТ ЧЕРЕЗ ДЕСЯТЬ ЛЕТ
На фотографии — макет завода синтетического каучука, который будет построен через десять лет... Завода, который обойдется почти вдвое дешевле аналогичного предприятия, пущенного в 1970 году... Будет выпускать синтетический каучук вдвое дешевле сегодняшнего... Расходовать лишь треть электроэнергии, необходимой современному заводу СК, только 30% пара, 15% воды, 25% холода... Завод, который будет построен через десять лет, рассчитан и спроектирован в Государственном проектном и научно- исследовательском институте промышленности синтетического каучука — Гип- рокаучуке. Исходные точки этого проекта, как и всякого другого,— проектное задание и описание технологического процесса, созданного химиками «в стекле». Прежде чем дать задание проектировщикам, исследователи проверяют новую технологию на опытной установке, вырабатывающей за час, как правило, не больше одного килограмма каучука. Завод средней мощности должен за те же шестьдесят минут выпустить десять тонн продукции. И у заводских агрегатов должны работать обычные аппаратчики, а не кандидаты и доктора наук... Один килограмм и десять тонн — вот исходная арифметика Гипрокаучука. Объем производства должен быть увеличен в 10 000 раз, качество каучука должно оставаться неизменным. Если измерить детали лабораторной установки — колбы, холодильники, переходники — и увеличить их в 10 000 раз, то что получится, к примеру, из обычной колбы?.. Значит, самое «простое» решение оказывается неверным. И проектировщики, используя сложнейшие методы расчета и теорию подобия химических аппаратов, увеличивают давление в реакторах и колоннах, чтобы в натуре процесс шел интенсивней, чем «в стекле», чтобы размеры не нужно было умножать на 10 000... Конструктор самолета проверит свои расчеты на опытной машине, сделанной точно по чертежам «один к одному*. Проектировщик завода СК такой возможности лишен. Готовое предприятие. строительство которого обойдется в сотни миллионов рублей, поставит его перед свершившимся фактом: ошибся в расчетах, не знал, подвела интуиция — в строительство вогнали лишние тысячи тонн стали, каучук не соответствует ГОСТам, завод ие работает... Последнее, кстати, ие исключено. Завод СК — сложнейшая машина (несравненно сложнее самолета), агрегаты которой связаны десятками тысяч километров труб и электрических проводов,— должен работать в едином ритме, (И если бы один узел или агрегат вышел из строя, то не работал бы весь завод. А этого не бывает.) В 1962 году Гипрокаучук впервые в Советском Союзе применил макетно-мо- дельный метод проектирования. Помимо традиционной документации, институт стал выпускать макеты спроектированных заводов в масштабе 1 : 25. Макеты настолько подробные, что строители и монтажники предпочитают обходиться вовсе без чертежей. Омский и Нижнекамский заводы синтетического каучука, многие производства Куйбышевского завода проектировали новым методом и строили по макету. И сроки проектирования, и сроки строительства были сокращены на 25% по сравнению с существующими нормами. Чтобы еще ускорить проектирование, сделать его почти безошибочным, приблизить к идеалу, в институте несколько лет назад начали использовать электронно-вычислительные машины. В Гип- рокаучуке появился новый отдел, Отдел вычислительной техники — институт в миниатюре. Рассчитывая аппараты методом последовательного приближения, электронный проектировщик не только быстро находит лучшие соотношения между их размерами и режимом процесса, но и вводит поправки, вытекающие из всего предшествующего опыта ученых, конструкторов, инженеров. Проекты строящихся сейчас заводов СК выполнены в Гипрокаучуке уже в «электронный период». Проект завода 1980 года — тоже. И еще одна линия проектирования, которая неуклонно проводится в Гипрокаучуке. Завод будущего должен быть не только экономичным и производительным, он должен быть безвредным для человека, для природы. Вот иоче- S
му в каждом проекте нового завода СК предусмотрены: воздушное (а не водяное) охлаждение аппаратов, системы биологической очистки, агрегаты для сжигания органических примесей в сточных водах. Так работает Гипрокаучук — первый в мире институт промышленности СК, институт, который проектировал: первые в мире опытные заводы СК. первое в мире промышленное производство С К, первые в мире заводы синтетического спирта, «Если сырьевая база азотной промышленности — воздушный океан, вода и природный газ — не ограничивает масштабов нового строительства, а разведанные к настоящему времени залежи калийных солей обеспечивают развитие производства калийных удобрений более чем иа тысячелетие, то изученных к настоящему времени запасов отечественного фосфорного сырья при намеченных больших объемах производства удобрений хватит всего на несколько десятилетий». Эти слова были сказаны академиком С. И. Вольфковичем иа IX Меиделееев- ском съезде пять лет назад. Проблема первое в мире промышленное производство изопрена. А также завод СК, который будет построен через десять лет. А. ЛЕВИТОВ > Фото А. РАБОТНОВА фосфора не утратила своей остроты ir^ сейчас. О ней знают, над ее решением бьются химики и геологи. Насытить землю фосфором — и сегодня, и в будущем — это, бесспорно, главная сейчас агрохимическая проблема. Но в последние годы у агрохимиков появилась еще одна причина для беспокойства. Есть элемент, который раньше специалистов по минеральным удобрениям абсолютно не волновал, хотя элемент этот жизненно важен и для растений, и для высших организмов. Он входит ч в состав белков и ферментов, его соединения есть в растительных тканях, 4
в клеточном соке бобовых. Установили, что потребность растений в этом элементе немногим меньше их потребности в фосфоре. Знали, что еще в XVIII веке одним из соединений этого элемента — веществом очень распространенным и дешевым — удобряли посевы клевера и получали большой урожай. Но лишь в таблице Менделеева этот элемент стоит неподалеку от трех «китов» агрохимии — N, Р, К. А в агрохимических справочниках этот элемент числился во второстепенных. Более того, целые коллективы исследователей и технологов годами трудились, чтобы предельно уменьшить содержание этого элемента в новых удобрениях. Вредным для растений его никто не объявлял, просто обозвали балластом. Речь идет о сере. В прошлом году научно-производственный журнал «Химия в сельском хозяйстве» поместил статью академика ВАСХНИЛ П. А. Баранова «Об удовлетворении потребности растений в сере и серусодержащих удобрениях». Вот несколько тезисов из этой статьи: ...Подсолнечник, пшеница, люцерна и некоторые другие культуры выносят из почвы больше серы, нежели фосфора. ...Лишь 15—20% от общего количества серы находится в земле в доступной для растений форме. ...Доля сульфата аммония в производстве минеральных удобрений за 12 лет (с 1953 по 1965 год) сократилась в Европе почти вдвое, а в США — в 7 раз. ...В последние годы в разных странах ведутся многочисленные исследования по серным удобрениям. ...В 1966—1967 годах цены на серу в США выросли на 50%. ...В туковой промышленности нашей страны с начала пятидесятых годов появились те же тенденции, какие за рубежом уже привели к многочисленным проявлениям серной недостаточности. ...Необходимо безотлагательно организовать изучение проблемы серы по зонам страны... С автором этой тревожной и в какой-то мере сенсационной статьи встретился корреспондент «Химии и жизни». Рассказывает академик ВАСХНИЛ П. А. БАРАНОВ — Только, пожалуйста, не изображайте дело так, словно серные удобрения — последнее слово агрохимии. Еще в конце девятнадцатого века профессор Киевского университета С. М. Богданов рассматривал серу как полезнейшее для растений вещество. О самостоятельной роли серы в агрохимических процессах еще в 1931 году писал профессор А. П. Калужский. По его мнению, сера, окисляясь в почве, как бы пробуждала «дремлющий» фосфат, помогала переходу его в усвояемые растениями формы. И в других странах ученые понимали, что сера так же необходима растениям, как фосфор, азот или калий. Но до последнего времени проблемы серных удобрений не существовало, потому что ие было причин для серного голодания растений. Удобряя землю калием, фосфором или азотом, в нее одновремеиио вносили и серу, причем в единственно усвояемой растениями форме — в виде сульфатов. Группу S04 содержат и суперфосфат, и сульфат аммония, и сульфат калия. Еще одним источником усвояемой серы была атмосфера: сера всегда есть в угле, и при сжигании последнего в атмосфере появляется сернистый газ S02. Вместе с осадками он выпадает иа землю и в почве окисляется. В общем, серы хватало до тех пор, пока мы сами не стали избавляться от нее. Серу «атаковали» одновременно с трех сторон. Стали применять концентрированные удобрения. Двойной суперфосфат действительно содержит двойную дозу фосфора, ио серы в ием почти нет. Комплексные удобрения, как правило, вообще бессульфатные. А перевод значительной части промышленности на электричество, нефть, природный газ значительно сократил количества «угольно-атмосферной» серы во многих странах и районах. Так появилось еще одно неожиданное и нежелательное следствие научио-техиического прогресса. Третья причина уменьшения количества серы в почве — самая главная. Это рост урожаев и, как следствие, больший вы- нос серы растениями. Все это привело к серному голоданию растений, особенно в промышленпп 5
и, если можно так выразиться, агрохимически развитых странах. Хочу привести один пример из американской научной статьи. Когда хлопковую плантацию удобряли комплексными туками, прирост урожая составил 11 центнеров с гектара, а когда, помимо комплексных удобрений, вносили и серные, прирост урожая был 13 центнеров с гектара. Нужно иметь в виду, что серные удобрения влияют не только на количество, но и на качество урожая. Без серы нет белка: она входит в состав некоторых незаменимых аминокислот. Влияние этого вида удобрений на морозостойкость злаков доказано опытами. Серные удобрения способствуют образованию органических веществ, содержащих сульфогидрильные группы—1 SH, которые и повышают морозостойкость. Одним словом, необходимость серы как удобрения доказана неоднократно. Это не значит, конечно, что уже не нужны новые исследования в этой области. Прежде всего, нужно точно установить, где, в каких районах страны, серные удобрения особенно необходимы. Нужно составить своего рода карту — карту серной недостаточности. Химизация сельского хозяйства в нашей стране идет полным ходом. Выпуск сложных и концентрированных удобрений год от года растет, и это очень хорошо. Но нельзя забывать о том, что все в природе теснейшим образом взаимосвязано и взаимозависимо. Согласитесь, что глупо затрачивать миллионы рублей на удаление из суперфосфата «балластного» гипса, а потом везти на поля тот же самый гипс. А1ожно сокращать производство сульфата аммония, заменяя его более эффективными азот-4 ными удобрениями, но пренебрегать при этом зарубежным опытом (достаточно горьким) как минимум неразумно. Не поймите, что я призываю к отказу от концентрированных и комплексных удобрений. Они необходимы. Но планируя еще больший рост продуктивности социалистического земледелия, нельзя забывать о сере, которая по праву должна стать четвертым агрохимическим макроэлементом. Думаю, что уже через несколько лет агрохимики перестанут говорить о большой тройке — N, Р, К, а будут писать о большой четверке: те же плюс сера.
ИНФОРМАЦИЯ ОТДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ХИМИИ АКАДЕМИИ НАУК СССР ПРОВЕЛО СВОЮ ВЫЕЗДНУЮ СЕССИЮ В ГОРОДЕ ДЗЕРЖИНСКЕ Открывая эту сессию, академик-секретарь Отделения общей и технической химии А. Н. Несмеянов в шутку рассказал, как корреспондент местной газеты хотел заранее получить ответ на вопрос: чем она войдет в историю — выездная сессия в городе Дзержинске?.. Вероятно, на вопрос корреспондента нелегко было бы ответить даже после закрытия сессии. Но если говорить серьезно, то установить логическую связь между этим событием и историей не так уж трудно — вовсе не случайно в ленинском юбилейном году ведущие ученые-химики и руководители одного из химических промышленных центров нашли и такую форму содружества науки с производством. Вероятно, ни одна сессия отделения не была еще такой многолюдной. Три дня подряд — 22, 23 и 24 марта зрительный зал городского Дворца культуры химиков был полон до отказа. Чуть не тысяча человек, главным образом инженеры и техники многочисленных заводов Дзержинска, знакомились с достижениями современной науки. А приехавшие на сессию ученые, в свою очередь, каждый день знакомились с современным производством. Сессия заслушала десять докладов. Дирэктор Института физической химии академик Виктор Иванович СПИ- ЦЫН рассказал, как развивалась в нашей стране, следуя заветам В. И. Ленина, химическая наука. Академик Александр Николаевич НЕСМЕЯНОВ доложил об исследованиях и успехах ученых, занимающихся проблемой искусственной и синтетическое пищи. Доклад сопровождался дегустацией блюд, приготовленных из продуктов, не используемых обычно в пище человека — в основном, из дрожжевого белка. Доклад заведующего отделом Института химической физики академика Николая Марковича ЭМАНУЭЛЯ был посвящен новым проблемам химической кинетики и биологии, в частности — исследованию механизма образования и развития опухолей. О научных работах по химии металлооргани- ческих соединений говорил директор Института химии АН СССР в городе Горьком академик Григорий Алексеевич РАЗУВАЕВ. Член-корреспондент АН СССР заведующий кафедрой Горьков- ского государственного университета Григорий Григорьевич ДЕВЯТЫХ еде лаг. доклад об исследованиях в области химии веществ особой чистоты. Директор Новосибирского института органической химии академик Николай Николаевич ВОРОЖЦОВ рассказал о синтезе и исследованиях перфтораро- матических соединений. Доклад начальника центральной лаборатории Черноре- ченского химического комбината Григория Мироновича СТРОНГИНА был посвящен техническому прогрессу на химических предприятиях Дзержинска. О новых работах по полимерам и сополимерам на основе метилметакрилата и винилхлорида докладывал директор Научно-исследовательского института хлор- органических продуктов (Дзержинск) Сергей Алексеевич АРЖАКОВ. С докладом о проблемах радиационной и ядерной химии выступил заведующий лабораторией Института химической физики член-корреспондент АН СССР Виталий Иосифович ГОЛЬДАНСКИИ. Заведующий лабораторией того же института член- корреспондент АН СССР Николай Сергеевич ЕНИКОЛОПОВ рассказал участникам сессии о новых методах получения полимерных материалов. Но, разумеется, докладами работа сессии не ограничивалась. Неизвестно, кто и когда первым обратил внимание на то, что главная польза от любой встречи людей одной профессии— в личном общении этих людей друг с другом, в том, что иногда именуется кулуарами. В Дзержинске это общение продолжалось с утра, когда сотни химиков собирались в фойе Дворца культуры, и до позднего еечера, когда радушные хозяева и их гости после многочасовых деловых экскурсий по цехам очередного завода продолжали деловые дискуссии. И можно было видеть невооруженным глазом, что и тем и другим все это в высшей степени интересно. Вероятно, уже потому, что заводской инженер все-таки не каждый день обсуждает дела своего цеха с академиком, а академик не каждый день разбирается в технологических тонкостях этого цеха... Этот подлинный взаимный интерес и есть, пожалуй, лучший залог того, что академическая выездная сессия в Дзержинске не останется единственной в своем роде. 7
В сентябре этого года в московском парке «Сокольники» откроется международная выставка «Химия-70». Начиная с этого номера, мы будем рассказывать о наиболее важных советских экспонатах выставки. ХИМИЯ-70 ПРОЩЕ И ДЕШЕВЛЕ ОБЫЧНОГО В России разработан новый метод производства серной кислоты, который надежней и дешевле обычного. «European Chemical News» На схеме — два способа производства серной кислоты: классический контактный и новый, созданный советскими химиками. Не нужно быть специалистом, не нужно с карандашом в руках разбираться в тонкостях технологии, чтобы убедиться в очевидных преимуществах второго. Даже на принципиальной схеме новый метод (нижняя цепочка) выглядит несравненно проще классического. По крайней мере прямоугольников, каждый из которых обозначает аппарат, башню или фильтр, в нижней цепочке вчетверо меньше. Это — на схеме. А на сернокислотном заводе каждый «прямоугольник» либо занимает десятки квадратных метров, либо тянется вверх на несколько этажей. Каждый «прямоугольник» — это тонны высококачественной стали, пластмасс, керамики. Каждый «прямоугольник» потребляет тепло, воду, тысячи киловатт-часов электроэнергии. Каждый «прямоугольник» окружен насосами, электродвигателями, задвижками, автоматическими приборами, паутиной разноцветных газоходоз и кислотопроводов. Наконец, возле каждого «прямоугольника» должны стоять люди... Если же учесть, что самая известная и самая дешевая из кислот, серная, — один из главных химических продуктов, что она незаменима в производстве пластмасс и тканей, минеральных удобрений и кожи, нефтяной и металлообрабатывающей промышленности, если учесть, что во всем мире ежегодно выпускают десятки миллионов тонн «хлеба химии» — серной кислоты, вес выброшенных из технологической цепочки башен, колонн и аппаратов неизмеримо возрастет, В производстве таких масштабов даже один процент сэкономленного сырья или материалов сулит огромные выгоды. А новый способ производства серной кислоты, так называемый метод СО (метод сухой очистки), примерно на четверть дешевле существующих. Все эти достоинства нового метода уже проверены на практике. Первая опытная установка производительностью несколько тонн кислоты в сутки пущена в городе Орджоникидзе на заводе «Электроцинк» в 1958 году. После ее успешных испытаний там же был построен сернокислотный цех, работающий по этой схеме. В первые же дни работы опытной установки, а позднее и цеха выявились непредвиденные преимущества нового метода, куда более важные, нежели экономия производст- ^ венной площади, металла, энергии. ^ Обычно в каждом кубометре отходящих газов сернокислотных заводов содержится до пятисот миллиграммов кислоты, агрессивность которой хорошо известна. А из труб цеха СО в Орджоникидзе (этот город, кстати, находится в курортной зоне, где требования к чистоте воздуха особенно строги) в атмосферу попадает по крайней мере в десять раз меньше ядовитого тумана. Кроме того, цех СО потребляет в несколько раз меньше воды, чем цехи, работающие по классической контактной схеме. Значит, в реки, озера и моря будет попадать значительно меньше ядовитых сернокислотных отходов... Таковы в самых общих чертах причины, по которым сообщение об изобретении советских химиков было опубликовано в трудах Комиссии по экономической помощи странам Азии и Дальнего Востока при Организации Объединенных Наций, по которым Англия, Бельгия, Индия, Франция выдали патенты на это изобретение. Во многих других странах (и в том^ числе в Италии, Японии) патенты оформля- * ются, а ведущие зарубежные химические фирмы изъявили желание приобрести лицензии на новый метод. Инженер Э. И. МАМОНТОВ Самый распространенный в промышленности контактный способ производства серной кислоты (верхняя вегвь схемы) известен уже несколько десятков лет. Колчедан (или другое сырье, содержащее серу) обжигается в печи. Образующийся сернистый газ (S02) очищается от пыли, затем его орошают холодной разбавленной кислотой. Газ охлаждается, и наиболее вредные гшимеси — соединения 8
серы, мышьяка, селена — в виде тумана осаждаются в «мокрых» электрофильтрах. Затем газ сушат, подогревают и направляют в контактные аппараты, где он реагирует с кислородом и превращается в серный ангидрид (S03). В абсорберах 503 подвергают обработке сначала водой, потом разбавленной кислотой, концентрация которой в процессе абсорбции постепенно увеличивается. В новом методе производства серной кислоты (нижняя ветвь схемы), который разработан в Научно- исследовательском институте удобрений и инсектофунгицидов имени Я. В. Самойлова (ИИУИФ) под руководством профессора А. Г. Амелина, процесс превращения S02 в S0$ не изменился. Зато из технологической цепочки выброшены самые непроизводительные и «противоречивые» стадии: охлаждение и увлажнение сернистого газа, его осушка и подогрев, которые даже на принципиальной схеме занимают большую часть технологической цепочки. На заводе «Электроцинк» газ не подвергают «мокрой» обработке, он направляется в контактный аппарат из сухого фильтра - отсюда и название метода. В последней стадии производства абсорбция заменена конденсацией серного ангидрида. Усовершенствования, которые ввели химики НИУИФа в контактный способ, привели и к снижению содержания серной кислоты в отходящих газах. Объясняется это следующим образом. Во-первых, аппараты установок, работающих по схеме СО, находятся под разряжением. Во-вторых, охлажденные в процессе конденсации частицы тумана имеют достаточно большие размеры и легко улавливаются фильтрами. А замена абсорбции конденсацией привела к резкому снижению расхода воды 9
МАСТЕРСКИЕ НАУКИ ТРЕТИЙ ЭТАП ХИРУРГИИ Фотокорреспондент журнала Л. ЧИСТЫЙ побывал в клинике Института трансплантации органов и тканей. Эта и следующие фотографии сделаны им во время реконструктивной операции на печени, которую проводил старший научный сотрудник института К. Н. Цацаниди. Задача хирурга — восстановить функцию больного органа: ведь пересадки печени в клиниках еще не делают. Но одно из отделений нового института носит многообещающее название — <хотде гение хирургии и пересадки печени» Еще несколько лет назад латинское слово «трансплантация» было сугубо медицин ским термином и мало что говорило широкой публике. Теперь оно мелькает на страницах газет и журналов без всяких пояснений. Произошло это потому, что в шестидесятых годах трансплантация органов (или, если хотите, пересадка), бывшая до того уделом теоретиков и экспериментаторов, вошла в хирургическую практику. К началу 1970 года в мире было сделано около 200 пересадок сердца и более 3000 пересадок почки. Оставим пока в стороне вопрос об успехе и оправданности многих из этих операций и отметим лишь, что цифры внушают уважение. Казалось бы, пик интереса к трансплантации должен был миновать. Но так не случилось. Трансплантация органов стала как бы устойчивой сенсацией — не той, которую создают журналисты, долгие годы идущие по следам снежного человека, а сенсацией подлинной, научной. Однако здесь речь пойдет не об ошеломляющих новинках трансплантации (которые, как можно догадаться, появляются не слишком часто). В мае 1969 года в Москве был создан новый институт Академии медицинских наук СССР — Институт трансплантации органов и тканей, который возглавил известный советский хирург член-корреспондент АМН СССР Г. М. Соловьев. Спустя несколько месяцев наш корреспондент О. ЛИБКИН беседовал со специалистами института о первых его шагах и о задачах, близких и дальних. Заместитель директора института профессор И. А. БЕЛИЧЕНКО: Хирургия в своем развитии прошла три этапа. На самом раннем все операции сводились к удалению больного органа. Потом медицина поднялась ступенькой выше: появились операции восстановительные н реконструктивные, когда больной орган сохранялся. И уже в наши дни начался третий этап хирургии — трансплантация, замена больного органа здоровым. Наш институт — первые в стране, работающий в этом третьего самом новом направлении. Люди, любящие свое дело, порой видят его истоки в более глубоких слоях, нежели историки науки. В кабинете И. А. Бе- лнченко висит репродукция со средневековой картины, изображающей врачевателей Косьму и Дамиана. Если верить легенде, то более чем святостью прославились они умением пересаживать конечности... Но будем говорить о реальных фактах. Первые научные эксперименты были сделаны только в начале нашего века, Когда французский хирург Гутри пытался пересадить животным почку и сердце. Нельзя сказать, что эти и многие последующие опыты были приняты современниками С ВОСГОрЮМ, U ДЬ 'ill! Ы1 11
дали практических результатов. Сейчас начинают ворошить историю трансплантации, и всплывают забытые имена. Так, в 1934 году советский хирург Ю. Ю. Вороной пытался пересадить почку, подключив ее к сосудам бедра. Но эта попытка была предпринята слишком рано: сведения о несовместимости тканей были еще слишком скудны. Естественно, операция была обречена на провал. Несколько десятилетий ведутся в нашей стране экспериментальные пересадки. Профессор Н. П. Синицын работал с органами холоднокровных животных, профессор В. П. Демихов пересаживал собакам сердце вместе с легкими, А. Г. Лапчинский успешно занимался трансплантацией конечностей. В 1965 году в Институте клинической и экспериментальной хирургии, возглавляемом академиком Б. В. Петровским, больному была пересажена почка. Заведующая отделением сосудистой хирургии и пересадки почки доктор медицинских наук Е. В. ПОТЕМКИНА: От уремии только в нашей стране умирает ежегодно несколько тысяч человек. Половину из них еще можно спасти пересадкой почки. В малой операционной шла пустяковая операция: больному с хронической почечной недостаточностью вшивали в руку пластмассовые шунты. Соединенные с артерией и веной, они нужны для того, чтобы подключить больного к аппарату «искусственная почка», который очистит кровь и поможет больному избежать уремии — отравления крови шлаками. В халатах, шапочках и респираторах, в белых матерчатых бахилах, завязанных под коленом тесемочками, мы, возглавляемые старшей сестрой, совершали обход отделения. Палаты, комната анестезиологов, кондиционеры, подающие в операционную стерильный воздух, еще пустой стерильный бокс для больных после пересадки, куда имеют право войти лишь лечащий врач и медсестра, да и то в стерильной одежде. И, наконец, две комнаты рядом: в одной — аппарат «искусственная почка», в другой — больной, читающий газету. О существовании аппарата напоминают лишь два белых шлаига из гибкого пластика* идущие от кровати к отверстию в стене. Когда почки не успевают выводить из организма шлаки, больной может прожить несколько лет на строгой диете и режиме: вредные примеси будут удаляться и через кишечник, и через кожу. Но рано или поздно наступит момент, когда такая компенсация окажется недостаточной. Яды начнут накапливаться в крови, резко повысится кровяное давление. Гипертония — это один из механизмов компенсации: сердце вынуждено прогонять через почки больше крови, чтобы успеть ее очистить. Врачи систематически следят за основными биохимическими показателями крови: ее химический состав — самый чувствительный барометр болезни. Перемена наступает внезапно. Почки начинают работать просто как механический фильтр. Содержание мочевины подскакивает порой в десять раз. Еще опаснее увеличение концентрации калияз он нарушает сердечную деятельность — вплоть до остановки сердца. Вот тогда- то больного и лечат «искусственной почкой», периодически подключая его к аппарату. Такое лечение эффективно, но не очень удобно: больному приходится регулярно, раз в несколько дней являться на процедуру; он не в состоянии далеко уехать, даже если разрешает врач, — вполне объяснимая боязнь. Но травмируется не только психика. Частые вторжения во внутреннюю среду человека грозят всевозможными осложнениями. Единственный радикальный выход — пересадка почки. Заведующая лабораторией иммуиогеие- тики доктор биологических иаук Ю. М. ЗАРЕЦКАЯ: Сейчас мы зиаем 17 систем антигенов, и три из них заведомо сильные — совпадение по ним у донора и реципиента обязательно. Это относится к любым пересадкам, в том числе и почки, и сердца. Пренебрежение законами иммунитета приводит к печальным последствиям. Известный американский врач Д. Кули, славящий- 12
\ :Ы- *йа. ся виртуозной хирургической техникой, сделал 22 пересадки сердца без учета требований иммунологии, и все 22 пациента скончались. Мы привыкли к тому иммунитету, который оберегает нас от микробов. Но с любой пересаженной тканью происходит то же, что и с микробами: она химически чужда организму, ее белки построены по своему генетическому коду, и потому оиа отвергается. Все теплокровные животные, и человек в том числе, могут усваивать белки только через желудок и кишечник, и то потому, что там они расщепляются до своих составных частей — аминокислот, а дальше всякий организм строит из них белки на собственный лад. Но стоит ткани попасть в организм иным путем, как начинают работать антигены, которые ответственны за отторжение. Лимфоциты вырабатывают антитела, они движутся к месту пересадки и в конце концов убивают клетки трансплантата. Здесь, в лаборатории иммуногене- тики, изучают, как распределяются среди населения те самые семнадцать систем антигенов. Со временем в этом вопросе будет такая же ясность, как сейчас с группами крови. Но пока... Три системы сильные, но чем из остальных четырнадцати можно пренебречь? Что предпочесть? И нет ли иных, не найденных еще систем? Как бы то ни было, каждый больной, которому предстоит пересадка, помимо множества анализов, проходит еще типирование — иммунологи определяют его трансплантационные антигены. Пересадка возможна лишь тогда, когда основные системы антигенов донора и реципиента совпадают. И. А. БЕЛИЧЕНКО: Иммунологические характеристики у разных людей совпадают очень редко. Существует всего одни шанс из 280, что орган, взятый у донора, подойдет данному реципиенту. 13
И может случиться так, что орган ие удастся использовать в своей клинике. Необходим всесоюзный координационный центр по пересадке, и таким центром может стать наш институт. Конечно, координация нужна и в теоретических работах, и в методологии. Но это — вопрос будущего, когда институт окрепнет и окончательно станет на ноги. А вот объединение усилий, постоянный обмен информацией и взаимная помощь всех клиник, где пересаживают почку (а в перспективе и сердце), насущно необходимы сейчас, немедленно. В Москве такая связь налажена между тремя институтами: трансплантации, клинической и экспериментальной хирургии, 2-м медицинским с его урологической клиникой. Но центры по пересадке почки есть уже в Ленинграде и Тарту, Новокузнецке и Вильнюсе; они будут созданы и в других городах. Необходима координация всесоюзная. Случается так, что в клинике ждут пересадку десять, двадцать больных. Их периодически подключают к «искусственной почке», потом выписывают и вновь берут в клинику — для ожидания. А подходящего донора все нет — в этом городе и по тем сведениям, которыми располагают хирурги... Между тем эти сведения ограничены. Бригады врачей (в каждую обязательно входит судебно-медицинский эксперт) дежурят в реанимационных отделениях скорой помощи, нейрохирургических клиник. Они могут взять орган только после того, как врач-реаниматор, спасающий человеческую жизнь, даст заключение о смерти. Но много ли может позволить себе клиника держать таких бригад? Да и реанимация теперь (к счастью!) на высоте. Единой же оповещающей системы пока нет. Но взять орган — это еще не все. Его нужно доставить к месту операции так, чтобы он сохранил свою жизнеспособность. Заведующий лабораторией экспериментальной хирургии доктор медицинских наук Г. С. ЛИПОВЕЦКИИ: Сейчас мы умеем хранить орган, взятый у донора, несколько часов. Этого достаточно, чтобы доставить его при необходимости в другой город на самолете. Орган, который предстоит пересадить, поступает в клинику белым как бума- \ га — после перфузии. Вот что такое перфузия: через сосудистое русло прогоняют коллоидный раствор, несущий питательные вещества, кислород, химические стимуляторы. Но одного этого мало: если орган не охладить, то обменные процессы пойдут слишком быстро. Другой способ консервации органов — гипотермия, охлаждение. Почку, отмытую коллоидным раствором, доставляют в клинику в особых контейнерах со льдом. Есть и еще один способ — гипербариче- А ский:< если повысить давление кислорода, он легче проникает в ткань и как бы поддерживает в ней жизнь. Идеальным будет, наверное, сочетание всех трех способов. Но чтобы достичь идеала, нужны аппараты, скажем, камера повышенного давления с регулируемой температурой и системой для непрерывной промывки органа. Это уже инженерная, а ие хирургическая задача. В будущих штатах института предусмотрены и конструкторы. Но пока здесь V работает всего около ста пятидесяти человек — биохимиков, физиологов, врачей, медсестер. Институт только начинается... Е. В. ПОТЕМКИНА: Сама операция пересадки почки несложна для того, кто хорошо знает сосудистую хирургию. Весьма существенная оговорка: «Для ф того, кто хорошо знает...». Почку пересаживают не на ее «законное» место, куда хирургу трудно добраться (да и незачем излишне травмировать больного). Место новой почки — в низу живота, в так называемой подвздошной области. Тот, кто на личном опыте сталкивался с аппендицитом, прекрасно знает, где находится эта «подвздошная область». Хирург накладывает два сосудистых анастомоза, иными словами, подшивает сосуды к артерии и вене. Белая почка прямо на гла- ^ зах наполняется кровью, пульсирует, становится упругой. Иногда почка начинает выполнять 14
свои обязанности прямо во время операции. Возможно, не каждому читателю по душе такие подробности. А хирурги уверяют, что когда они видят это, их не покидает ощущение, будто человек родился заново. Г. С. ЛИПОВЕЦКИЙ: Пересадка почки стала возможной в свое время только потому, что был накоплен колоссальный экспериментальный материал. Пока не будет подобного материала по трансплантации сердца, мы не имеем права выйти в клинику. Над столом Г. С. Липовецкого — расписание: дата, кличка собаки-донора и собаки-реципиента, кто оперирует, кто ассистирует, кто дает наркоз н т. п. На каждый рабочий день. Операции ведут по всем канонам хирургического искусства. По многу часов кряду. Задача экспериментаторов может показаться пока достаточно скромной'— догнать другие лаборатории. Чтобы потом — перегнать. Сейчас в Институте трансплантации пересаженное в нестерильном, «остром» опыте сердце собаки живет по нескольку часов. Это немного. Но ведь цель эксперимента на сегодня — отработать хирургическую технику. И кроме того, новый коллектив должен сработаться — не только технически, но и психологически. А помимо техники, здесь занимаются тем, что пытаются выяснить, как влияют на исход пересадки различные факторы. Так, во время опыта работают без аппарата искусственного кровообращения, а подключают кровь другого, более крупного животного. Или прекращают операцию на разных этапах и исследуют биохимические изменения в организме—они дают исчерпывающую картину его состояния. Все это, конечно, возможно только в эксперименте на животных. Сейчас в институте разворачивается изучение иммунодепрессан- 15
тов — веществ, подавляющих реакции отторжения. Это уже чистая химия... Но вряд ли следует думать, что к тому времени, когда будут преодолены и чисто хирургические, н иммунологические трудности, трансплантация сердца станет заурядной операцией. И не только в сложности операции тут дело. Прежде всего надо помнить о больном, для которого пересадка — чрезвычайно тяжелая травма, особенно если речь идет о сердце. Как-никак приходится вскрывать грудную клетку... Даже в будущем, когда усовершенствуется хирургическая аппаратура, когда удастся с помощью химических и биологических средств уверенно препятствовать отторжению, и тогда пересадку сердца человеку будут делать только в том случае, если никакие средства реанимации ие смогут спасти больного. И. А. БЕЛИЧЕНКО: В нашей клинике есть отделения сердечной н легочной хирургии, пересадки печеии. Это дальний прицел: мы не сомневаемся, что пересадка органов будет чаше применяться в хирургической практике. Некоторый опыт трансплантации легкого в мире уже есть. Что же касается пересадки печени, то немногочисленные эксперименты на людях (а как назвать это иначе?) окончились пока неудачей. А вот реконструктивные операции печени сейчас ведутся успешно, в том числе и в клинике Института трансплантации. Аппарат «искусственная печень» еще ие создан, и поэтому на время операции к кровотоку больного подключают изолированную печень животного, чаще всего свиную (как это ни звучит оскорбительно, печень свиньи более, чем любая другая, напоминает человеческую). Но такое подключение делают чисто эмпирически, и сейчас экспериментаторы заняты тем, чтобы выяснить закономерности этих операций. На первых порах — самые простые: скажем, сколько времени может работать организм с чужой печенью. Все эти сложнейшие опыты на животных ставились недавно в весьма скромном помещении — в неказистом деревянном домике, расположенном во дворе одной из московских больниц. А клиника занимает часть хирургического отделения той же больницы. Но уже готовится проект института, в котором будет и настоящий экспериментальный корпус, и многоэтажная клиника, и здание для теоретиков. Как бы то ни было, Институт трансплантации органов и тканей работает. Иммунологи возятся с пробирками, хирурги шьют сосуды, врачи заполняют истории болезни. И время от времени к экспериментаторам являются общественницы из охраны природы, пришедшие понаблюдать, хорошо ли содержат собак, которым завтра предстоит пересадка печени... Е. В. ПОТЕМКИНА: В Советском Союзе уже сделано свыше ста пересадок почек. Естественно, что хирург не может сидеть без дела, дожидаясь очередной пересадки. Мы оперируем иа аорте, на сосудах, ведущих к мозгу, на венах. Хирург всегда должен быть в работе. Ю. М. ЗАРЕЦКАЯ: Как распределяются трансплантационные антигены среди населения? Эта работа только начинается. Но когда мы будем это знать, мы сможем прогнозировать успех трансплантации. Г. С. ЛИПОВЕЦКИИ: В экспериментальной лаборатории работаем, конечно, не мы одни. Сюда приходят все хирурги нашей клиники. В конце концов, эксперименты на животных —• не самоцель. И. А. БЕЛИЧЕНКО: Наш институт только создай, и говорить о достижениях, вероятно, преждевременно. Развитие трансплантации вовсе не означает, что будут преданы забвению старые методы. Но мы верим в широчайшие возможности третьего этапа хирургии. От редакции. Еше в октябре 1969 года в Институте трансплантации органов и тканей была проведена {и успешно) пересадка почки. 14 ноября больной Б. в хорошем состоянии был выписан из клиники. Начало было положено. А когда этот номер журнала подписывался в печать, таких операций здесь было проведено уже десять. После пересадки больного помещают в стерильный блок, куда закрыт доступ всем, кроме лечащего врача и медсестры. На снимке — больной в стерильной камере на третий день после пересадки почки 16
2 Химия м жмшь, 7% б
ОПЫТЫ В ДРЕЗДЕНЕ: СЛЕДУЮЩИЙ ШАГ КОРОТКО О ТОМ, ЧТО СООБЩАЛОСЬ В ПРОШЛОМ ГОДУ Давно, еще в конце прошлого века, было обнаружено, что высокая температура, 42° С и выше — разрушает опухоли. В 1963 году в Германской Демократической Республике группа исследователей во главе с профессором Манф- редом фон Арденне предприняла попытку использовать гипертермию — сильный перегрев организма — для лечения рака *. После первых же экспериментов они убедились, что для подавления опухоли нужны такие дозы перегрева D2—44 градуса по Цельсию в течение нескольких часов), которые человек выдержать не в состоянии. Продолжая исследование, они искали химические средства, которые повысили бы избирательную чувствительность опухолевой ткани к перегреву,— чтобы можно было снизить температуру гипертермии, чтобы больной мог ее перенести. И они пришли к концепции многостадийной, многоступенчатой терайии — системы химических и физических воздействий, активирующих защитные силы организма. Ее важнейшей частью должно было стать перекисле- ние крови пациента, понижение ее рН путем длительного вливания обыкновенной глюкозы. ПРОДОЛЖЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ, НОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ В ОПЫТАХ С ЖИВОТНЫМИ После нескольких лет поисков, после тысяч опытов на крысах и белых мышах температуру гипертермии удалось понизить. В 1969 году экспериментаторам нужны были уже не 44 и даже не 42 градуса. Температура в последних сериях их опытов на животных была 40 и 41° С, т. е. близка к тому, что в обыкновенной жизни называется просто «очень высокой температурой». Очень высокой, йо чаще всего йе смертельной... * Еше о проблеме рака: опыты в Дрездене. «Химий н жизнь», 1969, № 2. 18 Больше тысячи крыс и мышей с опухолями шести различных видов прошли такое лечение. Сначала— небольшая доза облучения рентгеном или химиотерапия (например, противоопухолевое лекарство циклофосфамид, или витамин А в сочетании со сверхрастворителем ДМСО, или другие стимуляторы, повышающие сопротивляемость организма). Затем — длительное вливание глюкозы с одновременным нагреванием в специальных ванночках. Важно уяснить еще такую деталь: лекарство или рентген служили в этих опытах Лишь своего рода «инициирующим зарядом*. Дозировка их была такой, что ни от инъекций, ни от рентгена выздороветь зверек не мог. И многочисленные контрольные опыты подтвердили со всей очевидностью: если дело ограничивалось лекарством или облучением, poet опухоли замедлялся самое большее на неделю, а потом наступал конец — во всех до одного контрольных опытах... В опытах же с вливанием глюкозы и гипертермией результаты были совсем иными. В пятнадцати сериях опытов (из восемнадцати) число выздоровевших зверьков было Весьма существенным: 24, 28, 33, 39, опять 39, 44, 53, 53, еще 53, 58, 59, 64, 67, 72, 85 —эти числа в протоколах опытов в графе «излечение» означают число выздоровевших в процентах. В опытах трех серий крысы и мыши погибли, несмотря на гипертермию и глюкозу. От карциноезркомы DS, от саркомы Иенсена и от карциномы МА 21224... ПРОДОЛЖЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ, ОПЫТЫ СО ЗДОРОВЫМИ ЛЮДЬМИ Можно ли было говорить после вселяющих надежду ни успех лабораторных экспериментов хотя бы о гипотетической возможности лечения человека? Прежде чем пытаться ответить на этот вопрос, дрезденским исследователям предстояло выяснить немало Других неизвестных вещей. В том числе; как Вообще
перенес бы подобную процедуру организм человека? В октябре прошлого года в докладе на III Международном симпозиуме по местному лечению злокачественных опухолей в Турине профессор фон Арденне сообщил, что начата новая стадия опытов — с людьми*. ...На этот рискованный эксперимент решились, как бывает всегда в первом опыте «на человеке», сами врачи. Добровольцев тщательно обследовали и отобрали четверых — совершенно здоровых людей с очень хорошим сердцем. Все они — врачи клиники кожных болезной Лейпцигского университета. Испытателей положили в специально сконструированные двухкамерные ванны: вторая камера —с охлаждением для головы, чтобы мозг легче перенес высокую температуру. Горячей водой довели температуру их тел до 40 градусов Цельсия. С этими сорока градусами они пролежали в ваннах несколько часов. Самый короткий опыт длился три с половиной часа, самый долгий —пять часов. Все это время каждому испытателю непрерывно вводили в вену глюкозу и довели ее концентрацию в крови до 400 миллиграмм-процентов (т. е. 400 миллиграммов глюкозы на каждые 100 миллилитров крови). Это приблизительно в четыре раза выше нормы и в два—два с половиной раза больше, чем при питании тяжелобольных инъекциями. Все четверо благополучно перенесли эти необычные физиологические нагрузки. Прибо- * Изложение доклада напечатано в научно-популярном журнале ГДР «Urania» A969, № Ю). ры подтвердили, что патологических изменений ни у одного испытателя не произошло. И уже на следующий день все четверо выполняли обычные служебные обязанности — лечили людей у себя в клинике. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДОЛЖАЮТСЯ, ВОПРОСЫ ОСТАЮТСЯ Много ли известно самим исследователям о процессах, происходящих в живых клетках под воздействием перекисления крови, гипертермии, медикаментов? К сожалению, нет. И руководитель института профессор фон Арденне отвечает на этот вопрос, задаваемый ему неоднократно, так же осторожно, как и полтора года назад: «Включается какой-то естественный механизм разрушения поврежденной клетки». Очевидно, и это сообщение следует закончить повторением сказанного в прошлый раз, в 1969 году. Сложнейшие реакции, разрушающие клетку, не могут не регулироваться самой системой, живым организмом. Дрезденская группа ищет путей к тому, чтобы найти эти естественные процессы, защитные реакции клетки, чтобы попытаться усилить, стимулировать их. Это не значит, что найдется некая «магическая смесь». Никто не знает, откуда придет решающий успех. И сами ученые из дрезденского института всячески подчеркивают, что их работа — это только исследование. М. ЧЕРНЕНКО ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! НОВЫЕ ПЛАСТИФИКАТОРЫ ДЛЯ ЭПОКСИДНЫХ смол Эпоксидные смолы применяют во многих отраслях народного хозяйства. Область их применения могла бы быть еще больше, если бы эти вещества, отвердев, не становились хрупкими. Чтобы как-то уменьшить хрупкость, в эпоксидные смолы вводят различные пластификаторы — трикрезилфос- фат, дибутилфталат. Добавив к эпоксидной смоле, скажем, 10% дибу- тилфталата, получают образцы с относительным удлинением 5%, но менее прочные, чем из чистой смолы. Прочность падает оттого, что пластификатор и смола не связываются химически. Более удачными пластификаторами оказались некоторые соединения, в составе которых, как и в смоле, есть эпоксигруп- пы. Это выяснено совсем недавно. Так, 20%- ная добавка 1-B'-ке- тоциклогексил) -3- гли- цидоксипропана к эпоксидной смоле ЭД-5 позволила получить вещество с пределом прочности на растяжение, равным 638 кг/см2 (вместо 500), и относительным удлинением 15%. «Пластические массы», 1969, № 9 ЕЩЕ ОДИН СТЕКЛОПЛАСТИК Многочисленный отряд стеклопластиков пополнился еще одним материалом: недавно получена композиция на основе элементарной серы и стеклянных волокон. Готовят ее так. На пропитанную связующим стеклоткань нап ыл я ют расплавленную серу. Чтоб>1 сера хорошо смачивала стеклянные волокна, холсты предварительно обрабатывают терпеновыми полимерами или же добавляют к расплаву серы немного модификатора, например дициклопентадиена. Холсты из нового материала, которые предполагают использовать для строительства временных вертолетных площадок, выдерживают изгибающие нагрузки до 420 кг/см2, что примерно в 40 раз превышаем прочность элементарной серы. «The Sulphur Institute Journal» (США), 1969, N° 2 2* 19
ПЛАСТМАССОВЫЙ ШРИФТ И МАШИНА, КОТОРАЯ ЕГО ОТЛИВАЕТ Пластмассовый шрифт... Традиционный материал для изготовления типографских шрифтов — свинцово- сурьмяно-оловянный сплав гарт. Некоторые свойства этого сплава, прежде всего его «тиражеустойчивость», то есть износостойкость при печатании, перестали удовлетворять полиграфистов. И к тому же гарт достаточно дорог. Найти достойную замену гарту оказалось весьма сложно: слишком много требований предъявляет современная полиграфия к материалу шрифтов. Во- первых, этот материал должен обладать хорошей текучестью, то есть при сравнительно незначительном нагревании B00 ±20° С) быстро заполнять все малейшие выемки шрифтолитейной матрицы. Во-вторых, этот материал должен обладать стабильной усадкой, иначе не *" получить постоянного размера букв. В-третьих, этот материал должен быть устойчивым к действию влаги, а также бензина и керосина, которыми смывают типографскую краску. При температуре ниже 120° С материал шрифта должен хорошо противостоять механическим нагрузкам, не должен деформироваться. Это четвертое важнейшее требование. И, наконец, последнее: материал должен быть обратимым. Обратимость — возможность многократной переработки пришедшего в негодность шрифта. Этим требованиям в значительной мере отвечает пластмассовая композиция AT — новый материал для шрифтов. Основа композиции AT — сополимер ^ 20
стирола и нитрила акриловой кислоты. Чтобы увеличить текучесть расплавленной пластмассы, в нее добавлен стеарат кальция. Еще меньше ее вязкость становится благодаря добавке алюминиевой пудры, которая, кстати, придает пластмассовому шрифту характерный серый цвет. А для уменьшения усадки в композицию введена еще одна добавка — окись титана. У нового материала для отливки шрифтов есть несколько бесспорных преимуществ перед гартом. Тираже- устойчивость пластмассового шрифта в 4—6 раз больше, чем металлического. Вес печатной формы уменьшается в 10 раз. Улучшаются условия труда полиграфистов: нет свинца — нет и свинцового отравления. Наконец, для производства пластмассового шрифта не нужны дорогостоящие цветные металлы. В Советском Союзе освоено промышленное производство пластмассового шрифта и созданы оригинальные машины НШЛ для его отливки. По существу, это обычные для фабрик по переработке пластмасс машины для литья под давлением. В бункер засыпают гранулированную пластмассу (или отработавший свое пластмассовый шрифт), шнек переправляет ее под поршень рабочего цилиндра. По пути пластмасса разогревается и плавится, нужная температура A80—220° С) поддерживается автоматически. Затем расплавленная пластмасса выдавливается в форму, заполняет ее и охлаждается. Здесь же, в машине, смонтирован отделочный аппарат, в котором каждой литере придается ее окончательный вид. Мне приходилось участвовать в спорах о целесообразности применения пластмассового шрифта. Доводы его противников: слишком легок, непривычен... Тем не менее достоинства пластмассового шрифта явно превалируют над недостатками — на этом сходится большинство специалистов. Инженер В Г БОГОМОЛОВ ...И машина, которая его отливает 21
ЗА ЧТО ПРИСУЖДЕНА НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ ПО ХИМИИ 1969 ГОДА н I н В молекуле этапа атомы могут свободно вращаться относительно химических связей Ньюменовская проекция молекулы этана Иьюменовские проекции двух конформеров циклогексана. Слева — «кресло», справа — «ванна» н н н н Нобелевскую премию по химии получили норвежец Одд Хассел и англичанин Дерек Г. Р. Бартон за исследования в области конформашюнного анализа. Что такое конформационный анализ? В строгом толковании этого термина нет полного единогласия даже среди специалистов. Но в принципе речь идет о следующем. Молекулы, обычно представляемые двумерными структурами, в действительности трехмерны, причем составляющие их атомы могут в определенных пределах смещаться. Рассмотрим, например, молекулу этана СН3СН3. Очевидно, что любой атом этой молекулы может свободно вращаться вокруг своей химической связи с соседним атомом. Если это атом водорода, то при его вращении геометрия молекулы этана (коиформация) никак не будет меняться. Но если вращение происходит по связи углерод—углерод, то геометрия молекулы этана претерпевает существенные изменения. Это наглядно иллюстрируется изображением в так называемой проекции Ньюмена: молекула спроектирована иа плоскость, перпендикулярную связи С—С; дальний атом углерода обозначен кружком, иа ближайшем к нам атоме сходятся три связи С—Н. В принципе в нашем случае возможно бесконечное множество таких «вращательных изомеров», или «конформеров». Но наиболее стабильна (то есть энергетически более нн выгодна) форма, изображенная на нашем рисунке, в которой тройки водородных атомов максимально удалены одна от другой. Еще в двадцатых годах нашего столетия было высказано предположение, что молекула циклогексана С6Н|2 может существовать в одной из двух форм, затем названных «креслом» и «ванной». В проекции Ньюмена ясно видно, что первая из этих форм стабильнее, энергетически выгоднее, так как в этом случае атомы водорода более равномерно распределены в пространстве. Доказательство этой гипотезы и дал в 1947 году О. Хассел, непосредственно измерив методом электронографии положения атомов в молекулах газообразного циклогексана: оказалось, что при комнатной температуре практически все его молекулы находятся в форме «кресла». О. Хассел исследовал тем же методом производные циклогексана и нашел преимущественные положения, занимаемые атомами или группами атомов, замещающими водород в его молекуле. Эти работы принесли ученому мировую известность. Второй лауреат Д. Бартон, развивая работы Хассела, исследовал в 1950 году зависимость между конформацией сложных молекул и их реакционной способностью. На примере стероидов, в том числе половых гормонов и гормонов надпочечников, Д. Бартон установил зависимость реакционной способности входящих в состав этих молекул группировок атомов от коиформации. Эти работы вызвали лавину новых исследований, обогативших современную органическую химию и, в частности, химию природных соединений. (По материалам журнала «Chemie in unserer Zeit», 1969, № 6) 22
ЭЛЕМЕНТ №. 69,72 Кандидат ГАЛЛИЙ технических наук Л. М. СУЛИМЕНКО Об элементе с атомным номером 31 большинство читателей помнят только, что это один из трех элементов, предсказанных и наиболее подробно описанных Д. И. Менделеевым, и что галлий — весьма легкоплавкий металл: чтобы превратить его в жидкость, достаточно тепла ладони. Впрочем, галлий — не самый легкоплавкий из металлов (даже если не считать ртуть). Его температура плавления 29,75° С, а цезий плавится при 28,5° С; только цезий, как и всякий щелочной металл, в руки не возьмешь, поэтому на ладони, естественно, галлий расплавить легче, чем цезий. Но и галлий лучше не брать в руки — он ядовит, по токсичности превосходит даже ртуть и свинец. Свой рассказ об элементе № 31 мы умышленно начали с упоминания о том, что известно о нем почти всем. Потому что это «известное» требует пояснений. Все знают, что галлий предсказан Менделеевым, а открыт Лекоком де Буабодраном — но далеко не всем известно, как произошло открытие. Почти все знают, что галлий легкоплавок, но почти нмкто не может ответить на вопрос, почему он легкоплавок. КАК БЫЛ ОТКРЫТ ГАЛЛИЙ Французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран вошел в историю как первооткрыватель трех " новых элементов: галлия A875 год), самария A879) и диспрозия A886). Первое же из этих открытий принесло ему славу. В то время за пределами Франции он был мало известен. Ему было уже 38 лет, занимался он преимущественно спектроскопиче- 23 скими исследованиями. Спектроскопистом Лекок де Буабодран был хорошим, и это, в конечном счете, привело к успеху: все три своих элемента он открыл методом спектрального анализа. В 1875 году Лекок де Буабодран исследовал спектр цинковой обманки, привезенной из Пьерфитта (Пиренеи). В этом спектре и была обнаружена новая фиолетовая линия (длина волны 4170 ангстрем). Новая линия свидетельствовала о присутствии в минерале неизвестного элемента и, вполне естественно, Лекок де Буабодран приложил максимум усилий, чтобы этот элемент выделить. Сделать это оказалось непросто: содержание нового элемента в руде было порядка 0,1 %'• и во многом он был подобен цинку. После длительных опытов ученому удалось-таки получить новый элемент, но в очень небольшом количестве. Настолько небольшом (меньше 0,1 г), что изучить его физические и химические свойства Лекок де Буабодран смог далеко не полно. Сообщение об открытии галлия — так в честь Франции (Галлия — ее латинское название) был назван новый элемент — появилось в докладах Парижской Академии наук. Зто сообщение прочел Д. И. Менделеев и — узнал в галлии предсказанный им пятью годами раньше экаалюминий. Менделеев тут же написал в Париж. «...Способ открытия v выделения, а также немногие описанные свойства заставляют предполагать, что новый металл — не что иное, как экаалюминий», — говорилось в его письме. Затем он повторял предсказанные для этого элемента свойства. Более того, никогда не держа в руках кру-
пикки галлия, не видя его в глаза, русский химик утверждал, что первооткрыватель элемента ошибся, что плотность нового металла не может быть равна 4,7, как писал Лекок де Буабодран, и что она должна быть больше — примерно 5,9—6,0 г/см3! Как это ни странно, но о существовании периодического закона первый из его утсер- дителей, «укрепителей», узнал лишь из этого писька. Он еще раз выделил и тщательно очистил крупицы галлия, чтобы проверить результаты первых опытов. Некоторые историки науки считают, что делалось это с целью посрамить самоуверенного русского «предсказателя». Но опыт показал обратное: ошибсь первооткрыватель. Позже он писал: «Не нужно, я думаю, указывать на исключительное значение, которое имеет плотность нового элемента в отношении подтверждения теоретических взглядов Менделеева». Почти точно совпали с данными опыта и другие предсказанные Менделеевым свойства элемента № 31. «...Предсказания Менделеева оправдались с незначительными отклонениями: экаалюминий превратился в галлий». Так характеризует это событие Ф. Энгельс в «Диалектике природы». Нужно ли говорить, что открытие первого из предсказанных Менделеевым элементов значительно укрепило позиции периодического закона. ПОЧЕМУ ГАЛЛИЙ ЛЕГКОПЛАВОК Предсказывая свойства галлия, Менделеев считал, что этот металл должен быть легкоплавким, поскольку его аналоги по группе — алюминий и индий — тоже тугоплавкостью не отличаются. Но температура плавления галлия — необычайно низкая, в 5 раз ниже, чем у индия. Объясняется это необычным строением кристаллов галлия. Его кристаллическая решетка образована не отдельными атомами (как у «нормальных» металлов), а двухатомными молекулами. Молекулы Ga2 очень устойчивы, они сохраняются даже при переводе галлия в жидкое состояние. Но между собой эти молекулы связаны лишь слабыми вандервааль- совыми силами, и для разрушения их связи нужно совсем немного энергии. С двухатомностью молекул связаны еще некоторые свойства элемента № 31. В жидком состоянии галлий плотнее и тяжелее, чем в твердом. Электропроводность жидкого галлия также больше, чем твердого. 24
НА ЧТО ГАЛЛИИ ПОХОЖ Внешне— больше всего на олово: серебристо- белый мягкий металл, на воздухе он не окис- -< ляется, не тускнеет. А по большинству химических свойств галлий близок к алюминию. Как и у алюминия, на внешний орбите атома галлия три электрона. Как и алюминий, галлий легко, даже на холоду, взаимодействует с галогенами (кроме иода). Оба металла легко растворяются в серной и соляной кислотах, оба реагируют со щелочами и дают амфотерные гидроокиси. Константы диссоциации реакций: Ga (ОН), > Ga8+ + ЗОН- * H3GaOs > ЗН+ + Gadj- — величины одного порядка. Есть, однако, и отличия в химических свойствах галлия и алюминия. Сухим кислородом галлий заметно окисляется лишь при температуре выше 260° С, а алюминий, если лишить его защитной окисной пленки, окисляется кислородом очень быстро. С водородом галлий образует гидриды, подобные гидридам бора Алюминий же способен только растворять водород, но не вступать с ним в реакцию. Высококачественное зеркальное отражение дает поверхность стекла, покрытая галлием 25 А еще галлий похож на графит, на кварп, на воду. На графит— тем, что оставляет серый след на бумаге. На кварц — электрической и тепловой анизотропностью. Величина электрического сопротивления кристаллов галлия зависит от того, вдоль какой их оси проходит ток. Отношение максимума к минимуму равно 7 — больше, чем у любого другого металла. То же — и с коэффициентом теплового расширения. Величины его в направлении трех кристаллографических осей (кристаллы галлия — ромбические) относятся как 31 : 16: 11. А на воду галлий похож тем, что, затвердевая, он расширяется. Прирост объема заметный — 3,2%. Уже одно сочетание этих противоречивых сходств говорит о неповторимой индивидуальности элемента № 31. Кроме того, у него есть свойства, не присущие ни одному элементу. Расплавленный, он может многие месяцы оставаться в переохлажденном состоянии при температуре ниже точки плавления. Это единственный из металлов, который при нормальном давлении остается жидкостью в огромном интервале температур от 30 до 2230° С, причем летучесть его паров минимальна. Даже в глубоком вакууме он заметно испаряется лишь при 1000° С. Пары галлия, в отличие от твердого и жидкого металла,— одноатомны. Переход: Ga2-^2Ga требует больших затрат энергии; этим и объясняется трудность испарения галлия. Большой температурный интервал жидкого состояния — основа одного из главных технических применений элемента № 31. НА ЧТО ГАЛЛИЙ ГОДЕН Галлиевые термометры позволяют измерять температуру от 30 до 2230° С. Возможности широко применяемых ртутных термометров — значительно меньше: от минус 38 до плюс 357° С. Галлий идет на производство легкоплавких сплавов, используемых в сигнальных устройствах. Сплав галлия с индием плавится уже при 16° С. Это самый легкоплавкий из всех известных сплавов. Как элемент третьей группы, способствующий усилению в полупроводнике «дырочной» проводимости *, галлий (чистотой не меньше * О двух типах проводимости, присущих полупроводникам» будет подробно рассказано в статье «Германий» в одном из следующих номеров «Химии а жизни».
99,999%) применяют как присадку к германию и кремнию. Интерметаллические соединения галлия с элементами пятой группы — сурьмой и мышьяком — сами обладают полупроводниковыми свойствами. Добавки галлия в стеклянную массу позволяют получать стекла с высоким коэффициентом преломления световых лучей, а стекла на основе Ga203 хорошо пропускают инфракрасные лучи. Жидкий галлий отражает 88% падающего на него света, твердый — немногим меньше. Поэтому делают очень простые в изготовлении галлиевые зеркала — галлиевое покрытие можно наносить даже кистью. Иногда используют способность галлия хорошо смачивать твердые поверхности, заменяя им ртуть в диффузионных вакуумных насосах. Такие насосы лучше «держат» вакуум, чем ртутные. Предпринимались попытки применить галлий как теплоноситель в атомных реакторах, но вряд ли результаты этих попыток можно считать успешными. Мало того, что галлий довольно активно захватывает нейтроны (сечение захвата 2,71 барна), он еще реагирует — при повышенных температурах — с большинством металлов. Галлий не стал атомным материалом. Правда его искусственный радиоактивный изотоп 72Ga (с периодом полураспада — 14,2 часа) применяют для диагностики рака костей. Хлорид и нитрат галлия-72 адсорбируются опухолью, и, фиксируя характерное для этого изотопа излучение, медики почти точно определяют размеры инородных образований. Как видите, практические возможности % элемента № 31 достаточно широки. Использовать их полностью пока не удается из-за трудности получения галлия — элемента довольно редкого A,5 -10—3% веса земной коры) и очень рассеянного. Собственных минералов галлия известно немного. Первый и самый известный его минерал — галлит CuGaS2 обнаружен лишь в 1956 году. Позже были найдены еще два минерала — совсем уже редких. Обычно же галлий находят в цинковых, алюминиевых, железных рудах, а также в^ каменном угле — как незначительную при-* месь. И что характерно: чем больше эта примесь, тем труднее ее извлечь, потому что галлия больше в рудах тех металлов (алюминий, цинк), которые близки ему по свойствам. Извлечение галлия — удовольствие дорогое. Пока элемент № 31 используется в меньших количествах, чем любой его сосед по периодической системе. Не исключено, конечно, что наука ближайшего будущего откроет в галлии нечто такое, что он станет совершенно необходимым и незаменимым, как это случилось с другим элементом, предсказанным Менделеевым, — германием. Всего тридцать лет назад его применяли еще меньше, чем галлий, а потом началась «эра полупроводников»... Что вы знаете и чего не знаете о галлии и его соединениях ПОИСКИ ЗАКОНОМЕРНОСТТИ Существование и свойства галлия предсказаны Д. И. Менделеевым за пять лет до открытия этого элемента. Гениальный русский химик строил свои предсказания на закономерностях изменения свойств по группам периодической таблицы. Но и для Лекока де Буа- бодрана открытие галлия не было счастливой случайностью. Талантливый спектроскопист, он еще в 1863 году обнаружил закономерности в изменениях спектров близких по свойствам элементов. Сравнивая спектры индия и алюминия, он пришел к выводу, что у этих элементов может быть «собрать, линии которого заполнили бы «пробел» в коротковолновой части спектра. Именно такую недостающую линию он искал и нашел в спектре цинковой обманки из Пьерфитта. Приводим для сравнения таблицу основных свойств предсказанного -^ Д. И Менделеевым зкаалюмииия и открытого Лекоком де Буабодраном галлия; 26
Экаалюмииий Атомный вес около 68 Должен быть иизкоплавким Удельный вес близок к 6,0 Атом ный объем 11,5 Не должен окисляться иа воздухе При высокой температуре должен разлагать воду Формулы соединений: ЕаОз, Еа20з. Ea2(S04K Должен образовывать квасцы Ea2(S04K-Me2S04-24H201 но труднее, чем алюминий Окись Еа20з должна легко восстанавливаться и давать металл более летучий, чем А1, а потому можно ожидать, что экаалюмииий будет открыт путем спектрального анализа Галлий Атомный вес 69,72 Температура плавления 29,75° С Удельный вес 5,9 (в твердом состоянии) и 6,095 (в жидком) Атом ный объем 11,8 Слегка окисляется только при красном калении При высокой температуре разлагает воду Формулы соединений: GaCh, Ga203, Ga2(S04K Образует квасцы состава (NH4)Ga(S04J-12H20 Галлий восстанавливается из окиси прокаливанием в токе водорода, открыт при помощи спектрального анализа ИГРА СЛОВ? Некоторые историки науки видят в названии элемента № 31 не только патриотизм, но и нескромность его первооткрывателя. Принято считать, что слово «галлий» происходит от латинского Gallia (Франция). Но при желании в том же слове можно усмотреть намек на слово «петух»! По-латыни, «петух» — qallus, по-французски — le coq. Лекок де Буабодран? В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗРАСТА В минералах галлий очень часто сопутствует алюминию. Интересно, что соотношение этих элементов в минерале зависит от времени образования минерала. В полевых шпатах один атом галлия приходится на 120 000 атомов алюминия. В нефелинах, образовавшихся намного позже, это соотношение уже 1 : 6000, а в еще более «молодой» окаменевшей древесине всего 1 : 13. ПЕРВЫЙ ПАТЕНТ Первый патент на применение галлия взят 50 лет назад. Элемент № 31 хотели использовать в дуговых электрических лампах. СЕРУ ВЫТЕСНЯЕТ, СЕРОЙ ЗАЩИЩАЕТСЯ Интересно происходит взаимодействие галлия с серной кислотой. Оио сопровождается выделением элементарной серы. При этом сера обволакивает поверхность металла и препятствует его дальнейшему растворению. Если же обмыть металл горячей водой, реакция возобновится и будет идти до тех пор, пока на галлии не нарастет новая «шкура» из серы. ВРЕДНОЕ ВЛИЯНИЕ Жидкий галлий взаимодействует с большинством металлов, образуя сплавы и интерметаллические соединения с довольно низкими механическими свойствами. Именно поэтому соприкосновение с галлием приводит многие конструкционные материалы к потере прочности. Наиболее устойчив к действию галлия бериллий, при температуре до 1000° С он успешно противостоит агрессивности элемента № 31. И ОКИСЬ ТОЖЕ! Незначительные добавки окиси галлия заметно влияют на свойства окисей многих металлов. Так, примесь Ga203 к окиси цинка значительно уменьшает ее спекаем ость. Зато растворимость цинка в таком окисле намного больше, чем в чистом. А у двуокиси титана при добавлении Ga203 резко падает электропроводность. КАК ПОЛУЧАЮТ ГАЛЛИЙ Промышленных месторождений галлие- вых руд в мире не найдено. Поэтому галлин приходится извлекать из очень небогатых им цинковых и алюминиевых руд. Поскольку состав руд и содержание в них галлия не одинаковы, способы получения элемента № 31 довольно разнообразны. Расскажем, для примера, как извлекают галлий из цинковой обманки — минерала, в котором этот элемент был обнаружен впервые. Прежде всего цинковую обманку ZnS обжигают, а образовавшиеся окислы выщелачивают серной кислотой. Вместе с многими другими металлами галлии переходит в раствор. А преобладает в 27
этом растворе сульфат цинка — основной продукт, который надо очистить от примесей, в том числе и от галлия. Первая стадия очистки — осаждение так называемого железного шлама. При постепенной нейтрализации кислого раствора этот шлам выпадает в осадок. В нем оказывается около 10% алюминия, 15% железа и (что для нас сейчас наиболее важно) 0,05—0,1% галлия. Для извлечения галлия шлам выщелачивают кислотой или едким натром — гидроокись галлия амфотериа. Щелочной способ удобнее, поскольку в этом случае можно делать аппаратуру из менее дорогих материалов. Под действием щелочи соединения алюминия и галлия переходят в раствор. Когда этот раствор осторожно нейтрализуют, гидроокись галлия выпадает в осадок. Но в осадок переходит и часть алюминия. Поэтому осадок растворяют еще раз, теперь уже в соляной кислоте. Получается раствор хлористого галлия, загрязненный, преимущественно, хлористым алюминием. Разделить эти вещества удается экстракцией. Приливают эфир и, в отличие от АЮз, GaCb почти полностью переходит в органический растворитель. Слои разделяют, отгоняют эфир, а полученный хлорид галлия еще раз обрабатывают концентрированным едким натром,— чтобы перевести в осадок и отделить от галлия примеси железа. Из этого щелочного раствора н получают металлический галлий. Получают электролизом при напряжении 5,5 вольта. Осаждают галлий на медном катоде. ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ЛИТАЯ ЗАМША Традиционное производство ткани состоит из трех стадий. Сначала вытягивают волокна, затем из волокон прядут нити и, наконец, из нитей ткут материал. Так столетиями делали натуральные ткани — льняные, шелковые, шерстяные, так получают и сейчас синтетические ткани. Однако разработанный недавно метод литья синтетических тканей из мономеров грозит произвести переворот в текстильной промышленности. Смесь жидкого мономера с катализатором и растворителем (водой, уксусной кислотой и мочевиной) выливают на охлажденную поверхность. Растворитель замерзает, и его кристаллы образуют матрицу с капиллярными пустотами. Под действием ультрафиолетовых лучей мономер полимеризуется, а растворитель плавится и вытекает. При этом получается пористая ткань, внешне напоминающая замшу или фетр. Меняя состав смеси, можно получать материал любой структуры. Хотя литая ткань по прочности уступает обычным тканым материалам, производство ее значительно дешевле. И еще одно немаловажное обстоятельство: новым способом, по-видимому, можно будет «отливать» не только синтетические полотнища, но и пальто и костюмы без единого шва. «Science News» (США), 1969, № 14 ДЕШЕВЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ КИСЛОРОД Французские инженеры запатентовали электролитический способ получения тяжелого кислорода — |802. Через катодную камеру электролизера с твердым электролитом, состоящим из двуокиси циркония с добавками других окислов, пропускают воздух. Кислород при температуре 590—1010е С ионизируется на катоде, и более подвижные ионы кислоро- да-16 проходят через электролит быстрее ионов тяжелого изотопа. Чтобы повысить эффективность разделения, несколько электролитических элементов соединяют в батареи. Если часть ячеек батареи использовать как высокотемпературные топливные элементы, пропуская через них газообразное углеводородное топливо. электролизеры смогут работать без внешнего источника электроэнергии. Поскольку фракционная перегонка воды, которую в настоящее время применяют для промышленного получения кислорода-1 В,— процесс исключительно энергоемкий, получаемый новым способом тяжелый кислород оказывается сравнительно дешевым. «Science News» (США), 1969, № 15 САМОЛЕТ ИЗ ГРАФИТА Английские авиаконструкторы утверждают, что графитовый корпус самолета вдвое легче обычного. Это утверждение основано не только на расчетах: уже сделаны и испытаны многие авиационные детали из графита—аэродинамический тормоз, носовой щит, горизонтальные и вертикальные стабилизаторы. В ближайшее время будут испытаны также части фюзеляжа, сделанные из углерода. Конечно, речь идет не о чистом графите (материале мягком и непрочном), а о композициях из стекла, керамики, пластмасс, армированных графитовыми волокнами (уже получены волокна длиной несколько метров) или порошком. У материалов с углеродным скелетом великолепные механические и тепловые свойства. Например, состоящий из графитовых волокон и аморфного кремнезема материал выдерживает температуру больше 1100° С и имеет коэффициент прочности на изгиб 3000—4000 кг/см2. Графитовые материалы хорошо формуются и легко обрабатываются. «The Engineer» (Англия), 1969, № 5931 28
Академик В. А. ЭНГЕЛЬГАРДТ НАУКА ЛЕНИНСКОЙ ЭПОХИ ПРОБЛЕМА ЖИЗНИ В СОВРЕМЕННОМ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ В предыдущей статье мы подробно рассматривали составные части биотической триады жизни: поток материи, поток энергии и поток информации. Наше изложение мы закончили на том, что регуляция и управление всеми звеньями материальной живой системы покоится на информационных механизмах и что в самое последнее время сделай важный шаг в познании этих механизмов. Мы имели в виду открытие совершенно новой категории явлений — регуляции, построенной на принципе аллостерических взаимодействий. (Термин «аллостерические» образован от греческих слов aXkoq — другой и oxeptog — пространственный и означает изменение объема, формы). АЛЛОСТЕРИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В живых системах протекают одновременно многочисленные ферментативные реакции. Каждый последовательный этап в этих реакциях подчиняется действию какого-то одного специального фермента. И, как оказалось, механизм действия этого фермента может в корне отличаться от механизма действия катализатора, инициирующего небиологическую химическую реакцию. В чем же состоит отли- Третья, завершающая статья. Первую и вторую см «Химия и жизнь», 1970, № 4, 5. чие? В том, что продукт какого-то промежуточного этапа ферментативной реакции оказывает порой сильное и строго специфическое тормозящее действие на фермент, стоящий в начале реакционной цепи. Схематически это выглядит следующим образом: Ферменты F, F2 F3 F4 Вещества А > В > С >■ D — ■Е...- -М... В этой схеме продукт В, образовавшийся из исходного вещества А под действием первого фермента Fu служит субстратом действия следующего фермента — F2 и т. д. Процесс мог бы идти бесконечно, если бы один из промежуточных продуктов (в нашем случае Е) не служил ингибитором (замедлителем) начального фермента Fi. И если продукт Е не подвергается достаточно быстрым превращениям, то он затормаживает течение все го процесса. Иными словами, мы сталкиваемся в этом случае с определенной регуляцией, осуществляемой по принципу обратной связи. В самом факте торможения реакции нет ничего удивительного. Науке давно известны случаи, когда низкомолекулярные химические соединения (их называют антиметаболитами) замедляют или даже останавливают совсем действие фермента. Тормозящий эффект антиметаболитов основан на том, что по своему химическому строению они очень близки к субстрату, на который действует фермент. Как бы подменяя собой субстрат, оки связывают каталитическую группу фермента и препят- 29
ствуют его дальнейшему действию. Это явление, называемое конкурентным торможением, типично не только для ферментативных каталитических процессов, но может проявляться и при обычных реакциях. Однако вновь открытый механизм регуляции ферментативных реакций в корне отличается от конкурентного торможения. Ингибитор (вещество Е) по химической природе совершенно отличен от субстрата того фермента, действие которого он тормозит, поэтому его действие направлено вовсе не на каталитическую группировку фермента. Присоединяясь к макромолекуле белка-фермента, ингибитор изменяет пространственную конфигурацию этой молекулы и тем самым резко нарушает ее каталитическую функцию. Этот эффект получил наименование аллостерического регулирования, т. е. регулирования, основанного на приобретении молекулой новой пространственной конфигурации. В явлениях аллостерического эффекта мы встречаемся, как и в случае матричного синтеза, с совершенно новыми, ранее не известными сторонами живого. И в этом состоит особое эвристическое значение вновь открытого регуляторного принципа. Представления об аллостерическом эффекте позволяют точнее представить взаимоотношения, которые складываются в живой системе между макромолекулярными соединениями и низкомолекулярными веществами. То есть между теми соединениями (в первую очередь белками), которые представляют длительно сохраняющуюся вещественную основу жизни, и компонентами быстро текущего потока материи, который складывается из многообразных процессов метаболизма. Аллостерическое взаимодействие связывает друг с другом низкомолекулярные промежуточные продукты обмена веществ (метаболиты), которые в непосредственное химическое взаимодействие между собой не вступают. В частности, — и это, быть может, особенно важно — в свете аллостерических представлений вырисовывается возможность по-новому истолковать механизм действия гормонов, продуктов внутренней секреции. До последнего времени главная трудность в объяснении механизма их действия состояла в том, что гормоны не удавалось включить ни в какие химические уравнения, выражающие сущность основных процессов обмена веществ. Например, непонятно было, как именно принимают участие в основных реакциях углеводородного обмена гормоны инсулин и адреналин или в реакциях энергетического обмена, например окислительного фосфорилирования, — гормон щитовидной железы. Другая, не менее существенная роль учения об аллостерических механизмах состоит в том, что оно помогает понять ту своеобразную роль, которую выполняют белки в реализации потока информации, притом одного из главных русел этого потока. И та интеграция всех трех потоков: материи, энергии и информации, которую мы неоднократно подчеркивали, получает здесь наиболее четкое выражение. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СТРУКТУРЫ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ Выяснение той решающей роли, которую играет пространственная конфигурация белковых макромолекул, заставило науку обратиться к новой категории факторов. Эти факторы в своей совокупности определяют один из коренных атрибутов живых систем — их структурную организацию. В предыдущих статьях мы уже бегло упоминали об этом важнейшем атрибуте живого, и сейчас пришла очередь рассмотреть его подробнее. Следует сразу отметить, что здесь мы имеем дело с почти необозримым числом уровней сложности — от структуры отдельных молекул до интегрального строения высшего организма. Нет сомнения, что речь идет не о простой смене этих уровней, а об определенном процессе развития — от низших форм к высшим, то есть о некоторой иерархии структур. Эта иерархия имеет своеобразный, если угодно обратный, порядок тому, который более привычно встретить в иерархических рядах: не высшая форма дает свои указания более низкому уровню, а наоборот, структура низшего уровня определяет черты более высокой организации. В отчетливой форме этот принцип выявлен пока лишь на самых элементарных этапах, отвечающих молекулярному или непосредственно к нему примыкающим уровням, но нет сомнений, что эти закономерности носят универсальный характер. Отправным уровнем сложности в живых системах следует считать первичную химическую структуру молекул белков и нуклеиновых кислот. Под структурой здесь подразумевается порядок расположения первичных структурных элементов: аминокислот или нук- леотидов в полимерной цепи. Химическое строение молекулы белка или нуклеиновой кислоты принято изображать в виде линейной структуры. Фактически же макромолекула всегда принимает строго определенную 30
объемную форму, при этом линейная цепь спирализуется или закономерно складывается в так называемую вторичную структуру. Следующая — третичная структура возникает, когда линейная основа макромолекулы, обладающая вторичной структурой, приобретает еще более усложненную трехмерную конфигурацию. Наконец, есть еще четвертичная структура — результат закономерной ассоциации отдельных молекул, сохраняющих свою третичную структуру, в строго определенные мультимолекулярные комплексы. Естественно возникает вопрос: почему, за счет чего биополимер приобретает упорядоченную структуру все возрастающей сложности? Современные исследования дают на это совершенно четкий ответ. Решающим фактором здесь служит стремление свести к минимуму свободную энергию в системе. Поясним, что это значит. Первичная структура полимерной молекулы создается главновалентными связями химического сродства. Эти связи очень прочные, поэтому и система получается прочной, стабильной с большим запасом потенциальной (свободной) энергии. Все последующие структуры —• от вторичной до четвертичной — строятся на силах слабого взаимодействия. Это водородные связи, силы электростатического притяжения и гидрофобных взаимодействий. Причем условия возникновения того или другого вида связей заложены уже в первичной химической структуре: если молекулы непо- лярны, то между ними образуются гидрофобные связи, если в них есть определенные электронные структуры, то возникнут водородные связи и т. д. Итак на самом низшем, но в то же время самом прочном и наиболее строго детерминированном уровне — в первичных структурах — содержится информация, управляющая появлением последующих ступеней структурной организации. Естественно, что образование новых связей требует от первичной структуры затрат энергии, поэтому процесс формирования структур более высокого порядка сопровождается снижением запасов свободной энергии до минимума, допускаемого первичной структурой. Это физическое требование выступает как ведущий фактор структуризации живых систем, по крайней мере на самых первичных уровнях, приближающихся к молекулярному. Подчеркнем диалектичность складывающейся ситуации. С одной стороны, в ряду усложняющихся биологических структур мы видим отчетливо выраженное стремление к упорядоченности, как будто бы вопреки второму началу термодинамики. Но с другой стороны, движущей силой, ведущей к возрастанию структурной упорядоченности, служит стремление снизить до минимума ресурсы свободной энергии, то есть тенденция возрастания энтропии, что как раз и предписывается вторым началом. Очевидно, что разрешаться это противоречие должно количественным соотношением тех величин, которые характеризуют ту и другую тенденции. Соответствующие измерения еще недоступны науке, но надо думать, что в конечном счете увеличение энтропии при образовании структурирующих связей более значительно, чем уменьшение энтропии, которым сопровождается структурное упорядочение. Если отвлечься от возможностей современного исследования, то допустимо сделать следующее предположение. Зная все энергетические параметры, характеризующие макромолекулу в соответствии с ее первичной структурой, в принципе можно априори предсказать пространственную конфигурацию, которую макромолекула примет, будучи предоставлена самой себе. Свидетельства обоснованности подобного утверждения уже имеются. Мощные электронно-вычислительные машины помогли на основе сведений о первичной химической структуре получить графическое изображение трехмерной структуры для некоторых макромолекул. Сравнение полученных результатов с данными рентгеноструктурного анализа этих же молекул подтвердило очень большое сходство расчетной и наблюдаемой картин. Тот коренной важности факт, что первичные компоненты биологических структур несут в себе элементы информации, которая определяет возникновение упорядоченности более высокого уровня, подтверждается также существованием так называемой «самосборки». Если каким-то образом разрушить сложно построенные молекулярные агрегаты, то есть уничтожить четвертичную структуру, а потом восстановить благоприятные условия и предоставить систему самой себе, то начнется «самосборка»— вновь возникнет исходная, подчас весьма сложная, высокоупорядоченная молекулярная архитектура. Этот эксперимент удачно проходит у таких структурных образований, как бактериальные вирусы (бактериофаги), вирусы растений и животных, и даже у субклеточных частиц — рибосом. У всех этих объектов удается наблюдать явления «самосборки», причем о полноценности этого процесса свидетельствует восстановление исходной биологической активности. 31
Поток информации, начинающийся на уровне молекулярных структур, пронизывает последующие ступени структурной иерархии и вносит элемент строгой детерминированности во всю область пространственной организации живых систем. ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ На протяжении всей нашей беседы мы не раз подчеркивали выдающиеся успехи, достигнутые современной наукой в познании специфики живых объектов. К их числу, несомненно, следует отнести и достижения в области искусственного получения важнейших компонентов живых систем. Уже осуществлен синтез белковой молекулы — гормона инсулина. Вслед за этим совершенно реальным, стало воспроизведение молекулы фермента. И в конце 1968 года был получен первый синтетический фермент — рибонуклеаза. «Если бы в исследования по химическому синтезу первых ферментов,— говорил несколько лет назад известный биохимик и генетик, ныне покойный Дж. Холдейн,— были вложены средства того же порядка, что и в разработку новой модели военного самолета, то цель была бы достигнута в самые короткие сроки, ибо на пути к ней лежат препятствия не принципиального, а технического характера». Далеко продвинулись работы по химическому синтезу нуклеиновых кислот, и надо полагать, что химик скоро изготовит матрицу, на которой с помощью биологических «сборочных механизмов» рибосомы можно будет получить не встречающийся в природе белок с заданной первичной структурой. Нечто близкое уже осуществлено: без участия живой клетки, прямо в пробирке удалось, используя соответствующие ферменты, синтезировать нуклеиновые кислоты, участвующие в построении частицы бактериального вируса. Полученные препараты обладают важнейшим признаком природного вируса — инфекционными свойствами. Проникнув в бактериальную клетку, они ведут к образованию своей второй составной части — специфического йелка и, соединяясь с ним, превращаются в полноценную вирусную частицу. Эти опыты уже в известной мере предрешают ответ на вопрос о современных перспективах получения хотя бы самого примитивного живого образования искусственно, в условиях химического и физического опыта. То есть они предрешают ответ на вопрос: мыслим ли «синтез жизни»? Совсем недавно сама постановка такого вопроса казалась лишенной всякого основания. В настоящее время положение в корне изменилось. Не давая увлекать себя слишком поспешными декларациями, несущими элемент сенсации, можно с полной определенностью выразить уверенность в достижимости цели, так недавно казавшейся недосягаемой,— искусственного создания простейших форм живого. В самом начале мы отметили парадоксальное положение, сложившееся в поисках ответа на вопрос, что такое жизнь. Оказалось, что нельзя даже дать исчерпывающего ответа на вопрос о том, где проходит граница между живым и неживым. Заканчивая, мы пришли к парадоксу иного, более высокого порядка. Он состоит в том, что, быть может, мы получим нечто живое, не зная до конца, что же такое жизнь. Но это не должно нас ни в коей мере смущать, не должно мешать нашим поискам. Нет сомнения в том, что именно таким путем, как бы в нарушение последовательности логических этапов, будет сделан шаг решающего значения, приближающий нас к конечной цели— познанию сущности жизни. Можно ли сомневаться в том, что это будет величайшим триумфом естествознания нашего века? Среди множества ферментов, действующих в живом организме, есть и такой — глутаматде- карбоксилаза. Он участвует в трансформации глутаминовой кислоты. Молекула этого фермента построена из двух компонентов: белка и кофермента, низкомолекулярного соединения пиридоксальфосфата. Не так давно этот фермент был выделен и сфотографирован на электронном микроскопе в Институте молекулярной биологии АН СССР, авторы работы — доктор биологических наук А. С. Тихонен- ко, кандидат биологических наук Б. С. Сухарева и академик А. Е. Бра- унштейн. Мы публикуем на вклейке несколько полученных снимков. Фото 1. При исследовании под электронным микроскопом становятся видны отдельные макромолекулы фермента. Они имеют форму плоских гексагональных дисков и состоят из отдельных субъединиц. Такова четвертичная структура этого фермента. Фото 2. У молекулы глутаматде- карбоксилазы удалена значительная часть кофермента. В результате структура фермента дезорганизована, а его каталитическая активность резко снижена. Фото 3. Добавление Hi достающего кофермента приводит к полному восстановлению четвертичной структуры фермента и его каталитической активности. Отсюда следует вывод: кофермент играет организующую роль в построении четвертичной структуры, он скрепляет между собой отдельные субъединицы в единую макромолекулу. Увеличение на снимке — в 500 000 раз 32
Г Jt": v '*, :iSfc< «i-^V . * Щ'. '"ьУ №■£&,' ■ms '& "".%*' ,***"♦■ >Ъ > '&•&'•
R - оранжево-красная окраска (доминантный признак) E самец г - светлая окраска Q самка
Доктор химических наук Н. К. АБУБАКИРОВ АКВАРИУМ И СТЕРОИДНЫЕ ГОРМОНЫ l^JU На вклейке: схема опыта по получению у рыбок оризиас преимущественно мужского потомства: I — только что в ылупив шимся малькам дают с пищей женский половой гормон эстрон; II — под действием гормона самцы превращаются в самок, но сохраняют при этом присущий самцам оранжево-красный цвет (генотип XTYR); самцов, изменивших пол, спаривают с нормальными самцами; III — в потомстве, полученном от инвертированных самок и нормальных самцов, мужской пол троекратно преобладает над женским C15:94) Нет ли у вас дома аквариума? Если есть, то в нем, несомненно, водятся гуппи. Маленькие, подвижные, непритязательные к корму, эти рыбки легко приживаются в любом стеклянном сосуде. И какие только гуппи не встречаются в природе! У одних пород хвостовой плавник длиннее тела рыбки и тяжелым шлейфом спускается книзу, у других он напоминает веер или причудливую вилку, третьих украшает разросшийся спинной плавник, который, наподобие длинного шарфа, тянется позади владельца. И все это оперение, как и само тело рыбки, ярко окрашено в красные, синие, зеленые тона... Будь гуппи чуть больше размером, красивее ее не найти бы рыбы... Однако великолепны только самцы гуппи. Вот к стенке аквариума неторопливо подплыла рыбка покрупнее. На ее теле нет ни одного яркого пятнышка, вся она какая-то желтовато-серая. Это самка гуппи. Лишь у отдельных экземпляров края хвостового плавника чуть заметно окрашены. Резкая разница в окраске мужских и женских особей гуппи давно не дает покоя любителям аквариумных рыб. Как было бы хорошо получить в потомстве побольше ярко окрашенных самцов и поменьше невзрачных самок! Но возможно ли это? Ведь если и появится случайно в потомстве какой-либо пары гуппи относительно большее число самцов, то у другой пары или же в следующем потомстве тех же родителей число самок, наоборот, может преобладать. В среднем же рождается равное число самиов и самок: природа не отдает предпочтения какому-либо полу. И все же в процесс формирования пола у рыб можно вмешаться. И даже изменить его в желаемом направлении. Делается это, конечно, не в нарушение законов природы, а в полном соответствии с ними. На помощь тут приходит знание генетики и химии. Хотите самостоятельно поставить такой эксперимент? Для начала стоит решить более доступную по выполнению задачу и попытаться получить потомство гуппи, целиком состоящее из самок. Купите в аптеке метилтестостерон. Это синтетический препарат, сходный по своему биологическому действию на организм с мужским половым гормоном тестостероном. Подобно естественному гормону, метилтестостерон оказывает стимулирующее действие на развитие мужских половых органов и вторичных половых признаков. Чтобы изменить пол у рыб, метилтестостерон добавляют в корм рыбам или наливают его раствор в аквариум с только что народившимися мальками. Гуппи относятся к живородящим рыбам. Самка приносит раз в 5—6 недель потомство, состоящее из 30—40 крошечных мальков. Молодь рождается вполне сформировавшейся и очень скоро разбредается по аквариуму в поисках пищи. Советский селекционер аквариумных рыб Ю. А. Митрохин рекомендует даже вводить гормон в аквариум за несколько дней до предполагаемого срока нереста. Препарат готовят в 0,01 -процентной концентрации. Для этого две таблетки метил тестостерона (по 0,005 грамма) растирают в порошок и смешивают с 10 миллилитрами 70-процентного спирта. Затем в смесь добавляют воду — столько, чтобы получилось всего 100 миллилитров, перемешивают ее и фильтруют. Приготовленный таким способом препарат вводят в аквариум через день из расчета 10 капель раствора на 15 литров воды. Избытка гормона, во избежание токсического действия на рыб, не следует допускать. 3 Химия и Жизнь. № 3 33
4—4,5 месяца. Теперь отберем одного- двух самцов (из числа переродившихся самок) и поместим в другой аквариум вместе с виргинной (выращенной в отсутствие самцов) самкой. Терпеливо будем ждать, пока родится и вырастет новое поколение. Если эксперимент был поставлен правильно, то в этом поколении не появится ни одного самца, будут только самки. Почему же это произошло? Известно, что у многих раздельнополых организмов пол регулируется одной специальной парой хромосом — половыми хромосомами. У особей женского пола рода гуппи, так же как у млекопитающих и человека, обе половые хромо^ сомы одинаковы и именуются Х-хромо- сомами. Особи же мужского пола имеют одну Х-хромосому и несхожую с ней Y-хромосому. Известно также, что половые клетки, в отличие от остальных клеток тела, несут только одну половую хромосому. В яйцеклетках самок это всегда Х-хромосома, в сперматозоидах самцов — либо Х-, либо Y-хромосома. Потомство женского пола получает от матери и отца по одной Х-хромосоме, потомство мужского пола — от матери Х-хромосому, а от отца Y-хромосому. Когда в аквариум с мальками мы вводим метилтестостерон, го под действием мужского полового гормона у самок меняются лишь внешние половые признаки, в первую очередь анатомические и физиологические особенности организма (их совокупность называется феноти- Схема опыта по выведению чисто женского потомства у рыбок гуппи: I — в аквариум с только что вылупившимися мальками добавляют гормон метилтестостерон; II — под действием гормона рыбы меняют пол — кроме нормальных самцов в аквариуме встречаются рыбы, пол которых сразу определить трудно (рыбка справа, внизу); это самки, превратившиеся в самцов; рыбок- инвертантов спаривают с нормальными санками; III — в новом поколении рыбок одни только самки О том, насколько опыт удался, можно будет судить приблизительно месяца через два, когда у молодых рыб начнут появляться вторичные половые признаки. Вы легко отличите самцов, имеющих пеструю окраску, и, возможно, обнаружите несколько серых крупных самок, на которых гормон не подействовал. Помимо них, надо полагать, вы увидите и таких рыб, пол которых определить трудно. Расцветкой и формой тела они напоминают обычных самок, но обратите внимание на их анальный плавник. Он не имеет привычной треугольной формы, а свернут в гоноподий, как у самца. Это рыбки-инвертанты, то есть самки, переродившиеся (инвертировавшие) в самцов. Причем перерождение это полное. Изменяются не только внешние половые признаки, но и все физиологические отправления, связанные с полом. Яичники становятся похожими на нормальный семенник и выполняют его функции. До конца жизни рыбки-инвертанты будут вести себя в аквариуме как истинные самцы и в качестве особей мужского пола участвовать в продолжении рыбьего рода. Изменение условий внешней среды, в данном случае выращивание в воде, содержащей мужской гормон, привело к коренному изменению организма. Однако ие будем торопиться с выводами. Подождем, пока наши рыбки не окрепнут и не достигнут половозрелого возраста, который обычно приходится иа 34
-4 Природные подовые гормоны и их синтетические аналоги пом). В «душе» рыбки по-прежнему остаются самками. Гормон не влияет на число, форму и внутреннее строение хромосом — на генотип организма. Все клетки переделанных самок несут только Х-хромосому. При новом скрещивании каждая оплодотворенная икринка получает как от матери, так и от отца только Х-хромосому. Поэтому все потомство состоит исключительно из самок. Приобретенная в процессе жизненного развития «мужественность», как и следовало ожидать, не передается по наследству. Один уже этот факт мог бы опровергнуть проповедовавшуюся в течение многих лет доктрину ^наследования благоприобретенных признаков». В самом деле, несмотря на изменение пола, рыбки сохранили свой исходный генотип с ХХ-хромосомами и дали потомство, соответствующее этому генотипу. Решение обратной задачи по получению в потомстве преимущественно самцов проиллюстрируем на работе японского генетика Т. Ямамото. Он экспериментировал на другой рыбке — оризиасе. Эту ПРИРОДНЫЕ Мужские половые гормоны Женские половые гормоны СИНТЕТИЧЕСКИЕ '0W .он 'НО 3' 35
небольшую D—5 сантиметров в длину) рыбку изредка разводят у нас в аквариумах. Место ее постоянного обитания — острова Юго-Восточной Азии, где она селится на рисовых полях или в мелких, густо заросших растениями водоемах. Японцы называют ее медаки. Интересна биологическая особенность размножения этой рыбы. Оплодотворенные икринки (около 40—50 штук) висят на теле самки, подобно грозди винограда. Так продолжается 10—11 дней, пока икра полностью не созреет. Эта неосознанная забота о потомстве не так уж случайна. Ведь в мелких водоемах, где водится оризиас, в любой момент может понизиться уровень воды. В этом случае икринке, упавшей на илистое дно раньше времени, грозит неминуемая гибель. Самка же всегда может уйти в безопасное место, а вместе с ней уплывают и икринки. Генетические наблюдения над этой рыбой облегчаются тем, что у некоторых искусственно выведенных ее пород Y-хромосома сцеплена с доминантным геном оранжево-красной окраски. Это помогает вести нужный отбор. А сравнительно небольшая численность потомства позволяет экспериментаторам вести точный учет всех особей. Сами опыты протекали так (см. цветную вклейку). Малькам давали с пищей в течение 6—10 недель женский половой гормон эстрон (который, как и метилте- стостерон, относится к стероидам). Была установлена оптимальная доза гормона, которая приводила к 100-процентному превращению самиов в самок. Так, после завершения одного эксперимента, в котором велись наблюдения за 19 самками и 21 самцом, все самцы оказались инвертированными в самок. Естественно, что их половые органы вырабатывали уже не сперматозоиды, а яйцеклетки. Но если нормальные особи женского пола имели, как и положено им. светлую окраску, то превращенные сохраняли оранжево-красный цвет самцов. В дальнейшем инвертированных самок (с генотипом самца — XY) спаривали с нормальными самцами. Понятно, что в данном случае получить потомство, целиком состоящее из одних самцов, не удастся Ведь обе родительские особи, помимо Y-хромосом, несут в генотипе еще и по Х-хромосоме, которые могут дать набор XX, характерный для самки. Чтобы опыт был нагляднее, с рыбками- инвертантами спаривали нормальных самцов белой породы. Полученное потомство можно было разделить по внешнему виду на три группы. Первая группа (94 рыбы) состояла из белых самок, вторая A09 рыб)—из белых самцов, третья B06 рыб) — из красных самцов. Последняя группа однородна лишь на первый взгляд. В действительности она Рыбки меченосцы: I — самец, II — самка, III — самка, превратившаяся в самца. У рыбок меченосцев превращение самки в самца происходит порой самопроизвольно, без всякой видимой причины 36
Карикатуры — сборника «Тааща ryba» (Польша) может состоять из особей с двумя генотипами— XY и YY. Жизнеспособность рыб с генотипом YY сомнительна. В целом соотношение полов в потомстве составило 94:315 A:3), то есть мужской пол троекратно преобладал над женским. Приблизительно такие же результаты были получены с применением синтетического полового гормона стиль- бэстрола. Любителю аквариумных рыб довольно неудобно работать с эстроном и стильбэстролом. Эти препараты выпускаются в виде масляных растворов в ампулах. Мы рекомендуем использовать в качестве женского полового гормона этииилэстрадиол и новый препарат — метилэстрадиол, выпускаемые в виде таблеток. Способ приготовления из них раствора тот же, что и для метилтесто- стерона. Опыты по изменению соотношения полов при помощи стероидных гормонов ставились не только с гуппи и медаки. Правда, у других рыб они не приводили к столь отчетливым результатам. Подмешиванием в корм или прямой инъекцией тестостерона нли эстрадиола удавалось изменить пол также у головастиков. Заметим, кстати, что у широко распространенной аквариумной рыбкн меченосца превращение самки в самца происходит порой самопроизвольно, без всякой видимой внешней причины. Любители-аква- риумисты знают, что это далеко не редкое явление. Не беда, если рыбка до этого приносила мальков. У переродившейся самкн вырастает и меч, хотя не такой длинный и красивый, как у нормального самца. Подобные рыбы-инвертанты большей частью бывают бесплодными, но если они дают потомство, то исключительно женское. Причины самопроизвольного изменения пола у меченосцев не выяснены. Обращения самцов в самок не замечали. Все сказанное свидетельствует о том, что у рыб генетический механизм определения пола находится на сравнительно низкой ступени эволюционного развития. Он легко нарушается под влиянием внешних факторов. У высших организмов, в частности у млекопитающих, наследование половых признаков носит более устойчивый характер. Непосредственное воздействие гормонов здесь ограничено хотя бы тем, что процесс оплодотворения и развития зародыша происходит в недрах тела матери. Поэтому возможность переноса на млекопитающих опытов по изменению пола с помощью стероидных гормонов требует более детального изучения. МЫЛЬНЫЙ ПУЗЫРИК, * КОТОРЫЙ 1 I ПРОЖИЛ РОВНО ДВА ГОДА... Какого размера может быть мыльный пузырь — десять сантиметров? двадцать сантиметров? двадцать пять, наконец? По сообщению журнала «Science» A969, № 3875), людям, специально изучившим проблему увеличения размеров и долговечности пузырей, удалось выдуть образец диаметром около 61 сантиметра. Из элементарной геометрии следует, что в нем содержалось приблизительно 113 литров воздуха... Такое выдающееся достижение потребовало специальных технических ухищрений и особых мер предосторожности. Во-первых, воздух, которым предстояло наполнить будущий пузырь, продували через глицерин, чтобы удалить пылинки,— из-за них, главным образом, и лопаются пузыри. Во-вторых, воздух промывали водным раствором едкого иатра, чтобы удалить углекислый газ, который реагировал бы с основными солями мыла. И, наконец, сами пузыри были, строго говоря, не полностью мыль ными; оптимальная, по мнению эксперп ментаторов, смесь содержала: глицерина — 4 части (по объему); дибромстеарата натрия E%-ный водный раствор) — 2 части; поливинилового спирта E%-ный водный раствор) — 1 часть. Рекордный пузырь выдули в 200-лит ровом стеклянном баллоне, который и предохранял его от преждевременной гибели. О том, сколько может просуществовать такой пузырь, известно из названия заметки; это, конечно, рекорд. В свои два года пузырь не лопнул: постепенно уменьшаясь из-за диффузии воздуха через стенки, он в конце концов просто превратился в пленку. Второе место занял пузырь, продержавшийся 374 дня, больше года. Этот, правда, просто лопнул: в соседней комнате забивали молот ком гвоздь... 37
ЗАГАДОЧНЫЕ ШАРЫ ИЗ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АМЕРИКИ: ПРИШЕЛЬЦЫ НИ ПРИ ЧЕМ Диаметр —* 330 сантиметров... Лет двадцать тому назад в безлюдном уголке Коста-Рики археологи нашли огромные каменные шары. Двухметровые и трехметровые круглые глыбы, отесанные, несомненно, рукой человека, возвышались над россыпями базальтовой крошки. Выглядели они величественно # и загадочно. Такие же шары валялись неподалеку в зарослях чахлого кустарника. Лишайники окрасили их бока в красивый желто-зелеиый цвет. Такого еще никому не удавалось видеть. Подумать только: даже инки и майя, создавшие великие цивилизации, не знали колеса, А здесь, в глухом уголке Центральной Америки, на поверхности валяются идеальные шары, весом в 12 тони! Однако лопата археологов не косиу- ♦ лась ии остатков городов, ни могильников. Не нашли даже черепков посуды. Откопали только новые камии шарообразной и грушевидной формы диаметром от нескольких сантиметров до двух метров. Один из шаров, величиной в рост человека, тщательно измерили. Отклонение от сферической формы составило всего восемь миллиметров. «Какими же приборами пользовались древние мастера?» — спрашивали себя восхищенные археологи. ► Ни одна из дошедших до нас иидей- ских легенд о шарах не упоминала. Не попали оии под руку и конкистадорам— завоевателям и разрушителям индейских государств. Не заметили их и первооткрыватели древних цивилизаций Америки. Загадка! Через несколько лет новая экспедиция, вооруженная всевозможной техникой, прибыла в Коста-Рику. И снова не нашла ни одного черепка, никаких еле- X дов древней мастерской. Шары начинали приобретать таинственный смысл. Появились гипотезы. После того как сиимки шаров, сделанные с самолета, опубликовали газеты, явилось предположение, что в Коста-Рике когда-то был грандиозный космодром жителей иной планеты. Каменные шары будто бы служили знаками, ограничивающими взлетную площадку. Предполагалось под шарами поискать списьма», оставленные для нас пришельцами. Потом в расположении шаров увиде- * ли астрономический смысл. Они якобы 38
образовывали уменьшенные копии созвездий. Строилась гипотеза, что в Коста-Рике существовала неизвестная еще могучая цивилизация — прародительница всех государств континента. (Забегая вперед, скажем, что недавно анализ расположения шаров был сделан электронной вычислительной машиной. Она определила: расположение каменных исполинов никакой закономерности не отвечает, оно случайно.) В газеты попала и гипотеза о том, что древние жители этих мест обладали какими-то грозным оружием. Для огромного метательного аппарата и создавались каменные ядра. Теперь они лежат на поле бывшего кровавого сражения... В один из легних вечеров 1967 года в квартире профессора Стерлинга раздался телефонный звонок. — Археолог Стерлинг? — спросил чей-то голос.— С вами говорит инженер Гордон. Я работаю на серебряном руднике в Западной Мексике. Недавно рабочие показали мне гигантское скопление камеииых шаров. Отдельные экземпляры я встречал и раньше. Но теперь речь идет о сотнях и тысячах. Знаю, что вы изучали такие шары в Коста-Рике. У нас в Мексике их значительно больше. Некоторые в диаметре до двух с половиной метров! Идеально круглые. Мие кажется, что их изваяли ацтеки. Адрес? Пожалуйста: рудник на склоне хребта Сьерра де Амека, 50 миль западнее поселка Гуадалахара. Местность у нас не привлекательная.... Фотографии, присланные Гордоном, заставили археологов поторопиться в Мексику. Гигантские шары были, судя по всему, точной копией тех, что лежат в Коста-Рике. В декабре того же года экспедиция прибыла в Гуадалахару. Уже на следующий день археологи увидели три огромных шара из вулканической породы, они возвышались над грудой выветренного щебия. Через три дня в полевой дневник было внесено уже двадцать крупных камней круглой формы. Один из шаров нашли посреди ровной каменной площадки. Конечно, он выполнял роль алтаря. Воображение рисовало картину пышных обрядов... Двадцать, тридцать, пятьдесят ша- 39
ров... Экспедиция выбрала район и наняла рабочих для раскопок. Тайна разрешится где-то тут. В земле лежат каменные орудия. Но тонны пустой земли не дали ничего. Неужели древние строители почему-то уничтожили свои инструменты? Еще больше археологи удивились спокойствию местных рабочих. Их совсем не волновали каменные исполины. «На плато Аква Бланка таких шаров тысячи. Эго знал еще мой дед»,— наконец сказал один из них. В дорогу отправились на следующий день. Плато Аква Бланка довольно высокое — две тысячи метров иад уровнем моря. Пробирались туда узкими ущельями, лесными долинами, часто тропинку расчищали топорами. Колючие кустарники превратили археологов и рабочих в оборванцев с кровавыми ранами. Тяжелый путь сразу же был вознагражден. Среди сотеи больших и малых глыб возвышался гигант из гигантов: шар диаметром три с половиной метра! В составе экспедиции были этнографы, этнологи, историки, археологи. Но для них и тут не нашлось повода для радости: следов материальной культуры ие было. Между прочим, в первые же минуты пребывания на плато Аква Бланка геологи, геофизики и геохимики, включенные иа всякий случай в исследовательскую группу, ворчливым тоном заявили, что им тут работы по горло, а историкам здесь делать нечего. По огромному числу шаров и по их расположению геологи быстро и уверенно определили их естественное происхождение. Рельеф местности и «привязка» шаров к слоям окаменевшего пепла и лавовым потокам говорили о том, что рука человека не прикасалась к ним. Пока продолжались поиски в раскопках, геологи и геохимики спокойно делали свои анализы. Геохимики выбрали и безжалостно разбили шары диаметром 240 и 180 сантиметров. Они, как оказалось, состояли из мягкого вулканического камня и затвердевшего пепла с многочисленными порами. Такими же порозами сложены хребты вокруг плато Аква Бланка. А в руслах высохших рек нашли еще тысячи сферических глыб, хаотически громоздящихся там, где реки нексгда размывали лавовые потоки и толщу пепла. И в марте 1968 года каменные шары перестали быть тайной. Вот объяснение. В третичный период, 35—40 миллионов лет назад, в Центральной Америке проснулись десятки вулканов. Извержения сопровождались разрушительными землетрясениями. Все живое или погибло, или убежало отсюда. Насыщенные газами потоки лавы и слои пепла горячим компрессом покрыли огромные площади. При температуре 600—700 градусов в мощном слое пепла кое-где шло затвердевание стекловидных частиц. Круглое ядрышко из вулканического стекла-обсиднана при охлаждении выделяло газы, более или менее равномерно распространявшиеся во всех направлениях. Вокруг «ядра» начинали кристаллизоваться соседние частицы. Постепенно формировалась сфера. От толщины слоя пепла, от особенностей его химического состава и скорости остывания и зависели размеры шаров. Потоки воды, дождь и ветер размыли рыхлые, ие выкристаллизовавшиеся слои пепла. А кристаллические шары были гораздо прочнее, и время их пощадило. Геологи нашли даже вполне материальное подтверждение своим выводам — полую матрицу в слое окаменевшего пепла. Вероятно, землетрясение вытряхнуло из нее шар. Так, что внеземные цивилизации оказались ни при чем... Г. Д. МАЛИНИЧЕВ 40
£Л*ФФ- Владислав ЦУКЕРМАН ВСЕ КРАСКИ МИРА Из маков — красную, из одуванчиков — желтую, из пепла — серую, из угля — черную сделали краски, смешали, развели иа полотне, сотканном из трав земли, написали портрет земли,.. Э. Межелайтис ФОРМУЛЫ НА ПАЛИТРЕ Пронзительно белая салфетка, сверкающее серебро ножа, желтый лимон, два хрустальных бокала. Нож — один густой мазок масляной краски. Хрусталь — хаос белых мазков. Мазки кажутся небрежными и грубыми. В том, как они набросаны на полотно, не просто смелость, а какая-то лихость, даже бесшабашность. И эта бесшабашность сочетается с удивительной материальностью изображенного: лимон сочен, хрусталь хрупок, все ярко, и натюрморт пронизан мерцающим утренним светом. Из-за этого картина рождает острое ощущение счастья. Перед нами натюрморт художника Петра Петровича Кончаловского. Его искусство не только восхищает. Оно заставляет думать о сложном и важном. «Нет, не будем сердиться на Кончаловского за то, что он счастлив, что он чутче всего именно к счастью, что песню об этом счастье он слышит с гор, морей, растений и от своих братьев людей» — эти несколько сентиментальные слова принадлежат А. В. Луначарскому. Но как и чем передается на полотне ощущение счастья? — вот что нужно было выяснить. Долго принято было ссылаться на то, что рукой художника водит свободное вдохновение, чуждое всякой логике, а тем более науке. Однако сам Кончаловский писал совсем о другом: «Мало уметь рисовать и иметь набор отличных красок, великолепный, загрунтован 44
ный приходящим к вам мастером холст. Не зная живописных материалов, не понимая их «нутра» и не умея с ними должным образом обращаться, невозможно создать хорошее живописное произведение. Я вот никогда не смешиваю кадмиев с охрами, не пишу стронциа- новой, не люблю сажу, не примешиваю к краскам масла, а некоторые это любят делать, а потом удивляются, откуда в их живописи появляются и серость и чернота всего колорита, которых в природе и не найдешь». Читая эти слова, работу художника представляешь в новом, неожиданном свете. Вот он стоит у мольберта. Перед ним лежит палитра, полная химических формул. Два положенных на холст мазка, две смешанные краски превращаются в уравнения. Художник чувствует идущую в них реакцию, знает чем она кончится, как изменится в будущем цвет картины. Во все века знание техники служило предметом особой гордости художников. Дюрер, например, писал об одной из своих картин: «Я знаю, что если вы будете ее опрятно содержать, то она 500 лет будет чиста и свежа». В «Хартии Гандского гроссмейстерства» XIV века есть такое правило: «Члены жюри (старшины) обязываются посещать живописцев на дому во всякое время и во всяком месте, как хорошие и заботливые инспектора, чтобы наблюдать за точным выполнением правил, а также предупреждать какие-либо их нарушения. Посещениям этим никто из членов корпорации противиться не может». Во все века искусство художников требовало знания науки. И не потому ли многие из них, такие как Пьера делла Франческа, Леонардо да Винчи, Микельанджело, становились выдающимися учеными? ЧТО ОТКРЫЛ ВАН ЭЙК? В бельгийском городе Генте, в одной из капелл собора св. Вагона стоит гигантский алтарь (высота его около 3,5 метров, ширина 5 метров). Он состоит из 20 отдельных картин, сюжеты которых во взаимодействии отражают представления художника XV века о мироздании, о месте человека во вселенной. Мы, люди XX века, привыкли к ярчайшим краскам и к космическим масштабам, но даже в наши дни Гентский алтарь производит на зрителей огромное впечатление. А в ту эпоху, когда он был создан, алтарь воспринимался как чудо. Со всех концов Европы съезжались желающие взглянуть на него. 42
Авторы алтаря, братья Ван Эйки, решительно отказались от традиций средневековья, от условностей, от догматов плоскостной готической живописи. В их картинах появились пространство, объем, воздух. Краски стали прозрачными и как бы светящимися изнутри. Таких успехов Ван Эйкам удалось достичь не только благодаря таланту и огромному художественному мастерству, им помогла новая техника, техника масляной живописи. Долгие годы существовала легенда, приписывающая открытие масляных красок младшему из братьев — Яну Ван Эйку. В старинных книгах рассказывается, как однажды Ян Ван Эйк написал на деревянной доске темперой очередную картину и выставил ее сушиться на солнце. Но доска потрескалась, и труд многих месяцев погиб, и тогда Ян стал изобретать такие краски, которые бы высыхали быстро и без воздействия солнца. Он перепробовал множество разных связующих веществ и, наконец, остановился на льняном и ореховом маслах, которые высыхают быстрее прочих. К тому же Ван Эйк был «большим алхимиком», и потому скоро научился так очищать эти масла (в неочищенном виде они имеют желтый цвет) и подобрал к ним такие примеси, что никто из художников не мог раскрыть секрета его необыкновенных красок. Только ученики учеников Яна Ван Эйка сделали тайну масляных красок всеобщим достоянием, и тогда эти краски почти полностью вытеснили старинную темперу. Сегодня мы знаем, что легенда об изобретении масляных красок, мягко говоря, не совсем верна. Ян Ван Эйк не был первым человеком, попытавшимся использовать в живописи растительное масло. Его подмешивали в краски еще в древнем Риме. А в средневековом трактате, написанном монахом Герак- лием еще в XII веке — почти за триста лет до Ван Эйка, приведен рецепт очистки масла и использования его в живописи. Но не случайно интерес художников к новой живописной технике пробудила именно эпоха Возрождения. Живописцы Ренессанса стремились к реалистическому изображению окружающего, и старая техника (темпера) для этого не годилась. А масляные краски прозрачны! Накладывая их в несколько слоев, можно получить удивительный эффект «свечения» красок, проглядывания одного цвета сквозь другой. Это помогает передать воздух, сделать картину живой, объемной, подобной окну в реальный мир... Ян Ван Эйк не мог быть изобретателем масляных красок, он мог в лучшем случае только усовершенствовать технику письма ими. Но тем не менее именно с ним связан решительный поворот европейских художников к масляной живописи. В чем же здесь дело? Что именно изобрел «великий Ян»? Замечательный летописец живописи Возрождения Джорджо Вазари писал, что картины Ван Эйка «издавали сильный запах, исходивший от масла, с которым краски были смешаны». Между тем известно, что именно растительные масла сильным запахом не обладают. С большой вероятностью можно предположить, что Ван Эйк открыл способ ректификации эфирных масел и получил сильно пахнущий растворитель красок — скипидар. Использование льняного масла, хорошо очищенного одному ему известным способом (в те времена такие вещи сохранялись в строжайшем секрете!), в сочетании со скипидаром позволило Яну Ван Эйку создать так называемую фламандскую технику живописи, которая и произвела в истории мирового искусства подлинную революцию. ПОРТРЕТ ЗЕМЛИ Художник пишет «портрет земли». Из красок на полотне он создает второй мир — подобие окружающего его мира. Меняются эпохи — меняется и представление художников о мироздании. На помпейской фреске мир один. На средневековой иконе — другой. На картине эпохи Ренессанса — третий. Средневековое искусство отказывалось от всякой объективности. «...Все в мире зыбко, все в руках господних, возможно любое чудо. Нельзя верить ни глазу, ни осязанию, ни разуму человека» — так считалось тогда. И поэтому средневековый художник не следовал законам перспективы, схематизировал человеческое лицо и тело— весь земной мир, мир иллюзорный, неясный, не достойный внимания... Но были законы живописи, строго соблюдаемые художником средневековья. Это законы пропорции, законы числа. Ибо — не для человека — для бога все в мире оказывалось закономерно. Мир считался полным скрытой гармонии, порождаемой «божественным разумом». И потому старинные иконы, фрески, алтари поражают нас удивительной красотой и уравновешенностью композиции. Линия, очерчивающая фигуру человека, может быть нереальной, — но она должна быть плавной, ритмичной. Части человеческого тела могут быть неестественно вытянуты, но их соотноше 43
ние должно быть подчинено определенной пропорции. Лошадь на иконе может быть красной — хотя красных лошадей в жизни не бывает, — но все цветовые пятна должны быть строго уравновешены. Геометрическая гармония средневековой живописи символизировала «божественную гармонию мира». Живопись Возрождения прославила реальный мир и здоровые человеческие ощущения. Художники Ренессанса осваивали законы перспективы, учились передавать воздушную дымку, игру светотени и вибрацию цветовых рефлексов, ибо их искусство воспевало человека, его мир. Новое видение мира потребовало от них и новой живописной техники. Иконы писали темперой — краской, разведенной на природной эмульсии — яичном желтке. Темпера дает удивительную чистоту цвета, ясность, «локальность» цветового пятна, но она не может передать воздух, глубину пространства. И те из современных художников, которые сегодня, в XX веке, предпочитают экспрессию цвета прочим выразительным средствам живописи, тоже пользуются темперой. Ее очень любил, например, знаменитый Н. Рерих. Когда искусство Возрождения потребовало новой техники, появилась масляная живопись. А современные мексиканские художники тоже ввели в технику монументальной фрески новые краски — синтетические *. Художникам приходится заниматься химией, чтобы их техника не отставала от их восприятия мира. ПАЛИТРА ДИОНИСИЯ Летним днем 1925 года неподалеку от стены Ферапонтова монастыря, на берегу озера сидел по-городскому одетый человек, окруженный толпой крестьян — взрослых и детей. Крестьяне с любопытством наблюдали за его странным занятием. Человек этот рисовал примостившуюся рядом девочку. Но рисовал он необычно — без карандашей, без красок и кистей. Он макал в озеро указательный палец, затем тер этим пальцем какой-нибудь из лежащих под ногами камней (весь берег озера был усыпан ими) и тем же пальцем наносил получившуюся краску на бумагу. Через несколько минут портрет был готов. Случай- * О работах мексиканских художников рассказывалось в «Беседе с Сикейросом», опубликованной в №5 «Химии и жизни» за 1969 г. > 44
45 ные зрители громко выражали свое восхищение, но не меньше зрителей был возбужден сам художник — Николай Михайлович Чернышев. Правда у него была своя причина для радости. Здесь, на берегу озера, Чернышев сделал большое открытие — нашел «палитру Дионисия»! В далеком от людей озерном и лесном краю, в нынешней Вологодской области, верстах в пятнадцати от города Кириллова, на холме меж озерами Бородавским и Паским ученик Сергия Радонежского инок Ферапонт основал древний монастырь. На самой высокой части монастырской земли был воздвигнут собор Рождества Богородицы. Над его северным входом до сих пор сохранилась древняя надпись: «В лето 7008* месяца августа в 6 день на преображение господа нашего Иисуса Христа начата бысть подписывати церковь а кончана на 2 лето месяца сентявреа в 8 на рождество пресвятыа владычица нашиа богородица Мариа при благоверном великом князе Иване Васильевиче всея Руси и при великом князе Василие Ивановиче всея Руси и при архиепископе Тихоне, а писци Деонисие иконник с своими чады. О владыке Христе, всех царю, избави их господи мук вечных». Эта надпись — документ, свидетельство о том, что собор расписывал один из величайших художников Древней Руси Дионисий с сыновьями Владимиром и Феодосией. Фрески, покрывающие стены собора, поражают богатством красок. Ни в одном другом произведении древнерусской монументальной живописи не встречается такого разнообразия оттенков. Колорит древних росписей обычно сдержан и лаконичен. Но у Дионисия насчитывается сто основных цветов. Лиловые и коричневые, пурпурные и соломенно-желтые, салатные и вишневые краски покрывают стены собора драгоценным ковром. И удивительное дело, ощущения пестроты не создается. Что-то таинственно-неясное роднит между собой самые контрастные цветовые пятна, соединяет их в единую, органически слитную картину. Искусствоведы издавна считали Дионисия величайшим колористом древней Руси, однако, где он брал свои краски и почему его палитра оказалась богаче палитры всех его собратьев по искусству — эти вопросы долго оставались неразрешенными. Вообще состав красителей, применявшихся древнерусскими Т. е. в 1408 г. по современному летосчислению.
художниками, до недавнего времени был почти неизвестен. Краски Дионисия вызывали зависть художников XX века. Попытки воспроизвести, например, удивительный розовый тон Диони- сиевой фрески современными красителями ни к чему не приводили. Николай Михайлович Чернышев рассказывает в своей книге, как летом 1924 года два студента ВХУТЕМАСа Линно и Андреев ездили в Ферапонтов монастырь и, вернувшись, привезли ему найденный на берегу озера розовый камешек. Не это ли чудесная розовая краска Дионисия? Чернышев отправился в Ферапонтов. Сначала он искал в окрестностях монастыря розовые камни, затем попытался рисовать камнями других цветов. К его восхищению оказалось, что многие местные камни — краски. Ни один из них не повторял цвет другого! Сколько камней — столько различных оттенков. Вот она загадочная палитра Дионисия! Среди крестьян, с удивлением наблюдавших за человеком, собирающим камни по берегам озер, нашелся один, который сказал: — Я знаю, что ты ищешь! Он был сыном маляра. Оказывается, маляры Озерного края до сих пор используют в своей работе краски, забытые художниками четыре столетия тому назад. Результаты химических анализов показали, что дионисиевские краски относятся к типу охр. Своими красящими свойствами они обязаны цветным окислам: окиси и закиси железа, и еще — окиси марганца. Различные пропорции содержания этих окислов создали разнообразие оттенков. Краски Дионисия связаны между собой родственными отношениями. Все они принадлежат к одной химической семье. И быть может, в этом — одна из причин колористического единства, таинственной, поистине чудесной органичности Диони- сисвой живописи! КУДА УХОДЯТ КРАСКИ Когда мы смотрим на картины старых мастеров, нас часто поражает необычный колорит пейзажа. Редко можно встретить на этих полотнах зеленый цвет. Иногда деревья кажутся голубыми, особенно деревья дальнего плана, тонущие в дымке. Иногда они коричневы. Коричневый цвет голландских и итальянских пейзажей воспринимается нами как черта стиля, как особенность восприятия художников того времени. И современные кинооператоры, снимая кинофильмы из жизни XVI, XVII веков, даже пытаются стилизовать изображение под живопись того времени, стараясь умышленно придать деревьям корич- неватость. Между тем старые мастера никогда не писали коричневых деревьев. Их деревья когда-то были зелеными, но затем с ними произошло то же, что ежегодно происходит с реальными деревьями в лесу. Они пожелтели, покоричневели. Художники, жившие триста-пятьсот лет тому назад не имели в своем распоряжении хорошей зеленой краски, они пользовались красками растительного происхождения. И как желтеют сами зеленые листья, так же желтели зеленые краски, изготовленные из этих же листьев. Тому виной химический процесс— распад хлорофилла. Итак, происхождение коричневых деревьев на старинных картинах объяснено. А откуда же взялись голубые? ...Художники прошлого знали о плохом качестве своих зеленых красок и поэтому старались обходиться без них. Зеленый цвет можно получить смешиванием голубого и желтого. Этим-то и пользовались живописцы. Однако желтые краски были в те времена тоже растительного происхождения (их изготовляли, например, из сока лука). Цвет растительных пигментов очень красив, но они не прочны. Они быстро выцветают. Желтый цвет со временем исчез с картин, и зеленые деревья стали голубыми. О ЧЕМ ГОВОРЯТ КАРТИНЫ ...Пронзительно белая салфетка, сверкающее серебро ножа, желтый лимон, два хрустальных бокала — натюрморт Кончаловского. С него начинался наш разговор. Мы помним вызванное им ощущение счастья. О чем еще говорит нам эта картина? Мы можем сказать, что натюрморт написан в двадцатом веке. Тому свидетельство — характерная смелость мазка художника и подбор красок: ведь многие из них были открыты сравнительно недавно. Мы можем сказать, что художник отлично знал свою технику, знал химию красок, ведь картина написана сорок лет назад, а краски до сих пор совсем не поблекли. ...Когда-то Исааку Ньютону пришла в голову мысль, что все цвета радуги — это составные части белого цвета. Он разделил картонный кружок на семь секторов и окрасил эти секторы в семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. 46
Если кружок вращать, цвета смешиваются, и кружок становится светло-серым, почти белым. Цвета, лежащие на одном диаметре круга с противоположных сторон: красный и зеленый, оранжевый и синий, желтый и фиолетовый— Ньютон назвал дополнительными. Вся колористическая техника живописи строилась на использовании дополнительных цветов. Они наиболее контрастны друг к другу— зеленый рядом с красным выглядит еще более зеленым, оранжевый песок пустыни подчеркивает синеву неба. Тени на предметах окрашены в цвета, дополнительные к цветам самих предметов. Кончаловский не зря назвал свою картину «Хрусталь и лимон», хотя кроме лимона и хрусталя на полотне присутствуют серебро и кружево салфетки. Умелым подбором дополнительных тонов художник подчеркнул контраст лимона и хрусталя. Несколькими фиолетовыми мазками на стенке бокала он подчеркнул прозрачную желтизну лимона. На этом звучном аккорде дополнительных тонов и построена картина. Многое, очень многое можно сказать, глядя на любую картину. Но все это бесконечное переплетение различных знаний и мыслей, собранное на одном полотне, говорит о главном: написанная талантливым художником картина — это «портрет земли», вне зависимости от того, что на ней изображено — пейзаж, люди, вещи. В ней отражаются закономерности времени: и взгляд художника на мир, и уровень химической науки (в красках), и уровень математических представлений эпохи— в перспективе, в композиции полотна, и уровень оптических представлений — в колорите. Словом, в каждой картине кроме внутреннего мира художника виден внешний мир, наша планета с ее природой с ее людьми, со всем богатством знаний, накопленных человечеством за прожитые им века. Оформление В. ПЕРЕ- ского, братьев Ван Эйк, БЕРИ И А. В оформлении Я. К. Рериха и Диони- использованы фрагменты сия. о которых рассказы- картин П. П. Кончалов- валось в статье. ИНФОРМАЦИЯ НАЗНАЧЕНИЯ Государственный комитет Совета Министров СССР по науке и технике утвердил состав Научного совета по проблеме «Полимерные материалы в народном хозяйстве». Председатель Научного совета — академик К. А. АНДРИАНОВ. Заместители председателя: член-корреспондент АН СССР Н. С. ЕНИКО- ЛОПОВ, заместитель министра химической промышленности СССР В. П. ЮНИЦКИЙ, главный специалист Отдела химии Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике Л. О. ПАРСА- МЯН. ОБЪЯВЛЕНИЕ Издательство «Мир» выпускает в 1970—71 год эх справочник «Реагенты для органического синтеза» в 5 томах (авторы Л. Физер и М. Физер, перевод с английского). Справочник охватывает все отрасли органической химии. Наиболее полные сведения представлены в нем по таким актуальным областям, как химия природных соединений, лекарственных препаратов, полимеров, органических полупроводников, d также молекулярная биология. ВсегЪ рассматривается 1120 соединений, каждому из которых дается краткая характеристика, описываются методы получения и реакции, в которых соединение следует применять. Подписаться на справочник можно до 30 июня в любом магазине, распространяющем подписные издания. Ориентировочная цена всего издания —10 р. 50 к.; при подписке вносится задаток — 2 р. 50 к. 47
ГИПОТЕЗЫ ВИНОВАТ ПОДВОДНЫЙ ВУЛКАН 48
В 1890 году океанский парусник «Мал- боро» с грузом мороженой баранины и шерсти вышел из Новой Зеландии в Англию. На борту «Малборо» было 23 человека экипажа и несколько пассажиров. Командовал парусником капитан Хид — опытный моряк. Последний раз «Малборо» видели вблизи Огненной Земли. В этих зловещих, усыпанных рифами местах 300 дней в году свирепствует шторм... В Англии парусник не появился. Решили, что он стал жертвой скал. Но истории «Малборо» не окончилась. Вот что пишут сведующие люди. «Спустя 23 года, в октябре 1913 года, близ Пунта-Аренас у берегов Огненной Земли, то есть почти там же, где его видели в последний раз, снова появился «Малборо». Корабль шел под всеми парусами!» Глазам тех, кто поднялся на корабль- призрак, предстала странная картина. «Парусник казался невредимым. Все было иа своих местах. Даже экипаж находился там, где ему положено быть на идущем судне: один человек — у штурвала, трое — на палубе у люка, десять — на вахте у своих постов и шесть — в кают-компании. Казалось, людей сразила какая-то внезапная напасть. Вахтенный журнал был покрыт плесенью, и записи в нем стали неразборчивыми.- Моряки судна, встретившего парусник в океане, недоумевали... Выяснилось также, что на борту находятся останки только части экипажа «Малборо». Что случилось с остальными?» А вот другое происшествие, вроде бы не имеющее ничего общего с первым. «12 января 1970 года. (ТАСС). Около 150 китов-«пигмеев» (они достигают в длину 4 метров, а весят 400 килограммов) выбросились вчера на песчаное по бережье близ города Форт-Пирс (штат Флорида)... Несколько животных удалось заарканить морякам береговой охраны и полицейским с патрульных катеров. Их оттащили в открытый океан, однако, как только киты освободились от лассо, они снова вернулись к берегу и выброси пись на песок пляжа.. Этот случай «самоубийства» китов — самый массовый за несколько последних лет. Причины явления пока неизвестны». Или, например, неожиданное исчезновение ценной промысловой рыбы иваси. Из наших дальневосточных вод рыба ушла к островам Японии. Что заставило ее изменить родным местам? Резкое изменение рельефа дна или состава морских вод? 49
Мне кажется, что причины всех этих явлений следует искать в подводном вулканизме. Если внимательно перечитать сообщения о флоридских «самоубийствах» китов, то в них иногда фигурирует неприятный запах, доносящийся с моря. И не мудрено: Флорида лежит неподалеку от активной вулканической зоны. Вероятно, где-то поблизости есть небольшой подводный «возмутитель спокойствия». При извержении киты попадают в зону, где резко уменьшается содержание кислорода, увеличивается концентрация углекислоты, изменяется рН, ядовитые газы и кислоты насыщают воду. Задыхающиеся животные в панике выбрасываются иа берег. Правда, «самоубийство» китов может быть вызвано и чем-то другим — океан полон загадок... В истории мореплавания перечислено много таинственных исчезновений или гибели экипажей на неповрежденных судах. Потеряв управление, корабль по воле ветра и течений годами бпуждал в океане, пока не разбивался о рифы или не погибал при сильном шторме. Подобные происшествия рождали великолепные легенды. Мне же кажется, что здесь нет ничего загадочного. Представьте, что корабль вошел в зону влияния подводного вулкана. Выделяя удушливые газы, он способен мгновенно погубить экипаж целых флотилий. Обезумевшие от удушливых газов люди могут броситься и в воду. Так что разгадка исчезновения экипажей таится на дне. Вспомните: трагедия «Малборо» произошла возле огнедышащей земли. На первый взгляд может показаться, что вулканы беспорядочно рассеяны по земному шару. Но это не так. Они вытянулись цепочкой в тех районах, где, как полагают геологи, есть гигантские трещины земной коры и магме легче вырваться из объятий недр. Подводное извержение далеко не всегда проявляется на поверхности. Если вулкан «работает» на глубине больше 2000 метров, то выделяющиеся газы полностью растворяются в воде, а ее верхние слои остаются безмятежными. Такое 50
извержение обнаруживается лишь по записям сейсмографа. Подводный вулканизм вызывает сильнейшие изменения в химическом составе океанических вод, в конфигурации дна и ходе биологических процессов царства Нептуна. К примеру, в Средиземноморском бассейне концентрация питательных солей падает от Гибралтара к востоку. Но в Тирренском море содержание солей возрастает во всей толще воды: тут район подводной вулканической деятельности, над которым возвышаются старожилы Везувий, Стромболи. В Тихом океане концентрация питательных солей в 6—7 раз выше, чем в водах Атлантики, Кремния в Тихом океане на глубине 1000 м — около 5000 мг/м8, а у его соседа. Атлантического океана,— менее 800 мг/мэ. Есть разница и в содержании фосфатов, нитратов, но ие такая большая. Различное содержание солей в океанах можно объяснить более активным вулканизмом Тихоокеанского бассейна. Соли кремния, фосфатов, нитратов и нитритов определяют биологическую продуктивность поверхностных вод. Осенью 1957 года дозорный на западном побережье острова Фаял (Азорские острова) в километре от берега заметил колебания воды. Он готов был уже сообщить о приближении китов, как понял, что волнение вызвано не скоплением кашалотов, а чем-то другим. В бинокль стало отчетливо видно, как закипела поверхность воды и густой белый пар взметнулся в небо. Через несколько часов Фаял содрогался от толчков, а газы и пары воды поднимались ввысь уже на сотии метров. Родившийся вулкан назвали Капелиньюшем. Через несколько дней в километре от Фаяла появился новый остров — кратер диаметром в тысячу метров. Пепел и пары, вылетавшие оттуда, покрыли часть Фаяла двухметровым слоем. В середине октября Капелиньюш стал уставать, и кратер погрузился в океаи. Но в первой половине ноября началось новое извержение, соединившее вулкан с берегом. Через месяц из кратера в океан хлынул мощный поток лавы. Вскоре вулкан снова ослабел. Мне довелось увидеть Капелиньюш спустя пять месяцев. На рассвете 2-го апреля 1958 года с палубы нашего судна стало видно грибоподобное облако над Фаялом. Корабль шел полным ходом. Облако быстро увеличивалось, изменяя конфигурацию. Черно-рыжие «облачка», срывавшиеся с поверхности океана, уносились ветром. Темные косые полосы висели над Фаялом — это выпадал вулканический пепел. Подходим на 5 миль—ближе рискованно. Но даже отсюда вулкан внушителен и эффектен. Клубы пара закрывают солнце. Их контуры быстро меняются, напоминая сказочных драконов Взрыв за взрывом, обломки величиной с вагой поднимаются в воздух, словно детские воздушные шарики... Мы пришли сюда, чтобы отобрать пробы воды для химического анализа. Соли, выброшенные Капелиньюшем, должны изменить биологическое равновесие. Фито- и зоопланктон не в состоянии справиться с обрушившимся на него изобилием пищи, а может быть, и ядовитых веществ. Анализы подтверждают догадки. Кремния в двадцать раз больше нормы. Содержание фосфатов увеличено в 4—5 раз. В поверхностных водах этого района обычно нет нитритов, а мы обнаруживаем около 50 мг/мэ — огромная цифра! Гидрохимические анализы хорошо согласуются с данными биологов: плотность фито- и зоопланктона ничтожна. Гидробиологи считают, что обилие солей не дает должного эффекта из-за отсутствия микроэлементов — железа, марганца. Вулканологи подтверждают, что в магме при огромном содержании кремния обычно ничтожно мало железа, окиси магния и извести. Может, это несоответствие и мешает развитию планктона. Но так ли это в действительности, сказать трудно. Ведь «голубой континент» пока почти ие изучен. В. СИНЮКОВ 51
%* *£ \ч#Щ$ 1 Ч~ ^ !■■' ■*! CU, ■*ЛЙя^^Н ч
«Дождь». Снято в сумерках. Пленка «Фото-250», выдержка 1/зо* диафрагма 5j6. Светочувствительность пленки увеличена промывкой в воде «Тюльпан». Снято в сумерках при свете горящей спички. Пленка «Фото-250», выдержка 7зо. диафрагма 2,8. Светочувствительность пленки увеличена обработкой в растворе аммиака КАК УВЕЛИЧИТЬ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ФОТОПЛЕНКИ «Улица Таллина». Снято ночью. Пленка «Фото-250», выдержка 1/зо* диафрагма 3.5. Светочувствительность пленки увеличена дополнительной засветкой после экспонирования Пройдя последовательно все стадии фотоискуса — съемку родственников, друзей, знакомых и сослуживцев при ярком солнечном или электрическом свете, фотографирование пейзажей н цветов, может быть, даже фотоохоту,— фотолюбитель неизбежно оказывается перед необходимостью снимать в полутемной комнате, в кино, вечером, на рассвете, иочью. Ничего не поделаешь: объекты, явления и события, которые грех не запечатлеть на пленке, встречаются в любое время суток, даже когда стрелка экспонометра совсем не отклоняется. Самая лучшая фотопленка для съемки при малой освещенности (из тех, что бывают в продаже) имеет чувствительность 350 единиц ГОСТа. Описанными здесь способами светочувствительность можно увеличить еще в несколько раз. При этом практически не увеличивается зернистость, которая в значительно боль- 53
1Йь-*, Юдин». Снято ночью. Пленка «Фото-250», выдержка 1/зо> диафрагма 8. Светочувствительность пленки увеличена обработкой в растворе аммиака шеи степени зависит от типа пленки и состава проявителя. 1. Промывка пленки водой до экспонирования. Поместив пленку в бачок, налейте в него холодной воды (температура не должна быть выше 20е С). В течение 3—4 минут медленно вращайте барабан бачка. Промытую и высушенную в темноте пленку необходимо экспонировать в тот же день: после обработки в воде она плохо хранится. Светочувствительность промытой в воде фотопленки увеличивается примерно в 2 раза. 2. Обработка пленки раствором аммиака до экспонирования. 54
В бачок с холодной водой добавьте 30 миллилитров тридцатипроцентного раствора аммиака и, перемешав жидкость, на 4—5 минут опустите в бачок пленку. После обработки окуните пленку в воду, затем просушите. Светочувствительность пленки, обработанной в растворе аммиака, увеличивается в 2,5— 3 раза. 3. Дополнительное засвечивание пленки после экспонирования. В полутемной комнате (с зашторенными окнами или освещенной красным фонарем) установите выдержку фотоаппарата, заряженного уже отснятой пленкой, на отметку «В», а затвор — на замок. Установив перед объективом лист белой бумаги, медленно (за 2—3 минуты) перемотайте пленку (длительность перемотки и освещенность можно подобрать более точно на пробных негативах). После засвечивания светочувствительность пленки увеличивается в пять-шесть раз. Полученные результаты нетрудно объяснить, если вспомнить основы фотопроцесса. Главная часть чувствительной фотоэмульсии, которую получают, смешивая растворы бромистого калия, азотнокислого серебра и желатины,— бромид серебра. Под действием света кристаллическая решетка этой соли перестраивается, и в ее узлах появляются атомы серебра — так называемые центры скрытого изображения. Во время проявления происходит восстановление серебра. Особенно быстро реакция идет в центрах, где скапливаются атомы металла, образуя темные участки негатива. При закреплении с поверхности пленки удаляется не- разложившаяся светочувствительная соль. Все способы повышения чувствительности фотопленки направлены на то, чтобы увеличить центры скрытого изображения либо облегчить доступ проявителя к ним. В воде из эмульсии вымываются ионы брома. На поверхности пленки они всегда имеются в избытке. Это необходимо для ее стабильности: при хранении фотоматериалов молекулы бромистого серебра самопроизвольно распадаются, а избыточные ионы брома вновь связывают образующиеся атомы серебра. Но эта реакция идет и в центрах скрытого изображения, сильно уменьшая их размеры. Таким образом, промывка в воде положительно влияет на стабильность и сохранность этих центров, а значит, и на чувствительность пленки. При промывке пленки аммиачными растворами бромистое серебро растворяется, поверхность эмульсии становится рыхлой, пористой. И во время обработки уже отснятой пленки проявитель свободно проникает к центрам скрытого изображения. А дополнительное засвечивание экспонированной пленки увеличивает объем скрытого изображения, особенно в тенях. А следовательно,— и чувствительность фотопленки. Л. ЧИСТЫЙ Фото автора НОВОСТИ ОТОВСЮДУ СТЕКЛО В БЕТОНЕ Новый бетон, получивший название «фикрет», разработан недавно в Ливане. Этот бетон усилен стеклянным волокном. Особое внимание было уделено структуре волокна. Оказалось, что наилучший эффект дают волокна диаметром около сотой доли миллиметра. Разумеется, такие тончайшие стеклянные ниточки как бы сплетены в «жгуты» — по 3000 волоконец. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ По утверждению бейрутского профессора Сами Клинка, под руководством которого создан новый бетон, он на 60% дешевле обычного усиленного бетона. В то же время он достаточно прочен. Поскольку после добавления воды у цемента появляется щелочная реакция, стеклянные волокна приходится защищать. Это удается сделать, если волокно предварительно пропитать фенолальде- гидной смолой. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ПЛАСТМАССОВЫЕ ТАРЕЛКИ Эти п л астмассовые тарелки — отнюдь не для еды. Хотя бы потому, что диаметр их для этой цели несколько великоват, около трех метров. Сделаны эти тарелки из стеклопластика, а установлены они в одном из крупнейших лондонских залов — в Альберт- холле. Прежде бедой этого зала было то, что акустика в нем оставляла НОВОСТИ ОТОВСЮДУ желать лучшего. Как известно, эхо отнюдь не улучшает звучания музыки или голоса, а эхо в Альберт-холле было вполне явственным. Расставленные в разных местах зала 109 стек л оп ластиковых тарелок настолько изменили акустические свойства, зала, что тонкие ценители музыки стали относиться к нему с большим почтением. 55
УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ ФРАНЦУЗСКИЙ-ДЛЯ ХИМИКОВ ИМЕННОЕ СКАЗУЕМОЕ В предложении с именным сказуемым носителем смысла сказуемого является его именная часть. Глагол же, играя роль связки, либо совершенно лишен лексического значения (например, глагол etre, который в именном предложении полностью утрачивает свое смысловое значение), либо, имея собственное лексическое содержание (например, sembler, paraitre), используется в предложении в основном по формальному признаку, то есть просто как глагольная форма. Сравните предложения: «Je pense, done je suis» — «Я мыслю, следовательно существую» и «Je suis ingenier»— «Я инженер». Связывать подлежащее с «именами» * могут различные глаголы. Из них самые распространенные в научно-технической литературе: sembler, paraitre — казаться; rester, demeurer — оставаться; s'averer — оказываться, подтверждаться; rendre — делать; designer, appeler — называть, обозначать; etre — являться, находиться, быть. Для нахождения русского эквивалента французскому именному сказуемому нет единого рецепта — решающее значение имеют те «имена», которые окружают глагольную связку. 1. В глагольной связке sembler, paraitre всегда есть оттенок неуверенности автора в достоверности сообщаемого факта. Этими же глаголами иногда пользуются и для придания большей «деликатности» стилю. На русский язык они переводятся чаще всего безличной формой («кажется, что...») или с помощью вводных слов. Des essais realises recemment semblent indiquer que la resistance des cupro-alluminiums a Tacide phosphorique reste excellente jusqu'a 150° С Недавно проведенные опыты как будто подтвердили, что медно-алюминиевые сплавы прекрасно сохраняют устойчивость к фосфорной кислоте до 150°С. 2. Служебный глагол etre в именном сказуемом переводится в зависимости от состава именной части сказуемого. а) Если в именной части употреблен инфинитив с предлогом а, то сказуемое имеет оттенок долженствования: Се liquide est a rectifier.— Эту жидкость следует подвергнуть ректификации (однако: Се liquide est facile a distiller.— Эту жидкость легко дистиллировать). * Под «именами», именной частью сказуемого, мы подразумеваем существительные, прилагательные, при иастия и даже, как это нн странно, инфинитивы гла голов: они рассматриваются в грамматике как «названия глаголов», а свою полную функцию глагол приобретает только в личной форме. Ces alliages sont a conseiller pour I'industrie chi- mique. Эти сплавы следует рекомендовать для химической промышленности. б) Чаще всего служебный глагол etre переводят словом «является» (хотя это и не всегда идеальный вариант с точки зрения русской стилистики). Le bon melange dans le lit fluidise est une consequence du passage d'une grande partie du gaz sous forme de bulles et de la violente convection. Хорошее перемешивание в ожиженном слое является следствием пробулькивания большей части газа, а также интенсивной конвекции. в) Если в именной части сказуемого употреблен инфинитив с предлогом de, способы перевода зависят о г времени глагола-связки. Le but de cet ouvrage est de donner une revue de- tailiee des applications de l'automation. Цель настоящего труда заключается в том, чтобы дать подробный обзор областей применения автоматизации. Le but de notre travail a ete d'etudier !e transfer de masse... Целью нашего труда было изучение массопередачи... Нужно заметить, что с предлогом de в именной часги сказуемого могут употребляться и имена существительные: «Je suis de meme avis» — «Я того же мнениям; «Cet engin est d'une beaute extraordinaire» — «Это машина необыкновенной красоты». г) Иногда в именной части сказуемого может 6ыуь придаточное предложение. La principale particularite de la pompe de circulation pour gaz chaud a haute pression est que le presse-etoupe comporte un refroidissement exterieur. Главная особенность циркуляционного насоса для горячих газов высокого давления заключается в том, что в его сальнике имеется устройство для внешнего охлаждения. 3. Иногда «имя» французского именного сказуемого переводится глагольным сказуемым. La profondeur d'adsorption est tout d'abord fon- ction du temps d'adsorption ou plutot du temps de diffusion de la molecule du colorant. Глубина адсорбции зависит прежде всего от времени адсорбции, или, вернее, от времени диффузии молекулы красителя. 4. Если в именной части употреблены прилагательные или причастия, в русском переводе связка может быть либо опущена (тогда применяется краткая форма прилагательного или причастия), либо переведена глагольным сказуемым (глаголом в возвратной форме). 56
La vanne d'isolement commandee manuellefnent, reste ouverte en permanence quand le four KALDO est en service pour la production; elle devlent fer- mee uniquement en cas d'accldent ou de reparation de la cornue. Когда печь КАЛЬДО находится в эксплуатации, запорный клапан ручного управления остается открытым; он закрывается исключительно в аварийных случаях или при ремонте компрессора. Для того чтобы научиться быстро определять структуру предложения, предлагаем вам просмотреть следующие примеры, отыскивая в них именные сказуемые, а потом перевести их, 1. L'emploi des extensiometres optiques pour la mesure des grandeurs autres que les deformations su- perficielles s'avere souvent plus delicat. 2. La transformation totale du volume est egale a la somine des transformations partielies. 3. Cette transformation est moins complete et moins uniforme que dans un reacteur tubulaire de meme volume. 4. Pour les solides dont les valeurs de fluidisation nous avons etudiees, I'ecart entre celles-ci est de- meure inferieur a 596. 5. Le mecanisme de la reaction devlent beaucoup plus complique dans la preparation du furfurol a par- tir d'une solution aqueuse de xylose traitee par l'acide chlorhydrique. 6. Toutes les informations disponibles rendent haute- ment improbable I'eventualite d'une vie a la surface de la Lune. Старший преподаватель Московского института химического машиностроения Т. Н. КОМРОВСКАЯ ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ОДУВАНЧИК Всем знакомы плоские, как тарелка, распластанные розетки его листьев, напоминающие многолучевые звезды. Одуванчик растет и вдоль пыльных дорог, и на сухих песчаных местах — там, где выживает далеко ие всякое растение. Он хорошо приспособлен к борьбе за влагу. Вдоль сложенных желобком листьев в центр розетки, образующей воронку, стекает дождевая вода или утренняя роса, питающие корень. А сам корень у одуванчика очень длинный и может черпать влагу из глубоких слоев почвы. Крупные распластанные листья одуванчика занимают довольно большое пространство и плотно покрывают почву, хорошо сохраняя почвенную влагу и не давая прорастать соседям-конкурентам. Интересно, что одуванчики, выросшие во влажных местах — в тенистом овраге или на лугу, заметно отличаются от своих собратьев, растущих на солнцепеке. У теневых одуванчиков розетка листьев совсем не распластанная, листья торчат прямо вверх и достигают огромных размеров — до полуметра. Цветет одуванчик с середины мая до сентября, но время самого обильного цветения — конец мая и начало июня. В это время луга и пустыри — настоящее царство одуванчиков. Их соцветия разворачиваются в 5—6 часов утра. В 2 часа дня одуванчик «засыпает», соцветия прячутся (в это время внутри соцветия может происходить опыление — это запасной механизм на тот случай, если не произойдет перекрестного опыления пыльцой с других соцветий). Но не только цветочными часами может служить одуванчик — он умеет предсказывать погоду. Перед дождем соцветия одуванчика тоже «засыпают», а в пасмурную погоду и вовсе ие раскрываются Так одуванчик защищает свою пыльцу от намокания. Если ярко- желтая поляна одуванчиков вдруг становится зеленой — быть непогоде! Соцветие одуванчика — всем известный пушистый шарик — тоже боится воды. Когда приближается дождь, «зонтики» прячутся: ведь иначе они не смогут летать1 Но стоит солнцу пригреть, как снова раздвигаются пушки-зонтики и при первом же дуновении ветра улетают далеко от материнского растения. Большие венки из желтых одуванчиков — любимое украшение детишек. И многие, наверное, еще с детства заметили: сорвешь длинный, словно резиновый, стебель-цветонос, и из него тотчас же начинает сочиться белое, горьковатое на вкус молочко, которое на воздухе чернеет и оставляет на руках темные, трудно смываемые следы. Это молочко содержит настоящий каучук — высокомолекулярный непредельный угле- 57
"V
водород (С5Н8)П- До того, как в широких масштабах началось производство синтетического каучука, у нас в СССР разводили близких родственников одуванчика— тау-сагыз, кок-сагыз, крым-сагыз — и из их млечного сока добывали натуральный каучук *. Но каучук—не единственное, чем богат одуванчик. Не зря его видовое название — «одуванчик лекарственный». Целебным растением одуванчик считается с глубокой древности. Даже его родовое имя Taraxacum связано с медициной: по одной версии, оно восходит к греческому слову «успокаивать», а по другой — к средневековому названию глазной болезни (taraxis), которую лечили соком одуванчика. Кстати, с этим названием болезни некоторые исследователи связывают и такое, на первый взгляд чисто русское, выражение, как «таращить гласа». Лечебные свойства придают одуванчику содержащиеся в его соке глюкозн- ды, в основном тараксацин. Этому веществу и некоторым другим соединениям и обязан сок одуванчика своим характерным горьким вкусом, благодаря которому препараты одуванчика усиливают выделение пищеварительных соков и улучшают пищеварение. В народной медицине одуванчик применяется как кровоочищающее, отхаркивающее и желчегонное средство, а также как легкое слабительное. С лекарственной целью используют в основном корни одуванчика, реже — листья. Корни выкапывают поздней осенью, обрезают остатки листьев, тщательно промывают и провяливают на воздухе в течение нескольких дней, пока из порезов не перестанет выделяться млечный сок, а затем сушат в теплом месте. Настой одуванчика, применяемый от запора и как желчегонное средство, делают так: чайную ложку мелко нарезанного корня заваривают в стакане кипятка, настаивают 20 минут, охлаждают, процеживают и пьют по четверти стакана 3—4 раза в день за полчаса до еды. * О поисках отечественных каучуконосов и попытках наладить производство из них натурального каучука было рассказано в статье М. Иоффе «Постигнет ли гевею участь кок-сагыза?» («Химия и жизнь», 1969, № 10). Корень одуванчика входит в rocran желудочного и аппетитного чая B части полыни, 2 части тысячелистника и 1 часть корня одуьанчика — столовую ложку смеси заварить в стакане кипятка, настаивать 20 минут, процедить через марлю и принимать по столовой ложке за 15—20 минут до еды), а также мочегонного чая A часть «ягод» можжевельника, 1 часть листьев березы, I часть корня одуванчика — столовую ложку смеси заварить в стакане кипятка, настаивать до охлаждения, процедить н пить по одной столовой ложке 3 раза в день). Но одуванчик можно есть не только больным. Его корни и листья богаты белком, содержат железо, кальций, фосфор... Корни одуванчика можно варить и жарить (варить их лучше в трех водах — тогда исчезает горечь, и они становятся мягкими). Хорошо приготовленные корни одуванчика нежны и вкусны. Особенно хороша хрустящая прикорневая розетка. Поджаренные корни с цикорием — хороший заменитель кофе. Цветочные почки одуванчика можно мариновать — это отличная приправа к солянкам и винегретам. А французы очень любят салат из одуванчиков. Они вывели даже специальный сорт садового, вернее огородного, одуванчика с большими нежными листьями. Листья для салата перебирают, отбирая самые молодые и нежные, и вымачивают в соленой воде до исчезновения горечи. Если горечь сразу не исчезает, воду несколько раз сменяют. (Правда, иногда для возбуждения1 аппетита салат специально делают горчащим.) Нарезав листья, сдабривают их уксусом, перцем и другими специями по вкусу. Вместо уксуса можно положить щавель, он отлично заменяет уксус в любом салате. Может быть, вам понравятся блюда нз одуванчиков, и вы станете поклонниками дикорастущей пищи. Тогда вас ожидают и другие кулинарные радости — и чудесный чай из сосновых игл нли зеленой мяты, и корни рогоза, и котлеты из корней лопуха, и еще много других интересных открытий.. М. МАЗУРЕНКО, А. ФРИДМАН Фото Л. ЧИСТОГО 59
Нехитрый цветок — одуванчик, но писатели и поэты посвятили ему немало страниц на многих языках мира. Мы перепечатываем здесь отрывок из автобиографической повести известного американского писателя Рэя Бредбери «Вино из одуванчиков» (в переводе Э. Кабалевской под редакцией Н. Галь). Этот отрывок неожиданно вызвал споры в редакции. Существует ли на самом деле вино из одуванчиков или же это — всего лишь «изобретение» писателя, созданный им символ сохраненного летнего солнца? К сожалению, рецепт этого удивительного вина нам разыскать не удалось. Только в «Международной энциклопедии кулинарии», изданной недавно в Нью-Йорке, было обнаружено упоминание о том, что «одуванчики иногда используются для приготовления вина»... ВИНО ИЗ ОДУВАНЧИКОВ «...Они рвали золотистые цветы, цветы, что наводняют весь мир, переплескиваются с лужаек на мощеные улицы, тихонько стучатся в прозрачные окна погребов, не знают угомону и удержу и все вокруг заливают слепящим сверканием расплавленного солнца. — Каждое лето они точно с цепи срываются,— сказал дедушка.— Пусть их, я не против. Вон их сколько, стоят гордые, как львы. Посмотришь на них подольше — так и прожгут у тебя в глазу дырку. Ведь простой цветок, можно сказать сорная трава, никто ее и не замечает, а мы уважаем, считаем: одуванчик— благородное растение. Они набрали полные мешки одуванчиков и унесли вниз, в погреб. Вывалили их из мешков и во тьме погреба разлилось сияние. Винный пресс дожидался их, открытый, холодный. Золотистый поток согрел его. Дедушка передвинул пресс, повернул ручку, завертел — быстрей, быстрей — и пресс мягко стиснул добычу... — Ну вот... вот так... Сперва тонкой струйкой, потом все щедрей, обильнее побежал по желобу в глиняные кувшины сок прекрасного жаркого месяца; ему дали перебродить, сняли пену и разлили в чистые бутылки из-под кетчупа — и они выстроились рядами на полках, поблескивая в сумраке погреба. Вино из одуванчиков. Самые эти слова — точно лето на языке. Вино из одуванчиков — пойманное и закупоренное в бутылки лето. И теперь, когда Дуглас знал, по-настоящему знал, что он живой, что он затем и ходит по земле, чтобы видеть и ощущать мир, он понял еще одно: надо частицу всего, что он узнал, частицу этого особенного дня — дня сбора одуванчиков — тоже закупорить и сохранить; а потом настанет такой зимний январский день, когда валит густой снег, и солнца уже давным-давно никто не видел, и, может быть, это чудо позабылось, и хорошо бы его снова вспомнить,— вот тогда он его откупорит! Ведь это лето непременно будет летом нежданных чудес, и надо все их сберечь и где-то отложить для себя, чтобы после, в любой час, когда вздумаешь, пробраться на цыпочках во влажный сумрак и протянуть руку... И там, ряд за рядом, будут стоять бутылки с вином из одуванчиков — оно будет мягко мерцать, точно раскрывающиеся на заре цве- 60
ты, а сквозь тонкий слой пыли будет поблескивать солнце нынешнего июня. Взгляни сквозь это вино на холодный зимний день—и снег растает, из-под него покажется трава, на деревьях оживут птицы, листва и цветы, словно мириады бабочек, затрепещут на ветру. И даже холодное серое небо станет голубым. Возьми лето в руку, налей лето в бокал — в самый крохотный, конечно, из какого только и сделаешь единственный терпкий глоток; поднеси его к губам — и по жилам твоим вместо лютой зимы побежит жаркое лето... ...Даже бабушка в какой-нибудь февральский день, когда беснуется за окном вьюга и слепит весь мир, и у людей захватывает дыханье,— даже бабушка тихонько спустится в погреб. Наверху в большом доме будет кашель, чиханье, хриплые голоса и стоны, простуженным детям очень больно будет глотать, а носы у них покраснеют, точно вишни, вынутые из наливки,— всюду в доме притаится коварный микроб. И тогда из погреба возникнет, точно богиня лета, бабушка, пряча что-то под вязаной шалью; она принесет это «что-то» в комнату каждого болящего и разольет — душистое, прозрачное — в прозрачные стаканы, и стаканы эти осушат одним глотком. Лекарство иных времен, бальзам из солнечных лучей и праздного августовского полудня, едва слышный стук колес тележки с мороженым, что катится по мощеным улицам, шорох серебристого фейерверка, что рассыпается высоко в небе, и шелест срезанной травы, фонтаном бьющей из- под косилки, что движется по лугам, по муравьиному царству,— все это, все — в одном стакане! Да, даже бабушка, которая спустится в зимний погреб за июнем, наверное, будет стоять там тихонько, совсем одна, в тайном единении со своим сокровенным, со своей душой, как и дедушка, и папа, и дядя Берт, и другие тоже, словно беседуя с тенью давно ушедших дней, с пикниками, с теплым дождем, с запахом пшеничных полей, и жареных кукурузных зерен, и свежескошенного сена. Даже бабушка будет повторять снова и снова те же чудесные, золотящиеся слова, что звучат сейчас, когда цветы кладут под пресс,— как будут их повторять каждую зиму, все белые зимы во все времена. Снова и снова они будут слетать с губ, как улыбка, как нежданный солнечный зайчик во тьме. Вино из одуванчиков. Вино из одуванчиков. Вино из одуванчиков». 61
ИНФОРМАЦИЯ СОВЕЩАНИЯ И КОНФЕРЕНЦИИ Конференция по химии, технологии и аналитической химии германия. Июнь. Одесса. (Одесский университет) Симпозиум по исследованию материалов для современных преобразователей тепловой энергии в электрическую. Июнь. Киев. (Институт проблем материаловедения АН УССР) Всесоюзная конференция молодых ученых «Вопросы физико-химической биологии». Июнь. Пущине (Институт биологической физики АН СССР) Симпозиум по реакционной газовой хроматографии. Июль. Таллин. (Институт химии АН Эстонской ССР) Симпозиум по проблеме «Биохимия и биофизика фотосинтеза». Июль. Иркутск. (Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО АН СССР) Пущинские чтения по фотосинтезу «Методы исследования фотосинтетического фосфорипи- роваиия». Июнь. Пущине (Институт фотосинтеза АН СССР) Совещание «Разработка ковых направлений в синтезе катализаторов нефтехимических производств». Июнь. Ангарск. (Главное управление по переработке нефти и нефтехимии) Конференция «Повышение эффективности использования изобретений и рационализаторских предложений в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности». Июль Гор. Волжский. (ЦНИИТЭ- нефтехим) Совещание по совершенствованию методов организации лечения лиц, страдающих алкогольной интоксикацией. Июнь. Москва. (Управление по внедрению новых лекарственных средств и медицинской техники) Конференция «Токсикология высокомолекулярных соединений и сырья, используемого для их синтеза». Июнь. Ленинград. (Институт высокомолекулярных соединений АН СССР) Семинар «Современные достижения медицинской генетики в области профилактики наследственных болезней, применение биохимических методов в диагностике наследственной патологии обмена веществ». Июнь. Москва. B-й московский медицинский институт) МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВСТРЕЧИ 3-й международный симпозиум по фотохимии. Июль. Швейцария, Санкт-Мориц. Международная конференция по ферритам. Июль. Япония, Киото. Конференция по диэлектрическим материалам. Июль. Великобритания, Ланкастер. Симпозиум по мировому водному балансу. Июль. Великобритания. Рединг. 3-я международная конференция по порошковой металлургии. Июль. США, Нью-Йорк. КНИГИ В ближайшее время выходят в издательствах «Наук а»: Н. О. БЛИНОВ, А. С. ХОХЛОВ. Бумажная хроматография антибиотиков. 2 р. Г. В. БЫКОВ. Амедео Авогадро (очерк жизии и деятельности}. 70 к. В. А. ЗАРИНСКИЙ, В. И. ЕРМАКОВ. Высокочастотный химический анализ. 95 к. В. Н. КОНДРАТЬЕВ. Константы скорости газофазных реакций. (Дополнительное издание). 1 р. 81 к. B. В. КОРШАК. Химическое строение и термическая устойчивость полимеров. 2 р. 10 к. И. И. МОИСЕЕВ, л-ком- плексы в жидкофазном окислении олефинов. 1 Р. М. Б. НЕЙМАН, Д. ГА Л. Применение радиоактивных изотопов в химической кинетике. 2 р. 30 к. Ф. П. СИДЕЛЬКОВСКАЯ. Химия N-винилпирроли- дона и его полимеров. 80 к. Химические ресурсы морей и океанов. Сборник статей. 2 р. 40 к. «М и р»: C. ГРЕГ, К. СИНГ. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. 3 р. 26 к. Г. ОЛКОК. Гетероциклические соединения и полимеры на их основе. 3 р. 50 к. Прикладная инфракрасная спектроскопия. Под ред. Д. Кендалла. 2 р. 50 к. К. СИМПОНЕСКУ, К. ОП- РЕА. Механохимия высокомолекулярных соединений. 2 р. 80 к. П. УИТЛИ. Определение молекулярной структуры. 1 р. 48 к. Физические методы исследования и свойства неорганических соединений. 2 р. Химические применения мессбауэровской спектроскопии. Под ред. Р. Гербера и В. Гольдан- ского. 4 р. 52 к. ВЫСТАВКИ Выставка оборудования для полупроводниковой техники. Устроитель — внешнеторговое предприятие «Инвест-экспорт», ГДР. 26 июня — 2 июля. Киев, выставочный зал (Б. Житомирская ул., 33). Промышленная выставка Дании. 16—25 июля. Мо- енва, парк «Сокольники». Выставка образцов мебели. Устроитель — агенство «Рапид», Чехословакия. 24 июля — 9 августа. Москва, парк «Сокольники». Югославская промышленная выставка. Июль. Москва, парк «Сокольники». ПОСТАНОВЛЕНИЕ Принято решение организовать в гор. Пущино Московской области Институт агрохимии и почвоведения Академии наук СССР. Основные направления научной деятельности нового института: изучение круговорота и баланса веществ в естественных и культурных биогеоценозах и разработка методов их регулирования путем разносторонней химизации сельского и лесного хозяйства; исследование новых видов удобрений и их агрохимическая оценка; изучение биологических последствий систематического применения физиологически активных веществ; разработка методов управления водно-воздушным, тепловым и геохимическим режимами почв, подземных и почвенных вод; разработка методов почвенных и агрохимических исследований на основе достижений современной физики, химии, кибернетики и техники. СООБЩЕНИЯ На общем собрании Академии наук СССР академик В. А. КОТЕЛЬНИКОВ избран вице-президентом АН СССР. Учреждена премия имени выдающегося советского химика Л. А. Чугаева за лучшие работы в области химии комплексных соединений. Срок подачи документов в Академию наук СССР на соискание премии — до 1 августа 1970 года. 62
ЙОДНАЯ ЛАМПА Примерно после ста лет непрерывных поисков и находок, после многочисленных усовершенствований коэффициент полезного действия лучших тепловых машин достиг сорока процентов, к. п. д. электрических машин превысил девяносто процентов, к. п. д. ламп накаливания едва перевалил за два процента. Столь разительное отличие полученных результатов объясняется отнюдь не пренебрежением инженеров к осветительной технике. Основной способ повысить светоотдачу источника света — увеличение температуры раскаленной спирали. Но чем выше температура, тем интенсивней испаряется с поверхности спирали вольфрам, тем быстрее выходит лампа из строя. Даже тяжелые молекулы ксенона и криптона, которыми стали заполнять баллоны ламп накаливания, не в состоянии справиться с ливнем испаряющихся частиц металла и возвратить их на спираль. Вот почему в предвоенные годы утвердилось мнение, что предельный к. п. д. электрических источников света уже достигнут. 63 Это мнение было опровергнуто лишь в 1959 году, когда появились первые лампы накаливания, работающие по регенеративному галогенному циклу, или проще,— йодные лампы. Галогенный цикл открыл в 1915 году Ирвинг Ленгмюр. Исследуя адсорбцию газов на твердых поверхностях, он обнаружил интересное явление: если в атмосфере хлора, йода или брома рядом с нагретой вольфрамовой проволочкой находится холодная, то через некоторое время первая проволочка становится толще, вторая — тоньше, а затем совсем исчезает. Исчезновение холодной проволочки объясняется следующим образом. При низкой температуре вольфрам реагирует с галогенами. Образующийся галогенид металла (хлорид, йодид, бромид—все равно) распадается возле горячей проволочки, и металл осаждается на ее поверхности. Это явление и было положено в основу работы нового источника света. Испаряющиеся с поверхности вольфрамовой спирали частицы металла не осаждаются на стекле, как это происходит в обычных криптоновых лампах. Возле холодных стенок вольфрам реагирует с йодом, молекулы WJ2 попадают на спираль и там распадаются, возвращая испарившийся
металл на место. (Схема йодно-вольфрамово- го цикла и устройство йодной лампы показаны на цветной вклейке.) Пары йода в новом источнике как бы служат защитой для спирали, то есть выполняют те же самые функции, что аргон, криптон и ксенон в обычных лампах накаливания. Но в галогенных источниках света эта защита много совершенней: молекулы йода не просто служат препятствием для испаряющихся частиц металла, а возвращают каждую из них на спираль. Это дало возможность повысить температуру вольфрамовой нити, почти вдвое увеличить светоотдачу, а значит,— и к. п. д. Современные йодные лампы в 100—-200 раз меньше криптоновых. И в то же время значительно ярче и долговечней. Например, лампа НИК-220-1000, работающая по йодно-вольфра- мовому циклу, может в течение десятков часов создавать на площади один квадратный метр освещенность значительно большую, чем полуденное июньское солнце на широте Москвы. Одного прожектора ПКН-2500 с йодными лампами достаточно для освещения футбольного поля, это подтвердили испытания на Центральном стадионе имени В. И. Ленина. Помимо высокого к. п. д. (конечно, по сравнению с другими источниками света) и необычайной яркости, йодные лампы обладают еще многими ценными свойствами: их световой поток остается постоянным в течение всего срока службы, они могут работать при сильных колебаниях напряжения в электрической сети. Йодные лампы уже применяют в качестве источника света — в автомобильных фарах и кинопроекторах, в качестве источника тепла—для кулинарных установок (электрические печи для поджаривания шашлыка и цыплят) и для нагрева стальных заготовок перед ковкой и прокаткой. И если эти «солнца в кварцевых трубках» еще не нашли широкого применения в быту, на то есть свои причины. Во-первых, йодные лампы пока слишком дороги. Во-вторых, они небезопасны — температура поверхности баллонов может достигать 250—500° С. Впрочем, эти недостатки со временем, вероятно, будут устранены. Принципиальных препятствий для этого нет. Инженер Ф. Ф. МАЧУЛЬСКИЙ На вклейке — схема йодно - вольфрамового цикла и устройство йодной лампы накаливания. В наполненном инертным газом кварцевом баллоне — трубке небольшого диаметра, в котором расположена вольфрамовая спираль, находится несколько кристалликов йода. Через доли секунды после включения в электрическую цепь спираль нагревается до температуры 2900—3000° С, йод возгоняется. Испаряющиеся с поверхности спирали частицы вольфрама достигают стенок и, попадая в зону относительно низких температур D00—600° С), реагируют с парами йода. В результате реакции образуется прозрачный дийодид вольфрама (WI2). Поскольку его концентрация у стенок выше, чем около спирали, он «перетекает» к вольфрамовой нити, где вновь разлагается на вольфрам и йод. Частицы вольфрама оседают на поверхности металла, а пары йода равномерно распределяются в баллоне. Цикл повторяется. Йодно - вольфрамовый цикл можно описать такой химической реакцией: W + 12 ^ WI2. С другими галогенами — бромом, хлором, фтором — вольфрам реагирует таким же образом. Йо поскольку и бром, и хлор, и фтор химически активнее йода, их соединения с вольфрамом прочнее, разлагаются при более высоких температурах, нежели йодид. Казалось бы, бромная и хлорная лампы должны светить ярче йодной и иметь более высокий к. п. д. Теоретически это так. Но па практике при изготовлении даже бромной лампы (не говоря уже о хлорной) возникают большие трудности: плавятся баллоны из тугоплавкого стекла, не выдерживают высоких температур металлические вводы. Вот почему йодная лампа остается пока практически единственный источником, работающим по галоге- но-вольфрамовому циклу. Рисунки В. АНДРЮХИНА 64
|Г%^ж:
КАК ДЕЛАЮТ ВЕЩИ И ВЕЩЕСТВА КАРАНДАШ «ЭТЮД», ОН ЖЕ ФЛОМАСТЕР Фломастер — это что-то вроде карандаша или авторучки, но пишет в нем не грифель и не перо, а мягкий фетровый стержень. На вклей- к е: в верхней части рисунка художник Ю. КУПЕР МАИ схематически изобразил, из каких деталей состоит карандаш «Этюд» (одна из разновидностей фломастера)—* в корпус карандаша вставлены сигаретные фильтры, которые насыщают чернилами; от фильтров чернила поступают к фетровому стержню. Внизу — карандаш «Этюд» так, как он выглядит на самом деле Несколько лет назад почти весь мир был охвачен модой на фломастеры * (надо сказать, что это не прекратилось и по сей день). Художники-графики рисуют ими, оформители делают надписи, многие предпочитают шариковым ручкам. Производить фломастеры начала Япония, за ней, не устояв перед модой, последовали Австрия, Италия, Швеция. Недавно фломастеры стали делать и у нас в стране; один из вариантов известен под таким названием: оформительский карандаш «Этюд». Карандаши «Этюд» изготовляют на Ленинградском станкостроительном заводе имени Ильича Неправда ли странно: станкостроительный завод и карандаши? В этой заметке мы расскажем, почему и как их там делают. С ЧЕГО НАЧАЛОСЬ «Расширить выпуск товаров в цехах ширпотреба на предприятиях всех отраслей промышленности, обратив внимание на увеличение производства изделий, пользующихся повышенным спросом населения»— это из Постановления Совета Министров СССР, принятого в 1967 году**. На заводе есть цеха пластмассовых и резиновых деталей. Здесь и решили выпускать эту новинку. Посмотрев японский фломастер, заводские художники сделали эскизы более удобного для них варианта. По этим эскизам была изготовлена прессформа для корпуса фломастера, и вскоре завод начал выпускать оформительские карандаши «Этюд» — так здесь окрестили местный вариант фломастера. * За точный перевод слова «По- master» поручиться трудно; похоже на то, что это фирменное наименование. ** Из собрания Постановлений Совета Министров СССР, № 1—25, 1967 г. ЧТО ВНУТРИ Внутри японский фломастер был заполнен волокнистой набивкой (отходами нейлонового производства), пропитанной чернилами; оттуда чернила поступали к пишущему стержню, спрессованному тоже из волокон нейлона. (Кстати, другие страны, выпускающие теперь фломастеры, купили у Японии лицензию нл изготовление стержней.) У ленинградцев таких материалов не было, поэтому они начали думать, чем все это заменить. Вначале карандаши набивали трубочками из папиросной бумаги — сворачивали трубочки вручную. А потом кто-то случайно обратил внимание на то, что мундштук сигареты — готовая набивка для карандашей; проверили —• оказалось, цействительно, сигаретные фильтры лучше самодельных трубочек. Тогда руководители завода договорились с дирекцией Табачной фабрики им. Клары Цеткин, чтобы оттуда поставляли обрезки сигаретных фильтров, все равно они их раньше выбрасывали или использовали для менее важных дел. Сейчас полученные с фабрики фильтры нарезают и вставляют по два в корпус карандаша. Пишуший стержень — из фетра. Это высококачественный фетр (фильц молоточный, изготовленный в ГДР), который наклеивают на молоточки музыкальных инструментов. На стержни идут только отходы. На заводе фетр пропитывают мочевино-формальдегидной смолой, сушат, нарезают на полоски нужных размеров и вставляют в карандаши. Первые ленинградские фломастеры были очень неуклюжи — огромны, плохо писали, чернила из них вытекали. Поэтому конструкция была изменена: каран наши стали тоньше и состоят только из двух деталей — колпачка и корпуса, в который вставлены и стержень, и фильтры. Вот уже полтора гола завод выпускает второй вариант. А сейчас в принципе готов начать изготовление третьего, серьезно улучшенного: он будет тоньше и изящнее. 65
ЧЕРНИЛА ДЛЯ КАРАНДАША «ЭТЮД» Рецепты чернил разработаны в Научно- исследовательском институте органических полупродуктов и красителей (на заводе их несколько изменили). Сейчас чернила изготовляет Ленинградский химический завод им. Фрунзе. Вот какие вещества входят в их состав. Чернила черные. Красители: радомин С — 30 г, желтый 3 — 30 г, оранжевый 2Ж — 45 г, основной ярко-зеленый окса- лат — 60 г, политура спиртовая № 14— 429 г, этиленгликоль — 60 г, спирт — 2750 г. Красные чернила. Краситель: радомин С—150 г, политура спиртовая Kb 14 — 1065 г, этиленгликоль — 60 г, спирт этиловый 2020 г. Фиолетовые чернила. Краситель: фиолетовый основной К — 30 г, политура спиртовая №13—1065 г, спирт — 2090 г, нигрозин спирторастворимый — 60 г. Зеленые чернила. Краситель: основной зеленый оксалат—150 г, спирт —2020 г, политура спиртовая № 14 — 1065 г, этиленгликоль— 60 г. Краситель растворяют в спирте и приливают в сосуд с политурой, раствор помешивают 5—10 минут. Туда же добавляют этиленгликоль и все снова перемешивают, на этот раз 2—3 часа. Затем раствору дают отстояться, после чего фильтруют. Многие недовольны чернилами для карандаша «Этюд»: быстро высыхают, образуется осадок, который забивает капилляры фетра. Чернила быстро сохнут оттого, что все компоненты растворены в спирте. (В состав японских чернил входят растворители, испаряющиеся медленнее, — толуол или ксилол, но в Советском Союзе эти вещества запрещают применять для подобных целей: толуол и ксилол токсичны.) Кроме того, сами красители, к сожалению, невысокого качества, а лучших нет. Раньше карандаши «Этюд» заполняли чернилами на заводе, сейчас они поступают в магазины незаполненными.. Чернила продаются отдельно. Кстати, для заполнения карандашей пригодны и обычные чернила для авторучек «Радуга». Но только следует помнить: смешивать чернила разных сортов нельзя. КАРАНДАШИ СОБИРАЮТСЯ УЛУЧШИТЬ Конечно, карандаши «Этюд» далеки от совершенства. И тем не менее в некоторых случаях они удобны: железнодорожники маркируют ими тару, применяют «Этюд» художники-оформители, школьники и студенты рисуют ими стенгазеты и плакаты. Однако это совсем не успокаивает создателей «Этюда», на заводе собираются улучшить конструкцию карандашей, чтобы ими были довольны даже самые требовательные художники. Например, есть идея делать стержни не из фетра и не из нейлона, а из другого материала, какого именно — говорить рано, так как изобретатели надеютТгя получить авторское свидетельство. Главное то, что этот стержень будет не хуже синтетического и в то же время долговечнее и дешевле, так как его проще сделать. Кроме того, есть разработанная технология изготовления капронового стер жня; вполне возм ожно, что скоро его начнут применять. Красители и чернила — на совести химиков. На завод приходят письма со всех концов страны; очень многие недовольны тем, что карандашей мало. Действительно, в Ленинграде выпускают всего 200 000 фломастеров в год; для такой страны, как наша, это, конечно, капля в море. Пока завод не может расширить это производство. И все же он выполняет заказы (от организаций), поэтому читателя м будет полезно знать, куда обращаться. Адрес Станкостроительного завода им. Ильича: Ленинград, Красногвардейский переулок, 15; адрес Химического завода им. Фрунзе (где делают чернила): Ленинград, ул. Сердоболь- ская, 66. Д. Н. ОСОКИНА, специальный корреспондент «Химии и жизни», Ленинград — Москва 66
СПИЧКИ В 1883 ГОДУ Для спичек, потребляемых в Европе, идет ежегодно 4 618 300 центнеров дерева. В Германии на каждого человека в день приходится по 15 спичек, в Бельгии — по 9, в Англии — по 8, во Франции — по 6. «Модный свет», 1883 НЕСРАВНЕННАЯ ПО ДОСТОИНСТВУ ЖЕМЧУЖИНА Вблизи мексиканского приморского города Ла-Пац недавно найдена жемчужина, несравненная по своему достоинству. Она длиною в 2,5 сантиметра, имеет в самом тонком месте (в поперечнике) 1,9 сантиметра и отличается замечательным белым цветом и овальною формою. Ее владелец, рыболов в Ла-Паце, просит за нее не менее 50 тысяч долларов и намеревается, если ему не удастся сбыть это сокровище в Америке, ехать в Париж или Лондон и там продать его. «Модный свет», 1883 СИФОННЫЕ ДОРОГИ Недавно в Соединенных Штатах появились так называемые сифонные дороги, вагоны которых приводятся в движение углекислотой. В каждом вагоне находится резервуар из толстой стали, наполненный сжатой углекислотой, которая, выходя из него, приводит в движение аппарат, движущий колеса вагона. Расходы на устройство такого движения незначительны. «Мозаика» (приложение к журналу «Новь»), 1894 ТОМАТЫ ПРОТИВ ХОЛЕРЫ Томаты Lycopersicum es- culentum вот уже не- ИЗ СТАРЫХ ЖУРНАЛОВ сколько лет в медицинской науке считаются предохранительным средством от эпидемических болезней, а именно от холеры и злокачественной диар- реи. Если плод этот, высушенный на стебле, положить в кучу зерна, то последнее будет застраховано от всех болезней (как, например, от ржавчины, прения и прочего): таково антисептическое действие томатов. Химический анализ показал большое содержание в томатах серы, чему и следует приписать их антисептическое действие. Опыты, произведенные в Австралии в 1884 году, подтвердили, что эти плоды убивают холерную бациллу. «Мозаика», 1893 СОДА ВМЕСТО ЗОЛОТА Недавно в Североамериканском штате Орегон один золотоискатель набрел на долину, почва которой была на несколько футов покрыта содой. Будучи не аптекарем, а искателем золота, он не обратил внимания на это драгоценное вещество и начал сверлить землю, чтобы найти свое возлюбленное золото. И при этом он едва не расстался с жизнью: из просверленного отверстия неожиданно вырвалась громадная струя воды и полилась на содовую долину, с которой тотчас же поднялись страшные пары. Пораженный золотоискатель едва успел спастись на соседнем холме, с вершины которого он стал наблюдать за происходящим у ног его. Девять дней бил фонтан. На десятый источник иссяк, и долима превратилась в кипящее и дымящее озеро. «Мозаика», 1893 Рисунки К. СОКОЛОВА 67
ЗУБЫ
ОТЧЕГО ОНИ БОЛЯТ Перечисляя «болезни века», называют непременно заболевания сердечно-сосудистой системы, злокачественные опухоли, да еще кариес зубов. Конечно, кариес по опасности не поставишь в один ряд с инфарктом, но зато по распространенности... Словарь Брокгауза утверждает, что около половины населения России страдало от зубной боли. Сейчас девять из десяти жителей нашей страны знакомы с бормашиной. Что же вызвало такое повальное поражение кариесом? Точного ответа на этот вопрос пока не может дать ни один специалист. Ясно лишь, что это — следствие цивилизации. Пусть и не прямое, но следствие — повышенной затраты нервной энергии, отравления воздуха промышленными газами и выхлопными газами автомобилей, частичной замены полноценных продуктов питания консервами и суррогатами. Кариес опасен не столько беспокоящими время от времени «дырками» в зубах, сколько возможностью осложнений — воспаления зубного нерва, околокорневой оболочки, костной ткани челюсти. Эти болезни могут вывести человека из строя не на одну неделю. И если уж кариес появился, нужно сразу лечить его, потому что эта болезнь никогда сама не проходит. Твердые ткани зуба не восстанавливаются, и даже самое маленькое «дупло» не зарастет. Пусть это и не нравится пациентам, но кариес можно лечигь только так: удаляя омертвевшие ткани зуба и заполняя пространство пломбировочными материалами. А вот предупредить кариес все же можно. Правда, от всех причин, его вызывающих, человеку, избалованному цивилизацией, освободиться невозможно. Помочь могут лишь разумный режим и особенно — правильное питание. Для профилактики зубных болезней слово «правильное» означает вот что: поменьше продуктов, содержащих углеводы (сахар, шоколад, мучные изделия и т. п.), побольше фруктов, овощей и молочных продуктов, содержащих микроэлементы, минеральные соли, витамины. А кроме того, необходимо время от времени есть жесткую пищу, чтобы дать зубам и мышцам физическую нагрузку. ЗАЧЕМ ИХ ЧИСТИТЬ Однако ни режим, ни правильное питание не избавят полностью от опасности кариеса. Дело в том, что во рту всегда есть множество микроорганизмов. Главный враг зубов — молочнокислые бактерии. Они разлагают остатки пищи, и в конечном итоге образуются молочная, пировиноградная и некоторые другие кислоты. Они-то и вступают в реакцию с неорганическими компонентами зуба (а именно с углекислым и фосфорнокислым кальцием), образуя растворимые соединения. Ткани зуба, лишенные защиты, размягчаются, и под действием бактерий начинают разлагаться. Так образуется «дупло», с которого и начинаются мытарства человека, не рискнувшего сразу обратиться к врачу... Остатки пищи доставляют еще одну неприятность— вместе со слюной они образуют налет, служащий прекрасным убежищем для бактерий. Со временем на зубах откладывается комплекс неорганических солей, кишащий микроорганизмами,— зубной камень. Дезинфицируя полость рта, создавая среду, неблагоприятную для бактерий, удаляя остатки пищи, а попросту говоря чистя зубы каждый день, можно избежать многих неприятностей, которые связаны с больными зубами. ЧЕМ ИХ ЧИСТИТЬ Разумеется, зубной щеткой. Однако такой совет несколько расплывчат — есть множество конструкций щеток. Их история восходит к далеким временам. Еще в годы царствования Ивана Грозного после трапезы пускали в ход зубную метлу или веник — палочку с пучком щетины. Петр I, вколачивая в бояр западную культуру, заставлял их хотя бы перед знаменитыми «ассамблеями» чистить зубы влажной тряпочкой с толченым мелом. Первые зубные щетки в их современном виде появились в начале XVIII века в Германии, а в конце того же столетия фабрикант В. Пуппенкергер открыл первую фабрику зубных щеток, и они начали распространяться по Европе. Чуть ли не каждая фирма, каждая фабрика предлагает свою конструкцию щетки, объявляя ее наилучшей. Однако специалисты относятся к таким заявлениям с осторожностью. Дело в том, что при выборе щетки надо учитывать и конфигурацию зубов, и их расположение в челюсти, и чувствительность десен, и возраст, и даже темперамент человека. Щетки с вогнутым профилем головки хороши лишь для чистки передних зубов. Если профиль прямой, то щетка хорошо очищает жевательные зубы и недостаточно —передние, 69
расположенные по дуге. У щеток с более сложным профилем слишком большая рабочая поверхность, и поэтому они порой неудобны. Сейчас считают, что лучшие щетки те, головка которых состоит из десяти в длину и трех в ширину пучков щетины, со слабо вогнутым профилем. Но такая рекомендация не может считаться абсолютной. А пока стоматологи определяют абсолютно лучшую конструкцию, зубы нужно все же чистить — той щеткой, какая вам по душе... Отечественные фабрики делают щетки из свиной щетины. Ее свойства настолько непостоянны, что некоторые специалисты предлагают для определения качества щетины проводить микроскопические исследования. Их цель — определить назначение будущей щетки; например, мягкая щетина хороша для чистки молочных зубов. Намного проще использовать синтетические материалы с заданной жесткостью. Это может быть нейлон, капрон, перлон, полиуретан. Прочность синтетических материалов значительно выше, чем у натуральной щетины: миллиметровая нейлоновая нитка выдерживает груз весом 30— 40 кг (а щетина лишь 12—20 кг). Очень важно и то, что в синтетических материалах не могут длительное время существовать бактерии: они не гигроскопичны. Многочисленные предостережения типа «синтетика портит зубы!» абсолютно безосновательны. Какой щеткой пользоваться — из натуральной щетины или из синтетики — дело сугубо личное... КАК ИХ ЧИСТИТЬ Вот уж вроде простой вопрос — знай себе чисть! Однако среди стоматологов в этом вопросе единства нет. Одни предлагают располагать рабочую поверхность щетки под углом 45 градусов к жевательной поверхности и производить вращательные движения. При этом боковые поверхности щетинок массируют край десен. Другие рекомендуют сжать зубы и делать щеткой широкие круговые движения. Третьи для создания давления на край десны предлагают щетинки ставить ровно, а затем поворачивать щетку на 45 градусов, направляя ее от края десны к жевательной поверхности зубов. Все эти способы хороши. Вопрос в том, какой лучше... Далеко не каждый из нас чистит зубы с должной тщательностью; многие считают достаточным два-три раза провести щеткой по зубам. На самом деле оптимальное время для чистки зубов — около минуты. Если чистить зубы дольше, то все равно они чище не станут. Но чистить целую минуту, да еще по всем правилам,— дело довольно утомительное. Поэтому были разработаны и выпущены в продажу электрические зубные щетки. Их преимущество перед обычными в том, что благодаря высокой частоте вибрации они за ту же минуту гораздо аккуратнее очистят зубы, а усилий почти не надо прикладывать. В нашей стране такие щетки выпускают на московском заводе «Микромашина» и в Риге, на заводе «Страуме». Электрические зубные щетки хороши еще тем, что они массируют десны. Массаж улучшает восстановительные свойства слизистой, усиливает обмен веществ в тканях. Это в какой-то мере увеличивает сопротивление зубов кариесу. Но какой бы щеткой вы ни чистили зубы — самой простой, или замысловатой конструкции, или электрической,— приучите себя тратить на это минуту. Не такая уж это большая цена за здоровые зубы. ЧЕМ ИХ ЧИСТИТЬ (продолжение) Чистить зубы щеткой без пасты — это что-то вроде обмахивания веником в духе бояр Ивана Грозного. Поэтому, обсудив вкратце щетки, надо сказать несколько слов о зубных пастах. Задача авторов несколько облегчена тем, что в «Химии и жизни» была уже напечатана статья «Спутники зубастых. Четыре рассказа о зубной пасте» A966, № 10). В этой статье совершенно справедливо говорилось, что пасты вроде «Мятной», не содержащие биологически активных веществ, выпускать ни к чему — они безнадежно устарели. Гораздо эффективнее пасты, обладающие бактерицидными свойствами — «Лесная», «Жемчуг», «Ягодка», «Апельсиновая». Но в той же статье есть неверное утверждение, будто делать пенящуюся пасту ни к чему. Поверхностноактивные вещества (которые и образуют пену) способствуют быстрому удалению частичек с поверхности зубов, а кроме того, увеличивают площадь соприкосновения лечебно-профилактических добавок с мягкими и твердыми тканями полости рта. Конечно, вводить эти вещества не обязательно, но не следует сомневаться в их полезности. Обычные компоненты паст — абразивы, пластификаторы, отдушки — служат лишь гигиеническим целям. Главные компоненты зубных паст с точки зрения профилактики — это биологически активные вещества, например соли морской рапы, витамины, антибиотики. Введение в состав пищи, воды или просто 70
Существует множество разработана оптимальная конструкций зубных конструкция, пользуйтесь щеток. Какую щетку той щеткой, какая вам выбрать? Пока не по душе,.* в пасту соединений фтора или фосфатов резко снижает заболевание кариесом. Наибольшее профилактическое действие фтор оказывает в период прорезывания и созревания зубов. При приеме внутрь или при втирании в эмаль зуба таких соединений фтор образует с материалом зубов очень стойкий к химическим и физическим воздействиям фторапатит, и растворимость эмали уменьшается. Фосфаты действуют лишь при местном применении. Считается, что в профилактике кариеса наиболее эффективно сочетание фтористого натрия и органических соединений фосфора (например, глицерофосфата кальция). Кстати, глицерофосфат входит в состав пасты «Жемчуг». Соединения фтора до сих пор в отечественных пастах, к сожалению, не применяются. Если вы хотите предупредить кариес, пользуйтесь такими пастами, которые содержат биологически активные вещества — соли, антисептики, витамины. Прежде чем купить пасту, прочтите, что написано на тюбике... ЧЕМ ИХ ПОЛОСКАТЬ Можно, конечно, просто водой. Но еще лучше—водой, в которую добавлен эликсир. С античных времен дошли до нас рецепты зубных эликсиров. Рецепты сейчас, конечно, совсем иные, но назначение эликсиров осталось тем же — освежать и очищать рот. Прибавилось лишь одно требование — эликсиры должны оказывать лечебио-профилактическое действие. Современный эликсир — это концентрированный водный или спиртовой раствор, в который помимо отдушек (обычно это ментол) добавлены витамины, антисептики, различные экстракты (например, лимонный) и профи- лактические добавки — фосфаты или фтористый натрий. Несколько капель эликсира разводят в стакане теплой воды, которой полощут рот. Эликсир соприкасается с тканями очень недолго, он быстро вымывается и уносится. И все же если вы заботитесь о своих зубах и хотите как можно реже обращаться к стоматологу, не пренебрегайте эликсирами! Кандидаты медицинских наук А. В. ГРАНИН и В. С ВОРОБЬЕВ, Центральный научно-исследовательский институт стоматологии 71
КАК ДЕЛАЮТ ЗУБНЫЕ ЩЕТКИ Фото Л. ЧИСТОГО 72
Каждый год з нашей стране выпускают более тридцати миллионов зубных щеток почти тридцати моделей: для детей и для взрослых, прямые и фигурные, с ручками всевозможных цветов и пучками щетины различной формы (фото 1). Кстати, и форму, и материал щетки утверждают не только медики, но и художественные советы. Вот исходное сырье для зубных щеток: гранулированная пластмасса (фото 2), которая в литьевом автомате превратится в пластмассовую ручку, и свиная щетина, очищенная, стерилизованная, ставшая белоснежной (фото 3). Пока на отечественных фабриках применяют 73 только натуральную щетину, но, вероятно, вскоре удастся преодолеть предубеждение против щетины синтетической... Пластмассовые ручки поступают в станок для набивки щетины — кустопосадочный полуавтомат. Он про- сьерливает в ручке отверстия и вставляет 8 них пучки щетины (фото 4). Затем ручки зачищают на шлифовальных кругах (фото 5), а щетину стригут фигурными ножами (фото 6) и прочесывают. А потом каждую щетку— из тридцати миллионов — проверяют в отделе технического контроля.
ее ПОМОРИМ ДРУГИЕ Здесь речь пойдет только об импортных зубных пастлх, потому что достоинства паст отечественных достаточно полно описаны в № J0 «Химия и жизни» за 1966 год- У зубных паст «Лайка» (Болгария), «Дульцимента» (Польша), «Хлородонт» (ГДР) —лишь механические очищающие свойства. У пасты «Red-white» (ГДР) хорошо, выражены антибактериальные свойства. Но если нужно предупредить кариес, то лучше всего пользоваться пастами с лечебно-профилактическим действием. Вот эти пасты: «Мери», «Поморин», «Розодонт» (Болгария), «Fluora» (Чехословакия). В последнюю пасту добавлены солч фтора. Они входят и в состав пасты «Мери». Дело ь том, что она содержит сухой остаток минеральных вод («Меричлери» и «Видин»), ее дер- жащих фтор, а тачже сульфаты, хлориды, йод и т. д. Минеральные добавки находятся в пасте в виде ионов и особенно энергично стимулируют реактивность тканей полости р га и секрецию слюнных желез. Секреиия продолжается в течение двух часов после чистки зубов «Мери», а это способствует лучшему очищению полости рта. Были проведены клинические испытания пасты «Мери». Оказалось, что она противодействует воспалению, регулирует электролитный обмен слюны, помогает непосредственному контакту фтора с эмалью и может использоваться не только как профилактическая зубная паста, но и для лечения пародонтоза (заболевания опорного аппарата зубов). В состав новой лечебной пасты «Розодонт» входит розовый коикрет — продукт, получающийся при производстве розового масла. Эта вазелиноподоб- ная масса содержит углеводы и эфирные масла; ее антибактериальные свойства ясно выражены. Эту пасту испытывали на больных пародонтозом и катаральным гингивитом. Уже через несколько дней отмечалось уменьшение боли и кровоточивости десен, уничтожался неприятный запах. Кстати, у па- гты приятный вкус и аромат, она на раздражает слизистой оболочки. Пожалуй, самая популярная у нас импортная пасга — «Поморин». Ее активная составная ч^сть—это диссоциированные соли. Они обогащают слюну микроэлементами и улучшают ионообменные процессы в системе слюна — эмаль Такие свойства пасте «Поморин» придает стандартный щелочной раствор, полученный из вод Поморийского озера. Этот раствор содержит магний, кальций, фтор, натрий, стронций и многие другие микроэлементы. «Поморин», как и «Мери», помогает бороться с воспалениями и предупреждать кариес. ШЛИФУЕТ И ПЕНИТСЯ Зубная паста чистит зубы потому, что она шлифует и пенится. И^ыми словами, она чистит и механически, и химически. Механически — благодаря шлифующему веществу. Однако, очищая зубы, это вещество не должно разрушать эмали, то есть нужно, чтобы оно было мягче зубной эмали и, что очень важно, чтобы его кристаллы не были острыми. Таких веществ существует множество, но из экономических соображений применяют обычно порошок мела (карбоната кальцмч). В наши дни уже не используют очищенный естественный порошок мела (так называемый осажденный мел), а получают мел искусственно. Например, через разбавленную водой гашеную известь пропускают углекислый газ. Образующийся при этом меловой порошок оседает в виде мельчайших частиц. Этот способ прост лишь в описании. На самом деле приходится точно регулировать температуру, плотность, скорость пропускания газа и т. д., чтобы мел криста плизовался не в форме кальцита, а в форме арагонита, потому что у кристаллов кальцчта острые грани. Кроме шлифующих компонентов, в зубной пасте есть вещества, которые уменьшают сцепление между зубной эмалью и отложившимися на ней остатками пищи, размягчают их и не позволяют им вновь оседать в полости рта. Прежде для этой цели применяли исключительно мыло. Теперь к зубной 74
пасте добавляют более эффективные по- верхностноактивные вещества. Основное требование к таким чистящим веществам— это пенообразование. Между тем существуют поверхностноактивные вещества, которые прекрасно чистят и без пены. Но дело в том, что обильная пена воспринимается многими как лучший показатель хороших чистящих свойств. Торговые работники в Венгрии на основе своего опыта установили, что потребители охотнее берут ту пасту, которая пенится... Поверхностноактивные вещества служат еше для одной цели — они помогают объединить меловой порошок и различные добавки в монолитную и в то же время мягкую пасту. Но вначале несколько слоз о веществах, которые делают пасту мягкой. Это, в первую очередь, глицерин или сорбит — многоосновные спирты. А чтобы паста при хранении яе расслаивалась, добавляют клейкие ингредиенты, например трагант. Клейкие вещества образуют с водой тиксотропную массу, которая сохраняет форму как твердое вещество, но под действием даже небольшого давления ведет себя как жидкость. При изготовлении зубной пасты смешивают клейкое вещество и часть воды, а потом добавляют попеременно мел и остальную воду. Вот здесь-то и нужны поверхностноактивные вещества, без них из мела и воды очень трудно сделать равномерную суспензию. Когда имеют дело с синтетическими по- верхностноактивными веществами (а не с обычным мылом), то добавляют их с большой осторожностью: если влить все сразу, то масса начнет пениться еще в смесителе, захватывая много воздуха, который .потом невозможно удалить. В результате может получиться паста, напоминающая поднявшееся тесто. Поэтому вначале вводят лишь немного таких веществ — ровно столько, сколько требуется для образования стойкой суспензии. А остальную дозу — для образования пены уже во время чистки зубов — вводят лишь в самом конце смешивания. По материалам венгерского журнала -felet is tudomany» ЧЬЯ КЛЮШКА КРЕПЧЕ? В конце прошлого года наш журнал учредил специальный приз предприятию спортивного инвентаря, которое выпустит для участников первенства СССР по хоккею с шайбой 1969/70 года лучшую клюшку — самую легкую, самую красивую и, конечно, самую прочную. После стокгольмского чемпионата мира жюри, в которое входили игроки и тренеры сборной команды страны, подвело итоги конкурса. Победителем стала Московская экспериментальная фабрика спортивных изделий. Ей вручили приз сЖелезная клюшка» и диплом. Жюри отметило грамотами Мукачев- скую экспериментальную фабрику и ленинградский завод сСпорт» за хорошее качество выпускаемых ими клюшек. 75
КОНСУЛЬТАЦИИ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КОНСУЛЬТАЦИИ ЯДОВИТЫЕ ВЕЩЕСТВА ЛУЧШЕ НЕ ПРИМЕНЯТЬ В одном из ближайших районных городов для окраски жилых помещений применяют смесь известкового растворв с зеленой краской — парижской зеленью. Я п реду п ре дил ма ля ров, что парижская зелень — сильный яд. Мне ответили, что вряд ли смесь может принести вред, так как на стены площадью 80 квадратных метров уходит не более горсти крвски. Я с таким мнением не согласился, так как хорошо помню, что раньше запрещали красить стены мышьяковистыми соединениями, даже для клеевых обоев нельзя было применять такие вещества. По моему предложению хозяева квартиры обратились к врачу - гигиенисту с просьбой дать совет, как обезвредить краску. Он предложил обработать стены медным купоросом. Что здесь произойдет! Получится ли в результате химической реакции безвредное вещество! Б. И. РОМАШОВ, Тольский Майдан, Горьковская обл. Парижская зелень — двойная соль уксуснокислой и метамышьяковистой меди Си(СН3СООJ ■ 3Cu(As02J — действительно сильный яд, проникающий в организм человека через дыхательные пути, а иногда даже через повреждения на коже. Соединения мышьяка — так называемые кумулятивные яды, то есть накапливающиеся постепенно; наступает такой момент, когда концентрация их в организме становится опасной. Это вещество применяют в основном против насекомых — вредителей сельского хозяйства (специальной суспензией опрыскивают хлопчатник, сады, а порошком зелени обрабатывают водоемы, чтобы уничтожить личинки малярийного комара). Обращаться с ядохимикатом следует очень осторожно, а применять его для окраски стен в квартирах нельзя— это вредно и для маляров, и для будущих хозяев квартир. Получают парижскую зелень так: сначала идет реакция между мышьяковистым ангидридом и содой, в результате получается метаарсенит натрия, затем избыток соды нейтрализуют уксусной кислотой и, наконец, полученный раствор (содержащий метаарсенит и ацетат натрия) приливают к горячему раствору медного купороса . Из сказанного ясно, что обработка стен медным купоросом (как советовал врач) бессмысленна. Здесь может произойти только вот что: если в краске есть остатки метаарсенита и ацетата натрия, то с новой порцией медного купороса они тоже образуют парижскую зелень. Еще более бессмысленно сначала красить стены вредными веществами, а потом думать, как их обезвредить. Применять ядовитые соединения в подобных случаях просто недопустимо! При окраске домов в настоящее время применяют закрепитель — растворимое стекло. Чем можно снять эту побелку с оконных стекол! Нет ли какого-либо химического растворителя! Г. ОМЕЛЬЯНЕНКО, Киев ■ ПОБЕЛКА С РАСТВОРИМЫМ СТЕКЛОМ Применение растворимого стекла (Na2Si03) как закрепителя основано на том, что частично соль кремниевой кислоты вступает в реакцию с мелом, образуя нерастворимый кремнекислый кальций. Но важнее здесь то, что другая часть растворимого стекла разлагается, выделяя коллоидную окись кремния (S1O2) — связующее, благодаря которому мел лучше пристает к стене, а покрытие становится водостойким. Следовательно, на незащищенное стекло попадает смесь веществ, в которую входит окись кремния. Можно ли растворить ее7 Можно — в плавиковой кислоте. Но этот реактив не подходит для очистки стекол не только потому, что кислота вызывает ожоги на коже и обращаться с ней надо умеючи. Дело еще в том, что, растворяя окись кремния в побелке, кислота будет растворять и само оконное стекло, ведь в его состав тоже входит та же окись кремния. «Спасти» стекла можно, только немедленно помыв после того, как на них попала побелка. А самое лучшее — до всякой обработки стен закрыть окна бумагой, чтобы побелка на них не попала. 76
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КОНСУЛЬТАЦИИ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ЧЕРНОЕ ПЯТНО Какие существуют средства для удаления пятен черной туши с тиани! Я. А. БУЗАКОВ, поселок Батагай, Якутская АССР Многие слышали о грозном правителе древнего Самарканда Тамерлане и, наверное, знают, что «Тамерлан» переводится на русский язык как «Тимур-хромой». Но не все знают, что Тимур — это измененное узбекское Темир. что означает «железо». Ну что ж, лравитель-тиран был достоин своего имени. Имя Темир широко распространено в Узбекистане и сейчас. Так же часто встречается Черная тушь — это суспензия сажи в щелочном растворе казеина или шеллака (тушь высшего качества). Кроме того, в ее состав входят бура, аммиак, фенол, формалин, этиловый спирт, глицерин и этиленгликоль. Все эти вещества (кроме сажи) хорошо растворяются в воде. Но простым полосканием в воде пятна от туши не всегда удается полностью удалить: частички сажи (не растворяющиеся ни в одном из известных растворителей и не обесцвечивающиеся) проникают в пространство между волокнами ткани и прочно там оседают. С загрязненной вещью поступают так: кусок ткани со следами туши погружают в воду (добавить немного питьевой соды) на 5—10 минут, а затем простирывают со стиральным порошком. Моющие вещества обволакивают ч асти цы с ажи и у д ал яют их с ткан и. Как только очищающий раствор потемнеет, его следует сменить. ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА И... ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ ИМЕНА другое мужское имя Полат — по - русски «сталь». Вообще, в Средней Азии людей часто называют именами, связанными с какими-либо химическими веществами. Например, в Туркмении большинство женских имен — благородные металлы или драгоценные камни. Алтын, Тылла в переводе — «золото», а Ку- муш — «серебро». Часто встречающееся у туркмен женское имя Марварат переводится как «жемчуг». Са- дап означает «перламутр». Узбекское женское имя Зумрвд, скорее всего, происходит от арабского слова «зу- мерред» — «изумруд». У туркмен популярны и такие «сладкие» имена, как Шекер и Набат — «сахар» и «виноградный сахарв. Мужские имена чв- сто означают твердые вещества. Например, Алмаз — значение его ясно и без пояснений. Интересное узбекское мужское имя Ташполат состоит из двух слов: таш — «камень» и полат — «стапь». Во всех именах отражается желание родителей, чтобы их дети росли стойкими и крепкими, как сталь, железо или камень, благородными, как золото и серебро, безупречными, как кристаллы драгоценных камней. Курбан ГИЧГЕЛЬДЫЕВ, пос. Московский, Туркменская ССР Универсальное чистящее средство с таким названием создано на Новомосковском заводе бытовой химии. Этот препарат лучше многих широко известных, например «Пемоксоли». Он гораздо легче очищает фарфоровые, фаянсовые, эмалированные и другие предметы от накипи, ржавчины и жировых пятен. Паста «Нивьера» совершенно безвредна, введенная в нее отдушка придает ей мягкий и приятный запах. ■ «НИВЬЕРА» Делают «Нивьеру» из «местного» сырья — сульфаминовой кислоты и алкилсульфатов аммония (эти вещества впервые в стране стали делать на Новомосковском химкомбинате]. Весь «гвоздь» пасты — сульф- аминовая кислота, которая буквально слизывает ржавчину, жировые и прочие загрязнения. Но я хотел рассказать не только о прекрасных качествах препарата, но также о его создателях — инженерах-химиках Нине Ивановне Ко- пыловой, Вере Витальевне Горбуновой и Раисе Ивановне Парахиной. Совсем недавно, в 1967 году, девушки защитили дипломы в Новомосковском филиале хи- мико - технологического института им. Д. И. Менделеева. В том же году они пришли вместе на завод. Новичкам помогли организовать небольшую исследовательскую лабораторию — отвепи комнату, достали свмые необходимые приборы. Новый препарат был создан после девяти месяцев поиска. А когда он был готов, на заводе ему придумали название «Нивьера» — по начальным слогам имен авторов: Нина, Вера, Раиса. Е. МАНАЕВ, Новомосковск 77
новости ОТОВСЮДУ новости ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ДРЕВЕСНОЕ «СЕНО» По сообщению английского «Fertilizer, Feed and Pesticide Journal» при температуре 150— 200° С и высоком давлении древесина тополя в течение получаса превращается в массу, равноценную по своим питательные, свойствам сену среднего качества. Канадские ученые, которые разработали этот процесс, полагают, что другие деревья — клен, береза, вяз, ольха — после соответствующей обработки также годятся в корм. ОПЯТЬ О КОНСЕРВИРОВАНИИ В данном случае — о сублимации, или сублимационной сушке. Так называется способ, при котором из продуктов питания удаляется почти вся вода, благодаря чему, во-первых, пищу можно хранить практически неограниченное время, а во-вторых, вес сохраняемого продукта уменьшается во много раз. Последнее обстоятельство очень привлекательно для дальних экспедиций, туризма, полетов в космос и тому подобное. Обычный процесс сублимации — это возгонка влаги из замороженного продукта при низком давлении, когда лед непосредственно переходит в пар. А недавно появился, как пишет журнал «Wissenschaft und Fortschritt» A969, № 9), способ обезвоживания мяса, овощей и фруктов, который чуть ли не в пять раз дешевле прежнего. Чтобы понять его суть, надо на минутку отвлечься от сушеной говядины и обратиться к высокой науке. Существуют смеси — они называются азеотропными,— у которых точка кипения ниже, чем у компонентов смеси. (Как легко понять, разделить такую смесь перегонкой нельзя.) Так вот, если обрабатываемый продукт поместить в уксусноэтиловый эфир (этилацетат), то последний образует с водой, содержащейся в продукте, именно такую азео- тропную смесь, которая будет испаряться при меньшей температуре. Естественно, может возникнуть вопрос о запахе консервируемых таким способом продуктов. Цитируемое сообщение отвечает на него успокоительно: под неглубоким вакуумом азео- тропная смесь якобы испаряется из консервируемого продукта так, что уже через 15 минут никакого запаха не остается... Рискнули бы вы съесть отбивную или яблоко, побывавшие в этил ацетате? Тем, кто знаком с запахом и «въедливостью» этого вещества, трудно будет, пожалуй, ответить на этот вопрос. ОТЧЕГО ИДЕТ ДОЖДЬ Загрязнение атмосферы дымом, выхлопными газами автомобилей, газовыми выбросами заводов и фабрик все больше беспокоит ученых. Уже установлено, что эти газовые выбросы наносят большой ущерб растительности, вредны для людей и животных. Понемногу выясняется, что они могут влиять даже на климат. Например, климатические условия городка Ла-Порт в штате Индиана (США) резко отличаются от климата окружающей местности. За 14 лет A951—1965) здесь выпало на 31 % больше дождей, было на 38% больше гроз и в 3,5 раза чаще шел град. Дело объясняется просто: Ла-Порт расположен в 30 милях от сталелитейных заводов в Гэри и южной части Чикаго, и как раз в направлении преобладающих ветров. Мельчайшие частицы пыли, выбрасываемой заводскими трубами, служат ядрами конденсации, на которых оседает влага из воздуха, давая начало дождевым каплям и градинам. Количество осадков, выпадающих в Ла-Порте, растет в строгом соответствии с увеличением выпуска металла... МОРЕ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОМ МЕШКЕ В заметке «Заверните плотину!», которая была опубликована в «Химии и жизни» A970, № 2), рассказано о новом методе гидроизоляции небольших плотин и дамб: их «заворачивают» в полиэтиленовую пленку. А совсем недавно начали делать пластмассовые оболочки для целых морей. По сообщению ТАСС, для строительства Торт-Гульского водохранилища (на юге Киргизской ССР) один из московских химических заводов изготовил специальную полиэтиленовую пленку. Первые ее полотнища уже уложены на дно будущего моря и сварены друг с другом. А всего предстоит застелить полиэтиленом 650 гектаров дна и насыпать сверху полуметровый слой грунта. Пластмассовое дно Торт-Гульского искусственного моря должно предотвратить утечку воды (моря и озера уходят в песок не только в восточных сказках, такое случается и в действительности), гарантировать постоянный уровень воды в водохранилище. Гидротехники подсчитали, что строительство столь необычного морского дна быстро окупится: пластмассовая гидроизоляция сохранит воду для орошения тысячи гектаров хлопковых полей. СКОЛЬКО ЧАСОВ ВЫ СПИТЕ! Статистических обследований, проливающих свет на взаимосвязь между сердечными заболеваниями и неправильным образом жизни, проводилось немало. И то, что тучные люди или, например, курильщики больше подвержены инфарктам,— уже не новость. Но вот в одном из таких статистических обследований был учтен 78
новости новости новости новости ОТОВСЮДУ ОТОВСЮДУ ОТОВСЮДУ ОТОВСЮДУ еще один фактор — продолжительность сна. И анализ более чем 750 000 историй болезни дал совершенно неожиданный результат. Оказалось, что между средней суточной продолжительностью сна и смертностью от сердечной недостаточности наблюдалась зависимость и что эта зависимость «не в пользу долгоспящих». Например, в группе старше 50 лет для спящих в среднем 8 и более часов в сутки смертность от сердечных нарушений была примерно на 40% выше, чем для спящих 7 часов. А в группе спящих 10 и более часов смертность оказалась чуть не втрое больше, чем у «семичасовых». Конечно, было бы наивным считать, что лишний час сна ведет к инфаркту. Но, может быть, потребность в более длительном сне — это косвенный признак еще не обнаруженных нарушений работы нашего сердца? ЛАУРЕАТЫ ЛЕЙПЦИГСКОЙ ЯРМАРКИ Среди восьми советских экспонатов, удостоенных золотых медалей Лейп- цигской ярмарки 1969 года,— три изделия химической промышленности: полимерный материал фторлон-42, фотопленка УФ-2Т и газоанализатор ГКП-1. Из фторлона-42 делают лаки, эмали, пленки, волокна, литые изделия. Этот материал очень прочен, хорошо выдерживает воздействие агрессивных сред, самые тяжелые атмосферные условия. Фторлон-42 и изделия из него выдерживают большие температурные перепады: от — 60° С до +150° С. Новую советскую фотопленку УФ-2Т отличает высокая чувствительность к ультрафиолетовому излучению и небольшая — к рассеянному длинноволновому. Благодаря этому свойству ее уже успешно использовали в космических исследованиях для изучения коротковолнового излучения Солнца, в исследованиях высокотемпературной плазмы, в исследованиях спектров ультрафиолетового излучения различных элементов. ГКП-1 —кулоно - полярографический газоанализатор для определения содержания сернистого газа в воздухе. У прибора высокие метрологические характеристики, малые вес и габариты, он одинаково надежно работает в сорокаградусный мороз и сорокаградусную жару. НОВЫЙ ДРАГОЦЕННЫЙ КАМЕНЬ: ТАНЗАНИТ , О танзаните узнали в 1967 году. Говорят, что первым увидел его скупщик драгоценных камней, когда один местный житель (находка была сделана в Танзании, отсюда — название камня) принес кусок необработанного прозрачного голубого камня величиной с крупную гальку, чтобы установить, что это такое. Осколок сразу поразил присутствующих тем, что менял свой цвет в зависимости от того, какой стороной его поворачивали к свету: то был фиолетово-синим. то розовел, а то вдруг сверкал пурпуром. Способность изменять окраску в зависимости от освещения до сих пор была известна только у одного драгоценного камня — александрита (при электрическом свете он зеленый, а при дневном — лиловый). Весть о находке распространилась быстро, и зимой 1967 года началась настоящая танзанит- ная лихорадка. Со всего света бросились сюда скупщики, ювелиры и всевозможная участвующая в таких событиях публика. Танзанит обладал всем, что должно быть присуще драгоценному камню,— прочностью, замечательно красивым цветом и редко встречался в природе. «Три- коизм» — трехцветность и переливы танзанита еще красивее, чем у александрита,— от фиолетового и голубого до рубинового красного. Голубых камней не так много, и уже поэтому они дороги. Танзанит похож на сапфир, но голубизна сапфира стального оттенка, а цвет танзанита более глубокий, бархатистый. Шлифовка или нагревание усиливают голубой цвет, ослабляя розовые тона,— ювелиры считают розоватость излишней. Вскоре стало известно, что танзанит находят в жилах цоизита — светло-серого или белого алюмосиликата кальция. Более того, оказалось, что танзанит— разновидность этого силиката. А цоизит есть в Калифорнии, в штате Теннесси и других районах США. Но к явному огорчению искателей сокровищ драгоценных камней в американских цои- зитах не оказалось. Похоже на то, что образование голубого африканского камня — случайная игра природы. Подобные случаи известны. Например, в 1945 году откоыли драгоценный камень таафеит, но с тех пор найдено всего шесть таких же камней и ни осколка больше. Танзанитов уже найдено немало, их продолжают находить и сейчас (неизвестно только где — это держится в строжайшем секрете). НА ЗАЩИТУ ТЫКВЫ Сначала в оранжереях выращивают конские бобы. На конских бобах вскармливают паутинных клещей. На культуре паутинных клещей выращивают других клещей — хищных. А потом хищные клещи истребляют паутинных. Вся эта операция придумана в английском Институте тепличных культур для защиты тыквы от главного ее вредителя — паутинного клеща. Для обработки восьмидесяти гектаров бахчи ежегодно потребуется 400 тысяч насекомых — по две особи на три растения. Подсчитано, что расходы на выращивание «хищников» вдвое меньше затрат на химическую обработку тыквенных плантаций. Рисунки В. ЗУЙКОВА 79
АГРОХИМИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ САД БЕЗ ЯДОХИМИКАТОВ Июнь — начало лета. Отцветают плодовые деревья. С каждым днем увеличиваются завязи плодов. Заметно округлились ягоды крыжовника и смородины. А в середине месяца начинают созревать ягоды земляники. деятельности его корней, — это примерно 60—80 см (для косточковых и кустарников немного меньше). Лунки для подкормки и полива рекомендуется делать каждый раз в новых местах. . ПОЛИВ И ПОДКОРМКА Спустя 10—15 дней после окончания цветения A5—25 июня) нужно провести корневую подкормку деревьев: в лунки диаметром 10—15 см налить раствор органических удобрений B части навоза или 1 часть куриного помета на 10—12 частей воды) из расчета 4 л на год жизни дерева и нитрофоски (плодово-ягодной смеси) — 40 г на 1м2 приствольного круга. В эти же лунки нужно влить воду—1—2 ведра (в зависимости от влажности почвы) на год Ж1мми дерева. Учтите, что если поливать сад часто и понемногу, то переувлажняется верхний слой почвы, в ней уменьшается газообмен, замедляются микробиологические процессы, снижается температура в среде обитания корневой системы, а это приводит к отмиранию ее активных частей. Растению нужны поливы, увлажняющие почву на глубину зоны жизне- Продолжение. Начало — в «Химии и жизии», № 3 и 5 за этот год. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД Биологический метод борьбы с вредителями основан на использовании насекомоядных птиц и животных, хищных и паразитических насекомых, грибов, бактерий и вирусов. Особый интерес представляет использование яйцееда-трихо- граммы (в РСФСР ее разведением занимаются в основном лаборатории при районных и областных станциях защиты растений) и препарата энгобак- терина-3. Трихограмма. Это крохотное насекомое, личинка которого развивается в яйцах более 80 видов насекомых-вредителей — плодожорок, озимой и капустной совки, кукурузного мотылька и др. Трихограмма живет 5—8 дней, питается нектаром трав и содержимым яиц вредителей, а отложив яйца, погибает. Особенно активна трихограмма в солнечные дни, хотя и избегает прямых солнечных лучей. Температура 10° С—порог, а 30е С— потолок ее активности. 80
Вверху — трихограмма на яйце бабочки; в центре — зеленая тля; внизу — личинка и куколка ее врага божьей коровки Яйца зерновой моли, зараженные трихограммой (в таком виде выпускают ее лаборатории), высыпают тонким слоем на дно стеклянной банки, закрывают ее плотной тканью и ставят в светлое помещение с температурой 22—24° С. Через 2—3 дня, когда насекомые выползут на стенки банки, их рано утром выпускают в сад. Банку подносят к яблоне, открывают крышку и одну из веточек (два-три листочка) опускают в банку на полминуты. Потом веточку осторожно, чтобы не стряхнуть севших на листья мушек, вынимают, банку быстро закрывают тканью и переходят к следующему дереву. Банку с остатком не отродившихся мушек ставят в прежнее помещение до следующего отрожде- ния. В зонах с одной генерацией плодожорки (Московская область) выпускают трихограмму три раза по 0,3 г на гектар B5—30 тысяч особей). После выпуска трихограммы в саду нельзя применять ядохимикаты, разжигать костры и подолгу поливать медоносы с помощью дождевальных установок. Энтобактерин-3. Это сероватый порошок без запаха. В грамме его содержится около 20 миллиардов бактерий, которые при опыливании или опрыскивании растений заражают более 45 видов гусениц. При этом вредители массами гибнут. Препарат безвреден для человека, теплокровных животных и полезных насекомых. Его можно применять в любое время лета без особых предосторожностей. Для жизнедеятельности бактерий нужна температура выше 20° С в течение 1—2 дней после заражения. Для опрыскивания при 18—20° С берут 50 г препарата, при 15—18° С—100 г на 10 л воды или раствора. При температуре ниже 15е С проводить опрыскивание энтобактерином-3 не рекомендуется. Препарат действует около месяца, но если за это время пройдет дождь, то все смоет, и поэтому опрыскивание придется повторить. Эффективность препарата значительно повышается при одновременном опрыскивании фитонцидными растворами, но ни в коем случае не ядохимикатами. Хорошо также после опрыскивания выпустить трихограмму. 81
Хищные насекомые афидиус (вверху) и афелинус (в центре) откладывают яйца в тело тли; внизу — из тела тли вылезает развившийся в нем молодой афелинус Гусеницы бабочки, поврежденные личинками наездника ВНЕКОРНЕВЫЕ ПОДКОРМКИ И ОПРЫСКИВАНИЕ ОТ ВРЕДИТЕЛЕЙ И БОЛЕЗНЕЙ В июне становится заметна работа вредных насекомых: свертываются молодые листочки на верхушках побегов, появляются бурые, красноватые или серые пятнышки на листьях. Увеличивается численность медяницы, тли, отрож- дается яблонная плодожорка и другие вредители. Это требует немедленных мер для спасения урожая и самих растений. Рекомендуем применять комбинированные растворы, действующие одновременно на листогрызущих и сосущих насекомых, а также предупреждающие развитие грибных болезней. Через 3—4 дня после вылета бабочки-плодожорки и примерно через 12—15 дней после опадения последних лепестков у позднеосенних яблонь A—15 июня) опрысните деревья чесночно-хвойно- пиретрумно-зольным раствором с добавлением энтобактерина-3 и внекорневой подкормки и выпустите трихограмму (рецепты растворов и внекорневой подкормки см. в «Химии и жизни», № 3 за этот год). Через 5—6 дней A5—20 июня) выпустите трихограмму во второй раз. Еще через 5—6 дней B0—25 июня) опрысните сад энтобактерином-3 с добавлением жидкого хвойного экстракта B столовые ложки на 10 л раствора) и выпускайте трихограмму в третий раз. 1—15 июля опрысните сад чесночно-горчично-зольно-табачным раствором с добавлением внекорневой подкормки и энтобактерина-3. Если будет обнаружено большое количество медяницы, то до опрыскивания и первого выпуска трихограммы проведите дымление. В ведре разожгите сухие щепки, насыпьте сверху влажной стружки, сена, прелых листьев и горсти две табачной пыли, смешанной с торфом. Такое же дымление проведите спустя 8—10 дней после опрыскивания и третьего выпуска трихограммы. Растворы для опрыскивания готовьте в день их использования. Опрыскивание проводите вечером, когда кончается лет пчел н раствор высыхает не слишком быстро. УХОД ЗА САДОМ В июне происходит массовое (физиологическое) опадение завязей плодов. 82
Яйца и личинка златоглазки Яблонная плодожорка (яички, личинка, взрослые насекомые) Ежедневно вечерами, а в пасмурные дни по 2—3 раза, собирайте падалицу под яблонями и грушами, слегка потряхивая деревья. Падалицу быстро сортируйте и негодную для переработки закапывайте на глубину не менее 30— 40 см. Регулярно просматривайте ловчие пояса, ловушки и светоловушки (см. «Химию и жизнь», № 3) и очищайте их от попавших вредителей. Не упускайте сроков прополки и рыхления почвы. Сорняки иссушают почву, потребляют питательные вещества, служат убежищем для вредителей. Когда плоды достигнут размеров грецкого ореха, подставьте под ветви подпорки. Лучше всего — зонтичное крепление: прочное металлическое кольцо диаметром 20—50 см помещают внутри кроны и к нему проволочными растяжками подвязывают ветви. Такое крепление можно не сни м ать после сбора урожая, оно будет служить много лет. Чтобы не было перетяжки иа ветви в месте крепления проволоки, под нее подложите несколько круглых палочек длиной 10 см и диаметром 1— 2 см и делайте петлю свободной. ФИТОНЦИДЫ Любое растение содержит летучие вещества, которые выделяются в атмосферу, почву, воду. Эти вещества — фитонциды защищают растения от бактерий, плесени, насекомых *. Правда, действуют они на разные организмы не одинаково сильно: например, фитонциды лесной вишни в течение нескольких минут убивают морскую свинку, и тем не менее на вишне живет около 60 видов паразитов. Рекомендуемые настои и отвары для борьбы с многими видами садовых вредителей обладают сильным фитонцидным действием. Кроме опрыскивания, можно рекомендовать посеять под садовыми деревьями и кустарниками, коноплю, укроп, петрушку, кориандр (кинзу). Эти растения дают мощные фитонцидные потоки и этим защищают деревья и кустарники от многих вредителей и болезней. С та- * Подробно об этих веществах рассказано в статье В. М. Сало «Фитонциды» («Химия и жизнь», 1970, № 3). 83
кои же целью вокруг кустов или между рядами цветов и земляники высадите дольки чеснока рядами, через 5 см, на глубину 3—4 см. Большие трудности представляет борьба с вредителем нематодой — очень маленьким прозрачным червячком длиной менее 1 см. Размножается он быстро» в больших количествах в корнях кустов, цветочных растений, земляники. Такие кусты погибают или, в лучшем случае, сильно болеют. Рядом с зараженными нематодой кустами или между ними посадите бархатцы или ноготки: фитонциды, выделяемые ими, помогут избавиться от нематод. Колоссальный ущерб приносит саду медведка: подъедая корни, оиа уничтожает много растений. Как только обнаружите норки медведки, не теряйте времени — тут же посадите в лунки растений или вокруг них дольки чеснока. Его медведка не переносит и уйдет с этого места. П. Я. ЖАДАН Продолжение следует ЛОЖКА МЕДУ... Произошло это в июле 1966 года. С сотрудниками одного из кафе в Тюмени приключилась странная история. К вечеру почти все, кто работал в тот злополучный день, почувствовали себя плохо: тошнота, жжение во рту и пишеводе, слабость. Руки дрожали и не удерживали даже легких вещей, не лучше обстояло дело и с ногами: походка стала неуверенной, сильно пошатывало в разные стороны. Все это походило на состояние несколько необычного опьянения. Случай не остался без внимания, было проведено тщательное расследование, и окончательное заключение звучало так: пищевое отравление медом. Но странным было то, что никто «из посетителей кафе не заболел, отравились только сотрудники. В тот день было приготовлено 100 порций блинчиков. К каждой порции полагалось подавать 25 грамм меда, примерно такое количество получали посетители. А работники кафе, мягко говоря, не очень придерживались этой нормы и съели по 2—3 порции меда, в среднем по 70 грамм. Именно эта доза и оказалась роковой (к счастью, дело ограничилось только недомоганием). О случаях отравления медом известно было и раньше: в Приморском крае, на Кавказе и в Прибалтике. Виновниками были пчелы. В поздние дождливые или очень сухие весны медоносные растения зацветают с большим опозданием. К тому времени, когда пчелы приступают к сбору нектара, цветут багульник, рододендрон, черемица черная, берец высокий и другие кустарники. Пчелы вынуждены довольствоваться их цветами, ио нектар этих цветов содержит ядовитые глюко- зиды и другие токсические вещества, которые, попадая в организм человека, действуют на нервную систему. Таково происхождение «недоброкачественного» меда. Интересно, что ни кипячение, ни духовка не помогают, при такой температуре глюкозиды не разрушаются, поэтому можно отравиться даже печеньем, в которое добавили такой мед. Вот дополнительные симптомы отравления: понижение температуры тела до 35,5° С, пульс уменьшается до 30—35 ударов в минуту. Пострадавшие воспринимают окружающие предметы искаженными, некоторые как будто видят пламя перед глазами. Частичное улучшение наступает только через сутки, слабость и неуверенная походка не проходят два-три дня. В пробе меда, если рассматривать ее под микроскопом, хорошо видна цветочная пыльца; поэтому присутствие пыльцы багульника или, скажем, берца высокого должно сразу же насторожить лаборантов. Сомнительный мед проверяют биологическим методом — дают подопытным животным. Существует и органолептический признак: ядовитый мед вызывает жжение во рту и пищеводе, пощипывает язык. Но если съесть 20—25 грамм такого меда, ничего не случится, опасна доза в 70 грамм и более, как было в том тюменском кафе. 84
люди, СОБЫТИЯ, КВАНТЫ Нашим постоянным читателям, несомненно, знакомы статьи Леонида Ивановича ПОНОМАРЕВА, появляющиеся время от времени в журнале под одним и тем же названием — «Атомы, лучи, кванты». В новой заметке, адресованной преимущественно тем, кто читал эти статьи, речь идет не об атомах и лучах, а о событиях и людях. Результаты науки не зависят от психологии или желаний отдельных людей, в этой объективности науки ее сила и ценность. Однако наука все же дело человеческое, и оттого ее история — это не только развитие физических понятий и математических методов, ио также история человеческих судеб. Рядом с открытиями любая подробность жизни ученых выглядит значительной: мы всегда стремимся понять, как та или иная мелочь, из которых складывается повседневная жизнь даже великих людей, повлияла на дела, которые их обессмертили. История создания квантовой механики сохранила для нас несколько живых воспоминаний, которые помогают представить ту обстановку, в которой люди разных национальностей, возрастов, и темпераментов всего за три года построили здание квантовой механики. Все началось с того, что в конце мая 1925 года Вернер Гейзеиберг заболел сенной лихорадкой и по совету своего тогдашнего руководителя Макса Борна уехал отдыхать на остров Гельголанд в Балтийском море. Там у него было время проделать подробные вычисления, без которых ие удавалось разрешить давно мучившую его идею. Уже 5 июня, по возвращении из отпуска, ои написал о своих вычислениях Кроннгу, а 24 июня — подробное письмо Паули, в котором содержалось начало будущей матричной механики. Правда, математическая культура Гейзеиберга уступала глубине его идей: он не знал даже, что величины, которые ои тогда ввел, в математике уже лавио известны под названием матриц. Поэтому сформулировать теорию Гейзеиберга математически строго удалось лишь с помощью Макса Борна и совсем молодого тогда Паскуаля Иордана. Уже в июле они завершили в. Геттиигене построение матричной механики. Независимо от иих в Кембридже ту же задачу решил Поль Дирак, который летом 1925 года иа семинаре у Петра Леонидовича Капицы слушал доклад Гейзеиберга, посетившего Англию вскоре после выздоровления. С помощью этой новой математики осенью того же года Вольфганг Паули нашел уровни энергии атома водорода и доказал, что оии совпадают с уровнями атома Бора. В то же лето Гаудсмит и Улеибек предложили гипотезу о спине электрона, Луи де Бройль окончательно разработал идею о волнах материи, а Эйнштейн посоветовал объяснить с помощью эгих теорий эксперименты Девиссона и Кунсмана по отражению электронных пучков от поверхности металлов. Волновая механика родилась год спустя, весной 1926 года. Ее встретили недоверчиво, поскольку в ней явно отсутствовали квантовые скачки — то, к чему лишь недавно и с большим трудом привыкли и что считалось главной особенностью атомных явлений. В июне 1926 года Гейзенберг приехал в Мюнхен навестить родителей, и «...пришел в совершенное отчаяние», услышав на одном из семинаров доклад Эрвина Шре- дингера и его интерпретацию квантовой механики. Споры о волновой механике продолжались часами и днями и достигли предельной остроты в сентябре 1926 года, когда Шредингер приехал по приглашению Бора в Копенгаген. Шредингер настолько от них устал, что даже заболел и несколько дней провел в доме Бора, который в течение всей болезни почти не отходил от его постели. Время от времени, характерным жестом подняв палец, Ни лье Бор повторял: «Но, Шредингер, вы все-таки должны согласиться...». Однажды почти в отчаянии Шредингер воскликнул: «Если мы собираемся сохранить эти проклятые квантовые скачки, то я вообще сожалею, что имел дело с атомной теорией!» «Зато остальные весьма признательны вам за это», — ответил Бор. С течением времени, однако, точки зрения сторонников матричной и волновой механики сближались: сам Шредингер доказал их математическую эквивалентность, а Макс Борн летом 1926 года догадался, какой физический смысл следует приписать функции Шредиигера. Опыты по дифракции электронов, ставшие известными осенью 1926 года, сильно укрепили веру в теории де Брой- ля и Шредиигера. Постепенно физики поняли, что дуализм «волна — частица» — это экспериментальный факт, который следует принять без обсуждений и положить его в основу всех теоретических построений. (Впервые эту мысль высказали в совместной работе Бор, Слэтер и Крамере еще в 1924 год).) 85
Теперь ученые старались пои ять, к каким следствиям приводит этот факт и какие ограничения он накладывает на представлении об атомных процессах. При этом онн сталкивались с десятками парадоксов, смысл которых зачастую не удавалось понять. В ту осень 1926 года Гейзенберг жил на мансарде физического института в Копенгагене. По вечерам к нему поднимался Бор, и начинались дискуссии, которые часто затягивались далеко за полночь. «Иногда они заканчивались полным отчаянием из-за непонятности квантовой теории уже в квартире Бора за стаканом портвейна, — вспоминал Гейзенберг. — Однажды после одной такой дискуссии я, глубоко обеспокоенный, спустился в расположенный за институтом парк, чтобы прогуляться на свежем воздухе и немного успокоиться перед сном. Во время этой прогулки под усеянным звездами ночным иебом у меня мелькнула мысль, не следует ли постулировать, что природа допускает существование только таких экспериментальных ситуаций, в которых... нельзя одновременно определить место и скорость частицы». В этой мысли — зародыш будущего соотношения неопределенностей. Быть может, для того чтобы снять напряжение этих дней, в конце февраля 1927 года Нильс Бор уехал в Норвегию отдохнуть на лыжах. Оставшись один, Гейзенберг продолжал напряженно думать. В частности, его очень занимал давний вопрос товарища по у^ебе, сына известного физика Друде: ^Почему нельзя наблюдать орбиту электрона в атоме при помощи лучей с очень короткой длиной волны, например у-лУчеи?» Обсуждение этого эксперимента довольно быстро привело его к соотношению неопределенностей, и уже 23 февраля он написал об этом Паули письмо на 14 страницах. Через несколько дней возвратился из отпуска Бор с готовой идеей дополнительности, которую ои окончательно продумал в Норвегии. Еше через несколько недель напряженных дискуссий с участием Оскара Клейна все пришли к выводу, что соотношение неопределенностей — это частный случай принципа дополнительности, для которого возможна количественная запись на языке формул. В следующие месяцы интерпретация математического формализма квантовой механики дополнялась и уточнялась и окончательно утвердилась в Брюсселе на Сольвеевском конгрессе осенью 1927 года. На этот конгресс собрались Планк, Эйнштейн, Лоренц, Бор, де Еройль, Борн, Шредингер, а из молодых — Гейзенберг. Паули, Дирак, Крамере. Это была самая суровая проверка всех положений квантовой механики. Она ее с честью выдержала и с тех пор почти не претерпела никаких изменений. В те годы в Копенгагене в институте Бора была создана ие только иаука об атоме — там выросла интернациональная семья молодых физиков. Среди них были Гейзенберг, Паули, Крамере, Эрен- фест, Гамов, Ландау, Гаудсмит и многие другие. Это беспримерное в историй науки содружество ученых отличало бескомпромиссное стремление к истине, искреннее восхищение величием задач, которые им предстояло решить, и неистребимое чувство юмора, которое так гармонировало с обшим духом интеллектуального благородства. «Есть вещи настолько сложные, что о них можно говорить лишь шутя», — любил повторять Нильс Бор, который стал их учителем и духовным отцом. Через много лет политические бури разбросают их по всему миру: Гейзенберг станет главой немецкого «уранового проекта», Нильс Бор, спасаясь от нацистов, окажется в американском центре атомных исследований в Лос-Аламосе, а Гаудсмита назначат руководителем миссии «Алсос», которая будет призвана выяснить, что успел сделать Гейзенберг для постройки немецкой атомной бомбы... Сейчас этих людей осталось совсем немного, и вместе с ними из жизни уходит целая эпоха в физике, которую можно сравнить лишь с эпохами Галилея и Ньютона. 86
га клу?> 6 юный химик Что это такое? (Ответ — на стр. 92) 87
Викторина Каких близнецов можно различить только по их спинам? Рисунки С. ДОНСКОЙ В луже какой воды — дождевой или океанской ■ можно обнаружить больше тритонов? (ОТВЕТ НА ВОПРОС ВИКТОРИНЫ ПРОШЛОГО НОМЕРА) Мы спрашивали, конечно, не о тритонах — хвостатых земноводных, а о тритонах — ядрах атомов тяжелого изотопа водорода, трития. Анализы изотопного состава воды показали, что в дождевой воде одни атом трития приходится иа 1018 атомов легкого изотопа водорода, а в воде океана соотношение числа атомов этих изотопов водорода иное—1 : 1020. Так что, если лужи имели одинаковый объем, то в луже дождевой воды тритонов в 100 раз больше. 88
Как, что и где (НЕСКОЛЬКО СОВЕТОВ СОБИРАЮЩИМСЯ ПОСТУПАТЬ В ВУЗ) Как часто на приемных экзаменах в вуз, в том числе и на экзаменах по химии, абитуриент не может ответить на простейший, казалось бы, вопрос и вместе с тем упрямо твердит: «Спросите меня еще, я все знаю!». Абитуриент по-своему прав: он действительно что-то знает. Только, к сожалению, он знает не то, о чем его спрашивает экзаменатор... И порой так случается не потому, что абитуриент плохо готовился, а потому, что ои ие учел специфики требований, предъявляемых к поступающим именно в этот вуз. В частности, постановка вопросов в химических и нехимических вузах имеет характерные особенности, и эти особенности полезно знать, еще только начиная готовиться к экзаменам. Прежде всего, это различие заключается в том, что если в нехимическом вузе вопросы почти дословно повторяют отдельные пункты программы, то в химическом вузе вопросы формулируются на основе программы, ио текстуально с ней чаще всего не совпадают. Вот типичный пример. ВОПРОС НА ЭКЗАМЕНЕ В НЕХИМИЧЕСКОМ ВУЗЕ Сформулируйте закон сохранения массы вещества при химических реакциях и обоснуйте его с точки зрения атомно-молекулярного учения. ВОПРОС НА ЭКЗАМЕНЕ В ХИМИЧЕСКОМ ВУЗЕ На чашках весов уравновешены два одинаковых стаканчика с одним и тем же раствором одной и той же кислоты. В один стаканчик опустили кусочек магния, а в другой — равный по весу кусочек цинка. Объясните, почему равновесие нарушится после того, как металлы прореагируют с кислотой. В первом случае от абитуриента требуется лишь твердое знание положений программы. Во втором же случае те же положения программы облечены в иную форму, и если абитуриент не понимает их глубоко, не умеет с их помощью объяснить наблюдаемые явления,— то и возникает достойная сожаления ситуация... Несколько слов о тех разделах программы, на которые нужно обратить особое внимание всем — поступающим как в нехимические, так и в химические вузы. Условно всю программу по химии можно разбить на четыре больших раздела: общая химия, неорганическая химия, органическая химия и задачи расчетного характера Что касается общей химии, то поступающие должны, разумеется, бегло владеть «химическим языком», то есть быстро и правильно называть химические соединения и их классы, писать формулы и составлять уравнения. Они должны знать и уметь применять законы сохранения массы веществ, чисел атомов каждого элемента и заряда при химических реакциях, владеть методами расчета на основе газовых законов и определений грамм-атома, грамм-молекулы, грамм- эквивалента. Особое внимание (особенно поступающим в химические учебные заведения) следует обратить на условия проведения реакций до конца, уметь учитывать влияние давления и температуры на выход продуктов. Основное содержание этого раздела составляет Периодический закон, а также представления о природе химической связи и теория электролитической диссоциации. Поступающие должны уметь описывать свойства 'элемента иа основании его положения в Периодической системе (поступающим в нехимические вузы можно ограничиваться элементами главных подгрупп первых трех периодов, тогда как поступающие в химические вузы должны уметь описывать свойства и других элементов, причем гораздо подробнее) . Поступающие должны понимать различия в типах химических связей, а также соотношения между типом связи и принадлежностью вещества к тому или иному классу соединений. В теории электролитической диссоциации надо яс- 89
ио понимать физические причины диссоциации в растворах электролитов и уметь пользоваться теоретическими положениями при составлении уравнений ионных реакций. По неорганической химии программа предусматривает знание свойств некоторых важнейших элементов и их соединений в связи с нх положением в Периодической системе. По органической химии необходимо знать положения теории строения органических соединений и свойства основных классов веществ. Надо иметь представление о природе химических связей в насыщенных, ненасыщенных и ароматических соединениях. Задачи по химии ие столь разнообразны, как по физике или математике. Решение их обычно включает следующие элементы: во-первых, уяснение химической сущности задачи, составление и правильная балансировка соответствующих уравнений; во-вторых, выполнение необходимых расчетов. Именно в такой последовательности и следует повторять материал. Серьезное внимание следует уделить выбору учебных пособий *. Всем поступающим мы рекомендуем проверенное временем, полностью отвечающее действующим программам «Пособие по химии для поступающих в вузы» Г. П. Хомчен- ко. Следует отметить, однако, что раздел «Органическая химия> более подробно и на более современном уровне изложен в школьном курсе Л. А. Цветкова. Столь же полно отражает требования программы пособие для поступающих по химии, подготовленное коллективом преподавателей химического факультета МГУ под ред. О. Г. Немковой. Это пособие отличается от книги Г. П. Хомченко более подробным изложением органической химии, но уступает ему по количеству н разнообразию задач. Последние издания пособия Г. П. Хомченко содержат удачную подборку задач, предлагавшихся в ряде московских вузов (химический и другие факультеты МГУ, МВТУ им. Баумана, МХТИ им. Менделеева). Можно * Подробный обзор литературы по химии для поступающих в вузы был опубликован в нашем журнале два года назад (см. «Химия н жнзнь», 1968, №6). пользоваться и пособием Г. Л. Абкииа, а также книжкой, изданной Ленинградским университетом. Последнее из названных пособий отличается лаконичностью изложения. Абитуриентам, поступающим в вузы химического профиля, не следует замыкаться в пределах одной книги. Предполагается, что поступающие в эти институты интересуются предметом и, следовательно, читают ие только учебники, ио и популярную литературу и соответствующие разделы в научно-популярных журналах. Взяв за основу при повторении курса химии один из названных выше учебников, следует отдельные разделы просмотреть и по другим книгам. В частности, крайне важный раздел (окислительно-восстановительные реакции) изложен в пособии Г. П. Хомченко с недостаточной для химических вузов полнотой. В связи в этим можно рекомендовать отдельные разделы из книги А. А. Кудрявцева «Составление химических уравнений». Она содержит большой конкретный материал и будет полезна для тренировки в подборе коэффициентов и в предсказании продуктов окислительно-восстановительных процессов. (Следует оговорить, что эта книга предназначена для студентов химических специальностей и в целом далеко выходит за пределы требований, предъявляемых к поступающим в институты.) Мы разделили все вузы на химические и нехимические. Такое деление достаточно условно: во многих институтах сложились определенные традиции, в силу которых отдельным предметам уделяется особенно большое внимание. Поэтому полезно ознакомиться с материалами, которые институт обычно распространяет в «дни открытых дверей», в ходе работы приемных комиссий и подготовительных курсов. Такие материалы, часто содержащие экзаменационные задачи прошлых лег, можно письменно запросить по почте. Одним словом, не думайте, что готовиться к поступлению в вуз — значит просто хорошо повторить пройденное. Пройденное нужно не только повторять, но и творчески переосмысливать. Г. В. ЛИСИЧКИН, М. Г. ГОЛЬДФЕЛЬД 90
ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ! Экзаменационные задачи За минувший учебный год вы, без сомнения, решили немало самых разных химических задач. Но те из вас, кто заканчивает школу и собирается поступать в вуз, хотят, конечно, научиться решать и настоящие экзаменационные задачи. Вот несколько задач типа тех, что в прошлом году предлагались на химическом факультете Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. ЗАДАЧА 1 Через катализатор синтеза аммиака пропущена смесь азота и водорода, занимающая при нормальных условиях объем 89,6 литра; после реакции объем смеси уменьшился до 67,2 литра. Образовавшийся аммиак растворен в 101 миллилитре 12%-ного раствора этого же газа (d = 0,95). Определить концентрацию полученного раствора. ЗАДАЧА 2 Через 24,5 миллилитра 40%-ного раствора едкого натра (d= 1,225) пропущена смесь азота и углекислого газа; при этом весь едкий натр превратился в кислую соль, а оставшийся азот занял объем 2,8 литра (условия нормальные). Определить состав первоначальной газовой смеси (в объемных процентах). ЗАДАЧА 3 На нейтрализацию 23,6 грамма олеума израсходовано 20 граммов едкого натра. Сколько молекул серного ангидрида приходится на одну молекулу серной кислоты в данном образце олеума? Какова процентная концентрация олеума? ЗАДАЧА 4 Железная пластинка весом в 40 граммов была на некоторое время погружена в раствор соли меди, а затем промыта водой и высушена. После этого вес пластинки оказался равным 41,6 грамма. Сколько металлической меди выделилось из раствора на пластинке? Сколько миллилитров 96%-ной азотной кислоты (d= = 1,5) нужно затратить, чтобы снять с пластинки медное покрытие? Решения — на стр. 92 Ядовитая шутка Однажды Александр Михайлович Бутлеров, зайдя утром в лабораторию, увидел, как его ассистенты что-то нагревают под тягой. На вопрос, что они делают, один из ассистентов ответил: «Получаем синильную кислоту. Посмотрите, сколько уже отогнали!». При этом он сделал движение к Александру Михайловичу и как бы нечаянно уронил на пол колбочку с бесцветной жидкостью... Бутлеров сразу же оценил ситуацию. Синильная кислота очень летуча, и достаточно сделать один лишь вдох, находясь в ее парах, и мгновенная смерть неминуема... Бутлеров опрометью бросился вон из комнаты и... услыхал за собой громкий смех ассистентов и восклицание: «С первым апреля!». 91
Что это такое? (См. стр. 87) Это не стальные шарики от подшипника, а капельки ртути, лежащие на стекле. Ртуть — один из немногих металлов, остающихся жидкими даже при комнатной температуре. Но и среди жидкостей ртуть занимает особое положение: у нее необычайно большое поверхностное натяжение. Поэтому мелкие капельки ртути собираются в почти что идеальные шарики, поверхность которых, как зеркало, отражает свет. Кстати, если ртуть налить в широкий плоский сосуд, то ее поверхность превратится в настоящее зеркало. А если этот сосуд вращать в горизонтальной плоскости, то зеркало станет вогнутым, и с его помощью можно даже сделать телескоп. У такого телескопа будет только один недостаток: в него можно увидеть лишь те участки неба, которые находятся в зените, прямо над головой наблюдателя... Решения задач (См. стр. 91) ЗАДАЧА 1 Составим уравнение реакции: N« + 3H8 ^2NH3. Обозначим объем вступившего в реакцию азота х; тогда объем вступившего в реакцию водорода равен Зх, а объем полученного аммиака — 2х. Следовательно, в ходе реакции объем смеси уменьшается на (х + Зх) —2х = 2х. Но по условию задачи объем смеси уменьшился на 89,6 — 67,2 = 22,4 литра. Следовательно, 2х = 22,4, или х=11,2: То есть, после реакции смесь газов содержала 11,2 литра аммиака, что составляет 0,5 грамм-молекулы, или 8,5 грамма. Далее. В 101 миллилитре 12%-ного раствора аммиака (d = 0,95) содержится 0,12-0,95- -101 = 11,5 грамма аммиака, а вес всего раствора составляет 0,95 «101 =95,9 грамма. Но после того как в нем растворили еще 8,5 грамма аммиака, раствор стал содержать 8,5 + + 11,5 = 20 граммов аммиака, а его вес увеличился до 8,5 + 95,9=104,4 грамма. Следовательно, концентрация раствора возросла до B0: 104,4)-100=19,1 процента. ЗАДАЧА 2 Всего в растворе содержалось 1,225 • 24,5 • • 0,4 = 12 граммов NaOH. Составим уравнение реакции NaOH и С02: х 12 г СОа + NaOH = NaHC03. 22,4 л 40 г Следовательно, в смеси газов содержалось х= A2-22,4) : 40 = 6,72 литра С02. По условию задачи в этой смеси содержалось еще 2,8 литра азота, то есть общий объем смеси был равен 6,72 + 2,8=9,52 литра. Следовательно, в этой смеси содержалось B,8:9,52)- -100 = 29,4 процента N2 и F,72 : 9,52) - 100 = = 70,6 процента СО2. ЗАДАЧА 3 Напишем уравнения реакций нейтрализации, обозначив количества серного ангидрида и серной кислоты (в грамм-молекулах) через х и у соответственно: 2х х 2NaOH + SOa 32 -f 3-16 = = Na2SQ4 80 2у У 2NaOH f 1!2S04 - Na2S04 + 2H20. 2 + 32 + 4-16 = 98 По условию задачи, с одной стороны, на нейтрализацию было израсходовано 0,5 грамм-молекулы NaOH, то есть 2х + 2у -0,5. С другой стороны, для олеума тоже можно составить алгебраическое уравнение: «* 8Ux ; ЬЪу L\5,6. Решив эту систему, узнаем, что х = 0,05 и у = 0,2 и, следовательно, х:у—1 : 4. Чему же равна концентрация олеума? Мы знаем грамм-молекулярное соотношение S03 и 92
H2S04, равное 1:4. Но если в D-98+80) граммах олеума содержится 80 граммов S03, то в 100 граммах раствора будет содержаться 80-100 4-98 +80 ~ гРаммов S03. То есть олеум имел концентрацию 17%. ЗАДАЧА 4 Напишем уравнение реакции: Cu2++ Fe- 56 64 Мы можем заметить, что вместо каждого грамм-атома перешедшего в раствор железа выделяется один грамм-атом меди, то есть привес составляет 64—56 = 8 граммов. Но по условию задачи привес составил 1,6 грамма. Это значит, что в реакцию вступило 1,6:8= =0,2 грамм-атома железа, в результате чего выделилось эквивалентное количество меди, то есть 0,2-64=12,8 грамма. Напишем уравнение реакций меди с концентрированной азотной кислотой (железо с такой кислотой не реагирует): 12,8 г Си + 4HN03 «Cu(NO,)a-f 2NOa-f 2H20. 64 4.A+14+-3-16)-252 Следовательно, для растворения 12,8 граммов Си нужно затратить 252.12,8 64 — 50,4 грамма 100%-ной HNO,. Пересчитаем это количество на 96% -ную HN03: 50,4-100 96 — 52,5 грамма, или 52,5 1,5 -35 миллилитра. А теперь самостоятельно решите еще несколько задач из этой же серии. Для нейтрализации 100 граммов раствора, содержащего серную и азотную кислоты, израсходовано 125 миллилитров 19%-ного раствора едкого кали (d=l,18). А если к такому же количеству того же раствора добавить избыток хлористого бария, то образуется 23,3 грамма осадка. Определить концентрацию обеих кислот в исходном растворе. Ответ: 9,8% H2S04, 18,9% HN03. Смесь газов, выделевшихся при разложении 33,1 грамма азотнокислого свинца, растворена в 10 миллилитрах воды. Какая кислота при этом образуется и какова ее процентная концентрация? Сколько граммов 0,1 н. раствора едкого кали (d== 1,05) необходимо для нейтрализации этой кислоты? Ответ: 60,6%-ная HN03, 210 граммов 0,1 н. кон. В закрытом сосуде, наполненном газообразным хлором, было сожжено некоторое количество неизвестного двухвалентного элемента; в результате получилсь 9,53 грамма хлорида, а объем газа уменьшился на 2,24 литра. Какой элемент был сожжен? Ответ: магний. При окислении смеси, содержащей железо, медь и алюминий, в реакцию вступило 5,32 литра кислорода, при взаимодействии такой же навески этой же смеси с 5 н. соляной кислотой потребовалось 120 миллилитров раствора, а при действии раствором едкого натра выделилось 1,12 л водорода. Определить состав смеси металлов. Ответ: 0,9 грамма А1, 14 граммов Fe, 3,2 грамма Си. РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ О ПОЛЬЗЕ КРАХМАЛЬНЫХ МАНЖЕТ В ноябре 1955 года знаменитый немецкий радиохимик Отто Ган читал * лекцию в университете Беркли. Закончил он ее несколько неожиданно. Я расскажу,— сказал Ган,— об одном малоизвестном эксперименте, который, как мне кажется, прославил меня еще РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ в 1906 году, хотя все считают, что тогда я был никому не известен. Зимой того года я работал в лаборатории Ре- зерферда в Монреале. Однажды там появился фоторепортер из английского журнала «Нейчер». Он хотел снять Резер- форда в подвале, где велись исследования альфа-частиц. И тут выяснилось, что великий РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ физик не носит ни крахмальных манжет, ни крахмального воротничка (в то время, когда все приличные люди их носили). Разве мог респектабельный английский журнал поместить такой портрет? Резерфорд и фотограф заметили меня одновременно. В те годы я... как бы вам сказать... словом, я был из тех РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ юношей, которые обязательно носили крахмальные манжеты. Они и были немедленно с меня сняты и отданы Резер- Ф°РДУ| и фотограф сделал снимок. ...Таким образом, я, или, точнее, какая-то моя часть, имела честь появиться в печати еще в 1906 году... 93
ДВА СООБЩЕНИЯ О МОЮЩЕМ СРЕДСТВЕ НОВОГО ТИПА 1. «Биопон» Летом прошлого года в Будапеште на Выставке сельского хозяйства и пише- вой промышленности золотой медалью было отмечено новое средство для стирки — «Биопон». Особенность этого продукта венгерской химии заключается в том, что в его состав введены эизимы — биологические катализаторы. При замачивании белья в растворе «Биопона» энзимы разлагают белки, загрязняющие ткань. Обычными моющими средствами не удается удалить белковые вещества, если они давно осели иа волокна ткани, поэтому белье постепенно желтеет. Энзимы же неплохо справляются с этой работой, но для полного очищения белье должно пролежать в растворе не менее двух часов. Предложение об использовании энзимов для стирки было запатентовано еще в 1913 году, но впервые его осуществили только в 1969 году, в Голландии. Трудность заключается в том, После второй мировой войны, когда во всем мире не хватало естественных жиров для производства мыла, в продаже появились первые синтетические моющие средства. Они с восторгом были встречены домашними хозяйками, так как в отличие от мыла одинаково хорошо отмывали белье в мягкой м жесткой воде и значительно упрощали сам процесс стирки. Однако промышленность моющих средств, завоевав популярность у потребителя, так и не добилась его любви. Ее продукция осквер- что энзимы легко разлагаются. Использовать можно лишь те из иих, которые способны достаточно длительное время выдерживать действие сильно шелочной среды, нагревание до 50—60° С, блокирующее действие других химикатов, присутствующих в моющем средстве. Наконец, очень важно, чтобы данный вид энзимов можно было легко и быстро производить в промышленных масштабах. Исследования, длившиеся несколько десятков лет, показали, что этим условиям лучше всего отвечают ферменты, полученные из штамма бактерии Bacillus subtilis. Моющее средство «Биопон» выпускают только в виде порошка, так как в растворе эизимы быстро разложились бы. Кроме того, эизимы чувствительны к контакту с некоторыми металлами, поэтому раствор «Биопоиа» надо готовить в пластмассовом или эмалированном сосуде. Ф. АБРАХАМ, Будапешт няла природу. Огромные шапки пены собирались на поверхности водных бассейнов, пена спускалась по течению рек, убивая зелень, нанося урон речной живности. Обработка сточных вод обычным бактериальным способом оказалась недейственной— очистка уд.'-валась иа 60—65 процентов, не более. Каждая страна принимала свои меры для борьбы с этой напастью. В Англии, например, с начала 1965 года был прекращен выпуск «жестких», то есть биологически не разрушающихся, детер- 2. Неприятное пробуждение после чудесного дня стирки 94
гентов, н началось производство *-мяг- кнх» типов синтетических моющих средств. В их состав обычно входят три основные компонента: поверхностноак- тивиое вещество (например, алкилбен- золсульфонат), вещество, препятствующее повторному осаждению грязи иа белье, и, наконец, какой-нибудь отбеливающий состав. Секрет мягких детергентов состоит в том, что в молекуле активного компонента сильно разветвленные боковые цепи были замещены цепями нормального строения. Эти вещества оказались бактериям «по зубам». В результате удалось довести степень очистки сточных вод от содержащихся в них остатков моющих веществ почти до 90%. Но и этих мер оказалось недостаточно. Применение детергентов растет, а существующие станции очистки зачастую маломощны. Английские газеты сообщили, что летом 1969 года реки, отводящие воду из районов производства шерстяных тканей в Йоркшире, были вновь покрыты пеной. Сильные ветры относили ее в города, и в ход пришлось пускать сельскохозяйственные оросительные машины, чтобы сбить грязный налет с поверхности воды. Между тем жестокая конкурентная борьба между фирмами, выпускающими детергенты, приводила к появлению моющих средств с новыми и новыми свойствами. В моющие порошки вводили флуоресцентные вещества, чтобы после стирки белье становилось белее белого. Была предпринята атака на всевозможные пятна, которые обычно плохо поддаются стирке, появились стиральные средства, очищающие белье от крови, пота, отмывающие следы яичного желтка... На этот раз в состав моющего средства ввели энзимы — катализаторы белковой природы. Эизимы хорошо разрушают многие пятна органического происхождения, н хозяйки стали нарасхват покупать «новое чудесное биологическое средство для стирки». Казалась решенной и проблема очистки сточных вод, ведь энзимные стиральные средства хорошо поддаются биологической переработке. Но тут разразились очередные неприятности. Рабочие, принимающие участие в производстве энзимных моющих средста, все чаще стали страдать заболеваниями дыхательных путей — астмой, бронхитами и воспалением легких... Поначалу эти болезни никак не связывали с характером производства, так как в каждом отдельном случае до начала заболевания проходило разное время. Кроме того, большинство заболевших обращались к частным врачам. Однако в 1967 году связь между работой с новыми моющими средствами и заболеваниями дыхательных путей стала совершенно очевидной. Специальное медицинское обследование установило, что присутствие в воздухе даже ничтожных доз фермента может вызвать тяжелые аллергические заболевания дыхательных путей. И это несмотря на то, что микроорганизм Bacillus subtil is, из которого получали фермент, в нормальных условиях считается совершенно не патогенным. Вполне возможно, что все эти трудности можно преодолеть с помощью усиленной вентиляции, с помощью более эффективных защитных масок и созданием беспылевых, полностью закрытых установок для переработки ферментов. Но это — решение только одной проблемы. Домашние хозяйки стали все чаще жаловаться на то, что новое стиральное средство раздражает кожу рук и разъедает белье. В ответ изготовители уверяют, что при самых строгих лабораторных испытаниях ии разу не отмечалось повреждения тканей. Надо только точно следовать инструкции, утверждают оии. К сожалению, в памятке, напечатанной на упаковке, вы ие найдете пункта: «шерстяные и шелковые ткани нельзя замачивать в этом растворе на продолжительные сроки». Наверное, инструкция рассчитана на более сообразительных хозяек, чем те, которые с вечера замачивают шерстяные и шелковые платья, а утром вынимают из воды один лохмотья. Подразумевается, что все знают, что шерсть и натуральный шелк — это коллаген (белок), и ферменты разъедают нх заодно с пятнами органической грязи... Итак, куда ни глянь — везде проблемы и проблемы. Рядовой гражданин, наблюдая за мучениями промышленных фирм при решении простой задачи содержания в чистоте его рубашки, вспоминает старые 95
добрые времена, когда белье стирали в реке, ударяя его о камни. Затем на помощь пришли зола и животные жиры. Сейчас, похоже, настало время очередных перемен. Моющие средства — производные нефти — дошли до предела своего совершенства. Возможно, пора отказаться от стиральных порошков и перейти на новый метод — стирать, используя ультразвук. Маргарет ГАМИЛЬТОН Сокращенный перевод из журнала «New Scientist» (октябрь 1969 г.) От редакции. Энзимные моющие средства в нашей стране пока не выпускаются. Однако некоторые импортные стиральные порошки, например «Tide», содержат добавки фермента. Но независимо от того, содержит моющее средство энзимы или нет, ткани из шерсти и натурального шелка не стоит надолго оставлять в его растворе. И конечно, если домашняя хозяйка заметит, что какое-то стиральное средство раздражает кожу рук, то следует испытать другое, тем более, что выбор моющих препаратов сейчас достаточно велик. КОМАРЫ НЕ ЛЮБЯТ ЧЕСНОКА Про людей этого сказать нельзя, чеснок как вкусная и душистая приправа популярен во многих уголках земного шара. А в Индии и Китае его с давних пор применяют как лекарство против некоторых заболеваний. Современные научные методы подтвердили ценность чеснока. Сейчас бесспорно, что он обладает бактерицидными и антиглистными свойствами; известно также, что препараты из чеснока действуют как мочегонное и ветрогонное средство. Активное вещество чеснока — ацил- лин уничтожает не только бактерии, но и различные грибки, паразитирующие в организме человека. Совсем недавно чесноком заинтересовались энтомологи, они обнаружили сходство между запахом чеснока и тем, как пахнет морская водоросль из семейства Characeae. А эта водоросль замечательна тем, что выделяет в воду токсические вещества, влияющие на обмен веществ у личинок комара. Энтомологи решили проверить, как будет действовать вытяжка из чеснока на личинку комара. Экстракт приготовляли двумя способами. Первый: настаивали обезвоженную чесночную массу на метиловом спирте, получалась вытяжка, содержащая смесь различных веществ, которые входят в состав чеснока. Другой препарат получали перегонкой той же массы с паром и брали только определенную фракцию, представляющую собой более или менее чистое чесночное масло. Препараты проверяли на выращенных в лаборатории и собранных в полевых условиях личинках комара очень устойчивых к ядохимикатам видов. Метанольная настойка (концентрация 0,2 г/л) убивала всех лабораторных личинок. На полевые личинки настойка тоже действовала, но гибли они не так «единодушно». Масло, полученное перегонкой с паром, было намного сильнее: все лабораторные личинки гибли при концентрации препарата 0,02 г/л, а полевые, устойчивые к других веществам,— от раствора, содержащего 0,03 г/л масла. Поэтому ученые считают, что противокомари- ный яд содержится именно в чесночном масле. Появление нового сильного средства против комаров очень своевременно. Энтомологи пришли к выводу, что хорошо очищенный препарат из чесночного масла — прекрасный пестицид. У нового пестицида большое преимущество — он не вызывает никаких вредных последствий, чего нельзя сказать о синтезированных в лабораториях ядохимикатах. Сейчас ученые заняты разработкой наиболее рационального метода очистки чесночного масла и выяснением, какое же вещество в нем так губительно сказывается на комариных личинках. Кроме того, не все сорта чеснока одинаково богаты противокомариным ядом, поэтому перед учеными стоит еще одна задача: выяснить, какие сорта чеснока могут дать наиболее активный препарат. Вполне возможно, что в ближайшем будущем появятся целые плантации «противокомариного» чеснока. Рисунок В. ЗУЙКОВА
Издательство «Наука» Цена 30 коп. Индекс 71050 ТОКСИЧЕН ЛИ ДОМАШНИЙ ОЧАГ? По многим историческим причинам понятие «домашний очаг» давно уже потеряло свой изначальный смысл. Но главная причина заключается, по-видимому, вот в чем. В современном комфортабельном жилище батареи центрального отопления, газовые и электрические плиты настолько надежны и безотказны, настолько привычны, что люди порой о них совсем забывают. Зато летом, во время массовых выездов иа дачи и туристических походов, горожане узнают, что такое домашний очаг.... Поскольку «на природе» основными источниками тепла для приготовления пищи остаются пока керосинки, керогазы и примусы, нх стараются усовершенствовать, сделать удобней, надежней, безопасней. Недавно, например, было предпринято исследование токсич- неети керогазов. Дело в том, что они, как явствует из названия, работают на керосине, при неполном сгорании которого может получиться целый букет газов. Объектами исследований, которые проводили специалисты Всесоюзного научно-исследовательского института технической эстетики и Научно-исследовательской лаборатории токсичности двигателей, были выбраны керогазы двух типов: «Факел» и ««Ленинград». Чтобы приблизить условия опыта к реальным, на конфорку ставили кастрюлю с водой, зажигали огонь, а затем регулировали керогаз, чтобы получить некоитящее голубое пламя. Продукты сгорания собирались в вакууми- риванные колбы. Пробы отбирали сначала ежеминутно (первые десять минут работы керогаза), потом через полчаса, через час, наконец, через два часа. Отбирали в разных участках пламени, поблизости от керогаза, в различных точках помещения, где шел опыт. Злгем содержимое колб анализировали и а хроматографе, определяя содержание угарного и углекислого газов, углеводородов, окислов азота, водорода, бензин рен а — словом, всех возможных продуктов сгорания. Опыты многократно повторялись, чтобы исключить случайные результаты. II вот что получилось. Главным токсическим компонентом и продуктах сгорания керосина оказался угарный газ. Другие вредные вещества либо не были обнаружены вовсе, либо их концентрация оказалась незначительной: канцерогенного бепзапирена в продуктах сгорания не было, углеводородов и окислов азота - следы. Но и угарного газа керогаз выделяет немного — не больше 0,025% объема продуктов сгорания (предельно допустимая концентрация СО в выхлопе автомобиля почти в сто раз больше). Итак, керосиновый «очаг» сравнительно нетоксичен. И все-таки ядовитый угарный газ выделяется. Поэтому дачную кухню, где установлен керогаз, время от времени необходимо хорошо проветривать. Л лучше всего пользоваться газовой плитой или поргативион газовой плиткой с баллончиками. Эти «очаги» практически нетоксичны. Инженер Ю. В. ТАЛПЦКИХ