ISSN 0130-5972
ХИМИЯИЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
и
1981

химия и жизнь Ежемесячный научно-популярный журнал Академии наук СССР
Иадмк. с 1965 года Н? Ц Ноябрь 1981
Проблемы и методы
современной науки
Размышления
Проблемы и методы
современной наукн
Экономика, производство
Проблемы и методы
современной науки
Репортаж
Вещи и вещества
Живые лаборатории
Земля и ее обитатепи
В зарубежных
лабораториях
Болезни и пекарства
Попезные советы химикам
Фантастика
Литературные страницы
А. Мурель. ИЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ФОКУСИРОВАИЕ
Г. И. Абелев. АМФОЛИТЫ НА ПЛЕНКЕ
С. Г. Кара-Мурза. КАК УВИДЕТЬ НАУКУ
Г. В. Лисичкин, А. Я. Юффа. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ
КОНСТРУКЦИИ
Г. Н. Кружилин. ТОПЛИВО, ДОБЫТОЕ В ПЛАЗМЕ
Н. Н. Шефталь, В. И. Клыков. О ПОЛЬЗЕ ЦАРАПИН,
ИЛИ ЧТО ТАКОЕ ДИАТАКСИЯ
В. Станцо. ВОЛОКНО: АНФАС И ПРОФИЛЬ
И. В. Ионченкова. СТЕКЛО, СИТАЛЛЫ И ШЛАК
Т. Б. Здорик. МЕДНЫЙ ИЗУМРУД
С Ф. Ахметов. ГОЛУБОЙ КАРБУНКУЛ
К. С Петровский. КАК УЛУЧШИТЬ ВНУТРЕННЮЮ СРЕДУ
Б. Симкин. САНДАЛ
Ю. П. Пармузин. В ХОЛОДНОМ КОРИДОРЕ ПЛАНЕТЫ
А. Лейрих. КАК ЗИМУЕТ МУРАВЕЙ?
Б. Гржимек. МОРСКИЕ КОРОВЫ
А. Н. Лучник. СНОВА СПОР ВОКРУГ ЛАМАРКА
В. А. Поляков. КОСТЯНАЯ НОГА
А. А. Воскресенский. НАДЕЖНО ЗАТКНУТЬ
Г. Уриссон. ПУТЕВОДИТЕЛЬ ДЛЯ ДОКЛАДЧИКОВ
М. Веллер. КНОПКА
А. Т. Фоменко. О НАГЛЯДНОМ ИЗОБРАЖЕНИИ
МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ
Р. Музиль. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ЧЕЛОВЕК
2
6
В
14
20
26
31
36
39
41
44
4В
51
57
5В
61
66
74
76
В1
84
90
НА ОБЛОЖКЕ —
рисунок В. И. Терещенко
НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ — фрагмент
акварели ненецкого
художника Константина
Панкова, где изображен
один из уголков тундролесья.
О взаимосвязях природных
компонентов тундролесья
рассказывает статья
«В холодном коридоре
планеты»
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
ИНФОРМАЦИЯ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
КОНСУЛЬТАЦИИ
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
13
24
зв
42
47, 65
65
68
93
94
ПЕРЕПИСКА
96

В недавно принятом ЦК КПСС и Советом Министров СССР постанов-
пении о дальнейшем развитии физико-химической биологии и
биотехнологии отмечается, что прогресс этих важнейших областей науки
сдерживается «ограниченным ассортиментом и малым объемом выпуска
химических реактивов и биохимических препаратов, приборов и
оборудования».
Современная наука и техника нуждаются не только в материалах,
производимых тысячами и миллионами тонн. Нередко случается, что
решение фундаментального вопроса теории или неотложной
народнохозяйственной проблемы затягивается из-за отсутствия нескольких граммов
или даже миллиграммов мало доступного вещества — и исследователям
приходится либо тратить недели и месяцы труда на то, чтобы
изготовить его кустарными методами, либо ждать, пока нужный
реактив будет закуплен за границей. Один из путей решения проблемы —
изготовление малых партий реактивов на опытных предприятиях научно-
исследовательских институтов. Кому как не самим же ученым лучше знать,
какие вещества особенно остро нужны им и их коллегам! Публикуемая
ниже статья рассказывает об инициативе эстонских химиков,
наладивших производство веществ, необходимых для разделения белковых
смесей с помощью одного из самых современных физико-химических
методов, а также о возможностях этого метода.

Проблемы и методы
современной науки
Изоэлектрическое
фокусирование
ТРИ ВОПРОСА И ТРИ ОТВЕТА
А. МУРЕЛЬ,
Институт химии АН ЭССР, Таллин
Любое химическое исследование
начинается с разделения смеси веществ.
Ни природные, ни синтетические
продукты практически никогда не бывают
индивидуальны по составу. Разделить
смесь можно, только если использовать
какое-то различие в свойствах
составляющих ее соединений.
Соединения могут различаться по
растворимости, по молекулярной массе,
по заряду молекул, по адсорбционным
и многим другим свойствам.
Большинство методов разделения основано на
создании градиента той или иной силы,
сортирующей молекулы по одному из
отличительных признаков. Так,
экстракция осуществляется за счет градиента
растворимости, седиментация в
ультрацентрифуге — градиента
центробежного ускорения; хроматография основана
на градиенте сил адсорбции, а
электрофорез — электрического поля.
Об электрофорезе стбит сказать
поподробнее, потому что он ближайший
родственник нового метода разделения,
которому посвящена эта статья. Как
известно, заряженные частицы,
находящиеся в электролите между анодом и
катодом, движутся в сторону электрода,
заряд которого противоположен их
собственному. Скорость же движения
определяется как величиной заряда, так и
массой частицы, свойствами среды и
другими параметрами. Так вот,
электрофорез и основан на различии
скоростей движения молекул в электрическом
поле. Этот метод разделения широко
применяется для аминокислот и
белков — веществ, молекулы которых
легко переходят в заряженные формы.
Эти же вещества различаются и по
кислотно-основным свойствам, однако
до недавних пор метода разделения,
который использовал бы тонкие
различия этих свойств или градиент рН,
создать не удавалось. Между тем
биохимикам, медикам, а также
работникам микробиологической и пшщевой
промышленности подчас бывают остро
необходимы методы разделения,
способные различать не группы белков,
а каждый отдельный белок как
индивидуальное химическое соединение.
Теперь такой метод создан. Его
название — изоэлектрическое
фокусирование, сокращенно ИЭФ. — видимо, уже
слышали многие, но о современных его
возможностях до сих пор писалось
немного. Что же касается
химиков-практиков, то рассказ о том, что представляет
собой метод, и о том, что этот метод
может, для них не представляет особого
интереса, пока нет ответа на важнейший
вопрос — «где это взять?».
Ниже будут даны ответы на все
основные вопросы об ИЭФ, включая и этот
последний.
ВОПРОС ПЕРВЫЙ. ЧТО ЭТО ТАКОЕ!
Прежде всего напомню читателям о
существовании так называемых изоэлек-
трических точек. Как известно,
аминокислоты и состоящие из них белки —
вещества амфотерные, содержащие и
кислотные, и основные группы. В
щелочной среде эти важнейшие
биоорганические соединения образуют соли за
счет кислотных групп — и их
молекулы приобретают отрицательный
заряд; в кислой среде, наоборот, ведут
себя как основания, протонируются и
обзаводятся положительным зарядом. И
только при одном, строго
определенном значении рН среды каждое из
эти соединений имеет нулевой заряд —
его кислотные и основные группы
при этом как *бы замкнуты друг на
друга. В этой точке, которую и
называют изоэлектрической, аминокислоты
существуют в виде диполярных ионов.

Например, простейшая из них—глицин
принимает вот такую форму:
H3N+ — СН2—СОО~.
У белков в изоэлектрической точке
формулы, естественно, посложнее, но
главный ее признак тот же: суммарный
заряд — ноль. А раз так, то именно
при этом значении рН молекула
менее всего склонна перемещаться
куда-либо под действием электрического
поля. Этим нередко пользуются и при
электрофорезе. Тот белок, который при
заданном значении рН нейтрален,
остается на месте и тем самым отделяется
от прочих.
Но возможен и более изощренный
подход к делу. Представьте себе, что
в растворе смеси белков
поддерживается не какое-то одно фиксированное
значение рН, а развернут весь спектр
значений кислотности от едкого натра до
фосфорной кислоты. Если на полюсах
рН вдобавок расположены два
электрода (положительный в кислой среде, а
отрицательный в щелочной), то
молекулы белков, оказавшиеся, скажем, в
кислой зоне и потому заряженные
положительно, должны двинуться к катоду,
в щелочную зону. А те, что
очутились в щелочной и заряжены
отрицательно, наоборот, метнутся к
аноду, в кислую. Отвлекаясь для
начала от того обстоятельства, что
многие белки в сильнокислой или
сильнощелочной среде не выживут, отметим,
что до электродов им все равно не
добраться. Продвигаясь в среде с
переменным рН, любой белок неминуемо
доберется до зоны, соответствующей
. его изоэлектрической точке. А в ней
потеряет заряд и вместе с ним
подвижность.
Таким образом, если бы мы в самом
деле научились поддерживать в
электролите градиент рН, то белки бы
разделились, молекулы каждого из них
«сфокусировались» бы в соответствии со
своими изоэлектрическими точками (pi) и
образовали бы своеобразную «pl-xpo-
матограмму». Одна беда: как может
сосуществовать кислота со щелочью? Они
же немедленно нейтрализуют друг
друга, и рН установится какой-то средний.
Это верно: в растворе диффузия
ионов чрезвычайно быстра, и градиент рН
практически невозможен. Но каждый,
кто сталкивался с электрохимией, знает:
если два стакана — один со
щелочью, другой с кислотой — соединить
«мостиком», трубкой, в которой
закреплен буферный раствор, никакой
нейтрализации в стаканах не произойдет.
Буферный раствор не даст рН
подравняться, однако ток проводить такая
система будет. Стало быть, если этот
традиционный электрохимический
мостик использовать в качестве колонки
для разделения, то по крайней мере
перепад рН на его концах поддержать
можно.
Если же внутри мостика удастся раз-
би ть этот перепад на множество
маленьких участков, различающихся от
соседних по рН как можно меньше, то
тем самым можно приблизиться к
идеалу — плавному градиенту рН, нужному
для задуманной фокусировки белков. И
вот эта часть задачи самая трудная, в
ее решении и состоит суть ИЭФ.
Существуют два способа поддержания
градиента. Один из них дешев, но
применим ограниченно. Другой всем хорош,
но дорог. Начнем с первого,
именуемого методом «искусственного
градиента».
Константа диссоциации электролита
зависит от диэлектрической постоянной
среды. Поэтому буферный раствор,
который, как известно, характеризуется
строго фиксированным значением рН,
на самом деле это значение может
менять, если чистая вода сменяется
растворителем с иной диэлектрической
постоянной. Неводными растворителями,
однако, для ИЭФ пользоваться
неудобно, а потому к воде добавляют сахар
или глицерин. Если в трубочке с
буферным раствором поддерживать градиент
концентрации добавки, отличающейся
меньшей, чем у воды, диэлектрической
постоянной, то в ней возникнет и
градиент рН. Метод, как видите,
несложен, однако перепад шире
2—3 единиц рН с его помощью не
создашь. A pi природных белков
лежат в диапазоне куда более широком:
он доходит до 7 единиц. Кроме того,
далеко не все белки остаются
неизменными после контакта с раствором
глицерина. А куда годится метод
разделения, в ходе которого с веществом что-то
происходит?
Вот причины, по которым гораздо
чаще применяется более старый — ему
уже 10 лет отроду! — и более
сложный метод «естественного
градиента рН». Тут градиент поддерживают,
добавляя в колонку смесь специальных ам-
фолитов-носителей (АМН) —
синтетических веществ, обладающих подобно
белкам амфотерными .свойствами и
отличающихся друг от друга по р\ так,
чтобы перекрывать весь нужный
диапазон. Каждый амфолит, точь-в-точь как
и анализируемые белки, проползает по
носителю — полиакриламидному гелю
с буферным раствором — ровно до
точки, соответствующей своему значе-

нию pi. А на ней застревает, образуя
таким образом веху и для белков.
Амфолиты синтезируют на основе
аминокислот или полиэтиленполиами-
нов. Можно сказать, что тот, кто владеет
искусством готовить смесь АМН, держит
в руках и весь метод.
ВОПРОС ВТОРОЙ. ЧТО ОН МОЖЕТ!
Подвижность молекул в геле зависит от
их массы. Чем молекула меньше, тем
легче она диффундирует и тем
большее падение напряжения на единицу
длины колонки требуется, чтобы
диффузию подавить. Поэтому аминокислоты
делить с помощью ИЭФ трудно: для
фокусирования их молекул требуется до
500 В/см. Значит, при длине колонки
10 см на электроды придется наложить
напряжение 5000 В. Это приведет к
колоссальному выделению в ней тепла,
которое едва ли удастся отвести до
того, как ее содержимое разрушится.
Впрочем, если наладить ИЭФ на тонких
капиллярах, то, возможно, удастся
работать и с аминокислотами.
АМН и белки удовлетворяются
напряжением более скромным: им хватает
50—100 В/см. Тепло, которое
выделяется при таких падениях напряжения, уже
отвести несложно.
Для анализа смеси белков в ИЭФ, так
же, как в хроматографии, трубку
нередко заменяют пластинкой. Чтобы
исключить тепловое разрушение белков,
температуру пластинки с нанесенным на нее
слоем геля поддерживают не выше
+ 10°С. Одновременно можно
анализировать до 20 проб. Поскольку
большинство белков бесцветно, после
разделения смеси каждый из них
обнаруживают на пластинке с помощью
окрашивающих реагентов или
ультрафиолетового света. Метод позволяет быстро
установить разницу в белковом составе
сывороток крови больного и
здорового человека или людей с разными
группами крови; можно выявить и
различия между белками, выполняющими
сходные функции в организме разных
животных или растений.
При анализе белки идентифицируют
по точному значению pi. И вот здесь
особое значение приобретают наборы
АМН. Чем больше в них
различающихся компонентов, тем выше
разрешающая способность метода. Лучшие
наборы содержат до 500—700
компонентов. Иными словами, весь диапазон pi —
7 единиц — разбивается на участки
порядка 0,01 единицы каждый. Это и есть
разрешающая способность. Другого
метода, способного разделить белки,
отличающиеся столь незначительно, не
существует.
Разделение выполняется не только в
микроколичествах. Уже известны случаи,
когда с помощью ИЭФ препаративно
разделяли разовые порции смесей
весом до 7 г. Для химии белков это
чрезвычайно много. Кроме того,
существуют аппараты проточного типа,
которые в случае ИЭФ куда- менее
капризны, чем установки для проточного
электрофореза. Проточный ИЭФ может
работать без остановки хоть целую
неделю, и в аппарате не придется что-то
регулировать или подкручивать.
Еще одно важное преимущество ИЭФ:
чистота выделяемых компонентов смеси
совершенно не зависит от их
исходной концентрации. В хроматографии,
например, малая примесь, по
свойствам близкая к основному компоненту,
редко отделяется от него полностью.
А теперь представьте себе: было
проведено фокусирование, и одна из
полос в трубке получилась заметно
более широкой, чем остальные. Не два
ли это белка с близкими pi? Такое
предположение поддается несложной
проверке: из столбика геля вырезают
участок с этой полосой и повторяют
фокусирование, но уже на «растянутой
шкале» рН, например, создавая на всей
колонке перепад не в семь, а всего
в одну единицу. Если это в самом
деле два белка, то полоса раздвоится.
Были бы подходящие АМН.
ВОПРОС ТРЕТИЙ. ГДЕ ЭТО ВЗЯТЬ!
Тому, кто прочел все предыдущее, уже
ясно, что основное оборудование для
ИЭФ сложностью не отличается. В
принципе его можно сделать в любой
лаборатории, хотя фирменные аппараты,
разумеется, удобнее. Иное дело АМН.
Требования к ним предъявляются
весьма суровые. Помимо плавности шкалы
рН от них требуется и прозрачность в
ультрафиолетовых лучах (иначе как
обнаружить на их фоне белки?), и
нечувствительность к окрашивающим
реагентам. Короче говоря, тонкое это
дело — изготовление АМН. И хотя
получают их с помощью сравнительно
несложных реакций, мало кто из
исследователей рискует работать с
самодельными АМН: разве угадаешь, какое
коленце они выкинут в работе. То ли дело
фирменные, с гарантированными
параметрами.
До недавних пор фирменные АМН
покупались только за границей, и притом
недешево: маленькая баночка стоит
свыше ста долларов. Если бы такое
положение сохранялось по сей день, я,
пожалуй, не имел бы морального права
пропагандировать метод ИЭФ: какая
5

польза читать о нем, если для
обзаведения требуются немалые суммы в
валюте? Однако писать я все же
осмелился, и вот почему.
Импортные АМН теперь можно
заменить отечественными. Опытный завод
нашего института освоил производство
носителей марки «Мурсилайт-Т». Область
линейного градиента рН у наших амфо-
литов — от 4 до 9, то есть
перекрывается интервал pi если не всех, то
большинства белков. «Мурсилайт»
пригоден для разных вариантов ИЭФ, за
исключением тех, при которых делается
определение белков в
ультрафиолетовых лучах. По разделяющей способности
он практически не уступает импортным
образцам. Цена опытных партий
ожидается около 120 рублей за упаковку,
по объему равную заграничной. Со
временем предполагается цену снизить,
а диапазон рН расширить. Параллельно
идет работа над созданием носителей
с узкими пределами рН, о применении
которых в этой статье тоже расе
казан о, а также других носителей,
прозрачных для ультрафиолета.
Итак, где это взять? В Таллине.
Информация о «Мурсилайте-Т» и заказы на
него принимаются по адресу:
Таллин, Мяннику тээ 104, Опытный
завод органического синтеза и
биопрепаратов Института химии АН
Эстонской ССР.
Амфолиты
на пленке
Изоэлектрическое
фокусирование — это лишь
один из применяемых
в современных
лабораториях методов
разделения биополимеров. А
амфолиты, о которых
рассказывалось в
предыдущей статье, нужны не
только для него. О том,
насколько эффективно их
применение в еще одном,
родственном методе
разделения, корреспонденту
«Химии и жизни» В. Зяб-
лову рассказал доктор
биологических наук
Г. И. АБЕЛЕВ.
Говоря о науке, сплошь
и рядом сталкиваешься с
вещами, о которых
легко расск азать, но
которые очен 1 трудно сделать.
Метод рс зделения
биополимеров, о котором
пойдет реч1, — счастливое
(для эн спериментатора)
исключв! ие: пользоваться
им насте лько же легко,
насколько не просто
объяснить его суть.
Трудности начинаются уже с
названия — я бы не
советовал упоминать его в
заголовке, потому что «изо-
тахофорез» — слово,
которое не каждый может
выговорить с первой
попытки.
Расскажу об этом
методе, по природе весьма
близком к ИЭФ, по
возможности кратко.
В отличие от обычного
электрофореза, при
котором разделяемые
вещества движутся по
субстрату с разными скоростями,
более подвижные
выходят вперед и тем самым
отделяются от
медлительных, при изотахофорезе
никто никого не обгоняет,
а подвижность
оказывается лишь признаком, по
которому
макромолекулы фокусируются,
подобно тому как при ИЭФ
это происходит по изо-
электрическим точкам.
Суть дела можно
пояснить на примере
эксперимента, который
студентам нередко при ходится
выполнять в практикуме
по физической химии. В
вертикально
поставленную трубку наливают
водный раствор хлористого
кадмия, а поверх его —
раствор хлористого калия.
Пропускают через
растворы постоянный ток,
поместив отрицательный
электрод (катод) вверху
трубки. Растворы в такой
системе не смешиваются:
соль кадмия остается
внизу, а калия — наверху.
Дело в том, что
подвижность ионов калия в элек-
тричес ком поле гораздо
выше, в их среде
устанавливается меньшая
напряженность поля, чем в
прилегающей зоне
хлористого кадмия. Вниз, в
золу ионов кадмия, они
не пойдут: большая
подвижность немедленно
вернет их наверх,
поближе к катоду. А ионы
кадмия не идут вверх, в зону
калия, потому, что их
подвижность низка. Граница
между растворами в этом
опыте движется вверх,
но «быстрый» калий и
«медленный» кадмий
перемещаются с
одинаковой скоростью. А
диффузию растворов Друг в
друга удается
предотвратить за счет различия
подвижностей.
Разделение и
фокусировка смеси ионов в
методе изотахофореза,
предложенном Б. П.
Константиновым и О. В. Ошурко-
вой в 1963 году,
осуществляется похожим
образом, хотя границы
растворов в нем не
смещаются. Для этого метода
разработана специальная,
весьма сложная техника и
аппаратура,
обеспечивающая тонкий анализ слож-
6

ных смесей
неорганических и органических
веществ. В стандартном
варианте метода смесь
биополимеров помещается
в капилляр, причем рН
среды поддерживается
достаточно щелочным
для того, чтобы все они
зарядились отрицательно.
Вспомогательный
электролит содержит два
аниона. Один очень
подвижный, ведущий. Другой,
наоборот, совсем мало
подвижный, замыкающий.
При включении тока к
аноду энергично устремятся
ведущие ионы, например
О", которые не дадут
разделяемым веществам
выйти из капилляра
вперед по той же
причине, по которой ионы
кадмия в описанном выше
опыте не могут
проникнуть в зону калия. И по
этой же причине
замыкающие ионы,—
например анионы В-аланина,
наоборот, не допустят
диффузии компонентов смеси
назад, в среду
вспомогательного электролита.
В самом же капилляре
разделяемые компоненты
в соответствии с тем же
принципом выстроятся в
Белки мочи больного,
страдающего множественной
миеломой. Изотахофорез
на ацетат целлюлозной
пленке.
Белковые зоны
выявлены окраской белковым
красителем. Каждая
полоса соответствует
индивидуальному
белку. Стрелкой
отмечен так называемый
белок Бенс-Джонса,
характерный для множественной
миеломы
•И
последовательности,
строго соответствующей
подвижности каждого из
них. Иными словами,
произойдет их разделение и
фокусировка.
Всем хорош этот метод,
но для него требовалось
изощренное
оборудование, выпускаемое только
за рубежом. А стоимость
прибора — около
двадцати тысяч долларое.
В лаборатории
иммунохимии опухолей
Всесоюзного онкологического
центра АМН СССР
разработан гораздо более
простой вариант метода.
Разделяемая смесь
помещается не в капилляр,
а на поверхность
мембраны из ацетатцеллю
лозной пленки. Это
усовершенствование сразу
позволило обойтись без
дорогостоящих приборов, а
работать на стандартном
отечественном
оборудовании для
электрофореза. Кроме того, применив
пленку, мы победили, а
точнее сказать,
превратили в союзника такого
исконного врага изотахо-
фореза, как
электроосмос, «перекачивающий»
растворитепь в пленке от
анода к катоду. С
помощью электроосмоса
изотахофорез на пленке
удалось сделать противо-
точным, а преимущества
противоточных методов
известны каждому
химику.
И вот здесь в дело
идут амфолиты. Ведь если
их добавить к смеси
разделяемых биополимеров,
зоны ее компонентов
можно вообще изолировать
друг от друга. Среди
сотен веществ, входящих
в состав амфолитной
смеси, всегда найдется одно-
другое, занимающее по
I
подвижности
промежуточное полсжение между
дзумя соседними
компонентами. Благодаря этому
между зонами последних
возникают зоны
промежуточные, вставочные —
зоны амфолитов.
Белки на пленке
выявляются методами
иммунологии, на которые
физиологически неактивные
амфолиты, естественно,
«• откликаются. Это де-
Лсет анализ
исключительно чувствительным и
четким. Оказывается даже,
-гтэ чем мс ньше белков
содержится в
анализируемой пробе, тем лучше:
на пленке происходит
1римерно сократное по-
вь шение их концентрации
за счет «прокачки» через
нее раствора силами
помогающего ' нам теперь
эл'гктроосмоса, и мы без
всмких дополнительных
ухищрений делаем анализ
компонентом белка, раст-
вооенного 13 таких
бедных им жидкостях
организма, как слезы, моча
ил 4 спинномозговая
жидкость.
Методика весьма
удобна в клинической
практике. Ведь всего-то для нее
и - ребуется — недорогой
прибор для
электрофореза на пленках, ацетат-
целлюлозная пленка,
выпускаемая во Владимире
заводом при ВНИИ
синтетических смол, и
немного амфолитов. А
амфолиты теперь — тоже
отечественные.
Мы уже поименяли
лабораторные образцы
таллинских амфолитов, и
анализы получались не
хуже, чем с зарубежными.
Остается только
надеяться, что и в
промышленном масштабе эти
реактивы будут получаться
столь же удачными.

Успешное развитие химии, биохимии, биотехнологии невозможно без современных
физико-химических методов исследования. Их освоение порождает немало
проблем — как технических (о решении советскими исследователями некоторых из них
рассказано в первых статьях этого номера журнала), так и принципиальных.
Создавая новый прибор или новую методику, специалисты нередко предназначают их
для решения узких задач в определенной области науки. Между тем возможности
таких изобретений порой далеко выходят за рамки этой области, и, найдя более
широкое применение, они сближают самые несхожие разделы знания, оказывают
революционизирующее воздействие на науку в целом. Вовремя разглядеть
возможности новых методов, быстро реализовать их в науке и народном хозяйстве —
одна из актуальнейших проблем НТР. Этой проблеме и посвящена публикуемая
ниже статья.
Научная дисциплина, научное
направление, научная проблема — вот примеры
структурных единиц, возникающих при
членении науки по предметам
исследований. (Конечно, во всех случаях за
предметной вывеской стоят и
социальные структурные единицы: например,
говоря «химия», мы сразу же
представляем себе сообщество ученых,
оперирующих общими понятиями, говорящих на
одном языке и связанных общими
потоками информации.) Но чтобы
представить строение научного знания, мало
выявить его структурные единицы —
нужно описать еще и связи между
ними.
Какое-то интуитивное представление
о таких связях у нас, конечно, есть:
ведь мы из чего-то исходим, создавая
одномерную классификацию науки в
виде расположенных одна за другой спе-
8
Как
увидеть науку
Кандидат химических наун
С. Г. КАРА-МУРЗА

циальностей. Однако и здесь главное
значение придается предметной
близости. В действительности же связи
гораздо многообразнее, и исключительно
важную роль в них играют методы
экспериментального исследования
явлений природы.
Анализ науки в ее методическом
срезе был предпринят с позиций
марксистской концепции естествознания
еще Полем Лафаргом.
«...Проанализировав роль научных приборов в
познавательном процессе, Лафарг смог выявить
новые стороны в развитии научного
знания. Развитие науки предстает как
процесс формирования и совершенствования
исследовательских приборов,
позволяющих глубже и точнее понять
окружающую действительность»*.
Посмотрим же на науку не с точки
зрения предмета, а с точки зрения
технологии исследования. Какую
структуру мы тогда увидим?
НА СТЫКАХ
ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЕЙ
Взглянув на науку с точки зрения
технологии исследования, мы сразу же
увидим, как расплылись контуры
предметных областей и возникли новые
структурные единицы, воплощенные в новых
сообществах ученых, объединенных
причастностью к одной и той же иссле-г
довательской методике. Ученые каждого
такого сообщества говорят на общем
профессиональном языке, почитают
одни и те же достижения, ищут одни
и те же запчасти и реактивы. Такие
сообщества пересекают границы
предметных областей и, таким образом,
связывают их. Например, с помощью
хроматографии можно изучать
механизм фотосинтеза, а можно
определить, каким ядом воспользовался
преступник; и хотя криминалистика весьма
далека от биохимии, и биохимик, и
криминалист оказываются связанными
через экспериментальное и
теоретическое ядро хроматографии.
Если мы теперь мысленно
воспроизведем оба среза науки в одном
образе, то увидим огромную мозаику
экспериментальных методов и
предметных областей: каждый метод
обслуживает несколько направлений и в то же
время каждое направление
обслуживается несколькими методами, которые
оказываются как бы цементом,
связывающим науку в единое целое.
*Б. М. Кедров, А. П. Огурцов.
Марксистская концепция истории естествознания —
XIX век. М., Наука, 1978, с. 595.
Теперь нас не удивит, что,
рассматривая науку с точки зрения методов
исследования, мы можем встретиться
с довольно странным сообществом, в
которое входят астроном, биофизик и
военный инженер, монтирующий на
танке прибор ночного видения. В том, что
астрономы давно применяют такой
прибор для усиления света далеких звезд,
нет ничего странного. Но как его
используют биофизики?
Ученому было бы очень заманчиво
иметь возможность непосредственно
наблюдать, как гормон соединяется с
рецептором на поверхности живой клетки,
как проникает в нее и куда потом
направляется. В принципе гормон можно
было бы снабдить флуоресцирующей
меткой, но ультрафиолетовый свет,
необходимый для возбуждения
флуоресценции, убивает клетку. Мышление,
скованное традиционной классификацией
наук, мешало биологам искать
решение в далеких предметных областях. Но
случай соединил астронома с
биологом: поставленный на микроскоп
электронный усилитель яркости позволил
резко снизить интенсивность необходимого
ультрафиолетового облучения, в
результате чего стало возможным наблюдать
на экране потрясающие картины
движения молекул гормона в живой клетке.
О том, какой интерес вызвали эти
работы, показывает стремительный рост
цитируемости статей четырех авторов,
первыми начавших применять новый
прибор (рис. 1).
Значительная часть литературы,
цитируемой в научных статьях, связана имен-
I •
400 4
|ч 1П.-4 I л '■■ 1 ■ О
Рост цитируемости статей четырех
авторов, начавших первыми применять
электронный усилитель яркости
для изучения механизма
взаимодействия гормонов с живой клеткой
9

но с описанием использованных
экспериментальных методик: например, в
биохимии это 30—40% всех ссылок. Но
дело даже не в количестве, а в том,
что методические ссылки
сконцентрированы, в то время как предметные
рассеяны: ведь число реально
используемых методик: всегда во много раз
меньше, чем число идей и описаний
предмета.
Возьмем наугад номер журнала
«Biochemistry». В нем напечатано 26 статей,
содержащих в сумме около 600
предметных ссылок; вместе с тем в 9
статьях из 26 использованы изотопные
методы. Значит, от трети статей весьма
разнообразного по предметному
содержанию номера в одном направлении
как бы тянется пучок однотипных
ссылок. В сумме такие пучки образуют
прочный методический скелет науки,
соединяющий все предметные области.
Точно так же можно считать, что вся
органическая химия объединена тремя
спектроскопическими методами: так, в
88% работ, опубликованных в 1980
году в «Journal of Organic Chemistry», была
использована ЯМР-спектроскопия, в
65% работ — ИК-спектроскопия и в
50% работ — масс-спектрометрия.
Концентрация подобных работ
приводит к тому, что, хотя удельный вес
чисто методических исследований в
научной литературе относительно невелик,
многие из них оказываются
абсолютными вершинами в рельефе цитирования.
Например, за 1961—1975 годы более
500 раз было процитировано 78 статей
по биохимии 50-х годов. Судя по
заголовкам, из этих статей 65 имели
методический характер, и они получили
в среднем почти по 2000 ссылок
каждая; в то же время каждая из
остальных 13 статей была в среднем
процитирована около 1000 раз.
ГРОЗДЬЯ КЛЮЧЕВЫХ ПУБЛИКАЦИЙ
Передний край науки представляется
многим как мерно продвигающаяся
вперед по ровному полю шеренга
исследователей. При таком взгляде на вещи
не так уж важно, в какой точке
поля находиться, — что бы ты ни
исследовал, ты можешь быть уверенным,
что способствуешь продвижению всей
цепи вперед.
Однако анализ реальных научных
связей вынуждает нас отказаться от
такого утешительного представления.
Передний край науки не ровная цепь, и
идет она не по ровному полю. В
действительности отряды ученых как бы
компактными колоннами пробиваются по
извилистым ущельям и тропинкам, и если
мы хотим внести реальный вклад в это
движение, то наше расположение на
местности вовсе не безразлично. Мы
должны или вступить в какой-то отряд, или
искать новую тропу, новое ущелье, по
которому за нами пойдут другие. А для
этого нам нужна карта переднего края
науки, на которой были бы видны пути
продвижения отрядов и помечены
точки новых, только что найденных
маршрутов — точки роста науки.
Можно ли создать такую карту? Да,
можно, поскольку и связи,
сплачивающие ученых в отряд, и маршрут
отряда (тематика в ее развитии), и связи
между отрядами — все это
отпечатывается в научных коммуникациях и
хранится в архиве науки, в массивах
журнальных публикаций. Современные
информационные системы позволяют
перерабатывать эти массивы и увидеть
впечатляющую картину —
изменяющуюся каждый год карту переднего
края науки*. Это делается следующим
образом.
Каждое мировое сообщество ученых,
разрабатывающих одно направление,
объединяется тем, что все его члены
имеют близкое представление о
предмете исследования, используют
одинаковые понятия и терминологию, следуют
общим теоретическим концепциям,
доверяют одним и тем же методам,
высоко оценивают одни и те же
достижения. В сумме все это выражается
в том, что все члены одного такого
сообщества цитируют определенный
набор ключевых статей. В этих статьях
описаны факты, теории и методы, сов-
мест но отражающие маршрут отряда,
образ мыслей и действий
исследователей. Это — высокоцитируемые статьи.
(Заметим, что более 10 ссылок в год
получают всего 2% статей из трех
тысяч ведущих журналов.)
Но если мы прос то выберем все
высокоцитируемые статьи, то они
окажутся беспорядочно рассеянными по
всему полю науки. Поэтому следующий
шаг в составлении карты состоит в
выяснении связей между ключевыми
статьями, которые отражаются в социтирова-
нии: за единицу связи принимается один
случай одновременного цитирования
двух научных статей в какой-то третьей
работе (это значит, что для данной
работы были важны обе статьи).
Естественно, что членов одного
сообщества сильно объединяют своими ссыл-
*Е. Gartlield. Citation Indexing — its theory
and application in science, thechnology and
humanities. New York, 1979.
10

AW —
«ммунотер.
• У *\ \ X 'ч *
Фрагмент карты научных направлений в области
меднко-биологических наук
(по данным на 1973 год).
На линиях, соединяющих различные области
исследований, приведены числа статей,
в которых одновременно цитируются работы
из обоих кластеров;
эти числа могут служить условной мерон
связи между кластерами.
В скобках под названием
каждой области исследований
указано число входящих в кластер
ключевых работ
ками статьи, отражающие их общее
кредо. И если мы соединим все высоко-
цитируемые статьи в науке связями со-
цитирования, а затем сотрем слабые
связи, не достигающие некоторого
порога, то окажется, что ключевые статьи
собрались в гроздья, сгустки (или, как
говорят, кластеры). Эти кластеры и есть
основные области и направления
исследований, в совокупности составляющие
карту науки.
Масштаб карты зависит от выбранного
порога социтирования: чем он выше, тем
подробнее становится карта. На рис. 2
представлен фрагмент карты медико-
биологических исследований,
выявляющей наиболее крупные направления в
этой области.
На этой карте видны не только
отдельные отряды ученых, но и связи
между ними, в формировании которых
важнейшую роль играют методы. Так,
всего на карте медико-биологической
науки можно обнаружить около 70
областей, но они связаны в одно целое
через цитирование всего 29 важнейших
методических работ.
Если же увеличить масштаб карты
и рассмотреть структуру кластера
отдельного направления, то мы увидим,
что близко к центру кластера всегда
находятся одна-две методические
работы. Более того, изучение истории
науки показывает, что каждое новое
направление возникает при соединении
открытия какого-либо нового факта или
явления с подходящим методом.
Именно такая маленькая группа из двух-
трех сильно связанных публикаций
оказывается'«точкой роста» науки.
Вот, например, область «раково-эм-
бриональный антиген». Сам антиген,
который задолго до появления первых
симптомов указывает на наличие
некоторых видов ракового заболевания или
предрасположенности к нему, был
открыт в 1965 году. Но область не*
развивалась, пока в 1969 году не был
разработан метод
радиоиммунологического обнаружения этого антигена, в
результате чего сразу же начался
экспоненциальный рост числа работ в этой
области. Если же мы построим
кластеры по годам, то увидим как
зарождение нового направления, так и все
его развитие.
Кластерный анализ тем и хорош, что
позволяет видеть весь жизненный цикл
каждого направления: ведь с каждым
годом появляются новые факты, теории
и методы, Одни статьи выпадают из
кластера, а другие включаются в него.
11

ИНФОРМАЦИЯ К РАЗМЫШЛЕНИЮ
Понятно, как важно составление карт
переднего края науки для
рационального планирования фундаментальных
исследований. Ведь пока что исходную
информацию для планирования дают
эксперты — видные ученые, которые
перечисляют важные, на их взгляд,
направления. Но ученые видят науку
через призму понятийного аппарата своей
области и часто долго не замечают
новых направлений, особенно если эти
направления оригинальны.
Более того, история науки полна
случаев, когда маститые ученые, замечая
новые направления, встречают их в
штыки — известно же, что когда Пас тер
стал развивать бактериальную теорию
инфекционных заболеваний, то его
вызвали на дуэль... Но при составлении
карты науки путем анализа миллионов
публикаций субъективизм устраняется,
ибо экспертом теперь выступает все
мировое сообщество ученых.
Очень важно подчеркнуть, что если
исследователи не владеют
экспериментальным методом, который служит
корнем нового научного направления, то
они оказываются практически
исключенными и не участвуют в работе
международной бригады, трудящейся в
этом направлении (а часто и не
замечают его).
Это заставляет по-новому взглянуть на
роль, которую играют в науке
процессы распространения и
освоения новых методов. Достаточно
очевидно, что аппаратурная оснащенность
лаборатории повышает ее научный
потенциал и в результате появления
самой возможности исследовать
проблемы, требующие измерений с
определенной точностью, и путем повышения
производительности труда ученых, и за
счет улучшения качества научной
продукции. На все эти моменты мы
обращаем усиленное внимание.
Но при этом зачастую неявно
предполагается, что, даже не владея
существующей в мировой науке
технологией, исследователи могут понять и
сформулировать задачи переднего края
науки (хотя, возможно, и не могут их
решить). На деле же положение
более серьезно: тот, кто не
подключится вовремя к методическому
каркасу быстро развивающейся новой
области мировой науки, будет с трудом
осваивать новые теоретические
концепции и осознавать смы~л новых фактов.
Что означало, например, для химика-
органика овладение хроматографией на
бумаге или в тонком слое? Нечто
несравненно большее, чем простое
добавление двух методик к уже и так
широкому набору приемов разделения
и анализа веществ. Хроматография в
корне изменила мышление химика,
стиль его работы. Принципиально новой
была сама возможность постоянного и
эффективного контроля за Составом
продуктов реакции, новыми были
критерии однородности и чистоты, много
значило и устранение синдрома страха
перед реакциями, ведущими к сложной
смеси веществ.
Еще более наглядна роль, которую
сыграли спектроскопия в приобщении
специалистов в области органической
химии к современным представлениям
о природе химической связи, к идеям
и понятиям квантовой химии. Видимо,
наиболее рьяные блюстители «чистоты»
органической химии это чувствовали —
недаром вплоть до сравнительно
недавнего времени в качестве похвалы
диссертанту говорилось, что он применяет
спектроскопию лишь там, где это
действительно необходимо (то есть только
там, где задачу просто нельзя решить
чисто химическими методами)...
Когда мы говорим о внедрении той или
иной новой технологии, то
противопоставляем производству, как
консервативной силе, новатора — ученого,
инженера, администратора. А что происходит,
когда новый метод эксперимента
внедряется в лаборатории? Происходит то же
самое — новая научная технология лишь
с большим трудом пробивает себе
дорогу. Отставая же в технической
оснащенности, мы подрываем наши
возможности, выбиваемся из сил, стараясь не
отстать во всемирном научном
соревновании.
Так не лучше ли научиться трезво
оценивать уровень своей лабораторной
техники и быстро распознавать и
осваивать новые перспективные методы?
Современное науковедение и информатика
позволяют это делать достаточно легко
и эффективно.
12

/оследние известия
Если бы всего год назад студент на экзамене по
органической химии написал такое уравнение:
сн4+нс = сн *-сн3-сн = сн2
ему бы немедленно поставили двойку. Не потому, что
уравнение противоречило бы правилам валентности
или законам термодинамики, а по той простой
причине, что такую реакцию ни один химик осуществить
не мог. Теперь вместо двойки, пожалуй, пришлось бы
увенчать студента пятеркой: группа исследователей
из Института химической физики АН СССР (Н. С. Ени-
колопян, Э. А. Григорян и другие, «Доклады АН СССР»,
1981, т. 257, вып. 2, с. 364) сумела присоединить метан
к ацетилену, и притом в мягких условиях, при
комнатной температуре. Оказалось, что растворенный в
бензоле катализатор, состоящий из триэтилалюминия
и ацетилацетонатного комплекса железа, способен
вызывать не только полимеризацию ацетилена (это было
известно и раньше), но и указанное выше необычное
превращение.
Пока еще нельзя точно сказать, как это ему удается,
но установлено, что при обработке метаном от
катализатора отщепляются все наличные этильные группы
в виде этана или этилена. Если же потом к системе
добавить ацетилен, то образуется пропилен. Он же
образуется, если катализатором действовать на смесь
метана и ацетилена с многократным преобладанием
первого.
По мнению авторов, наиболее вероятный (хотя и
в высшей степени необычный) вариант первой стадии
процесса — внедрение железа в С—Н связь инертной
молекулы метана с образованием группировки
— Fe —H
I
Сн3
Следующая стадия — внедрение молекулы ацетилена
в связь Fe—С — обычна и удивления1 не вызывает
Некоторые эксперименты авторов с исходными
соединениями, содержащими дейтериевую метку,
показывают, что механизм процесса, вероятно, и в самом
деле таков.
Выход пропилена пока не высок — несколько
процентов, но катализатор, видимо, можно и
усовершенствовать. Если это удастся, то откроются перспективы
промышленного синтеза ценного мономера пропилена
на основе одного-единственного
соединения—наиболее доступного, простейшего углеводорода метана.
Ведь один из самых прогрессивных способов
производства ацетилена — электрокрекинг потребляет в
качестве сырья тот же метан.
В. ИНОХОДЦЕВ
Пропилен —
из метана
~ крыта ,-эакц! са е
ческого г «соединения . *.
га на к аи,-
13

Проблемы и методы
современной науки
Каталитические
конструкции
Кандидат химических наук
Г. В. ЛИСИЧКИН (Москва),
кандидат химических наук
А. Я. ЮФФА (Тюмень)
Когда в 1964 г. известный химик
Дж. Уилкинсон обнаружил у
синтезированного им соединения, трис-трифенил-
фосфинродийхлорида RhCI(PPh3):i,
способность служить эффективным
катализатором селективного гидрирования
олефинов, мало кю мог
предположить, что в науке о катализе начался
новый период. Работа Уилкинсона, а
также выполненные несколько ранее
исследования К. Циглера и Дж. Натта,
вызвали целую лавину исследований,
посвященных катализу комплексами
переходных металлов.
Строго говоря, это научное
направление не так уж и ново. В
действительности история металлокомплексно-
го катализа началась в 1881 г., когда
профессорам. Г. Кучеров открыл
реакцию гидратации ацетилена в
присутствии соединений двухвалентной ртути.
Однако 100 лет назад ни наука, ни
практика еще не были готовы
воспринять и оценить значение и последствия
этого открытия, потому что в то
время химия координационных, или
комплексных, соединений находилась еще в
зачаточном состоянии." Из комплексов
же переходных металлов с
органическими молекулами - лигандами,
содержащих я-связи металл — углерод, был
известен только один — так
называемая соль Цейзе, К[РгС13(СН2=СН2)].
Иначе обстояло дело в 60-х годах
нашего века. К этому времени были
собраны обширные сведения об
органических л-комплексных соединениях
переходных металлов, первым
представителем которых был открытый в 1951 г.
ферроцен*. Поэтому тотчас же вслед
за работой Уилкинсона в редакции
химических журналов посыпался поток
статей, посвященных синтезу и
исследованию каталитической активности все
новых и новых комплексов переходных
металлов.
Воображение химиков прежде всего
поразила необычайно высокая
селективность новых катализаторов. Еще до
работы Уилкинсона, в 1959 г., советские
химики И. И. Моисеев и Я К. Сыркин
обнаружили чрезвычайно высокую
избирательность каталитического действия у
комплексов палладия: при окислении
этилена в водной среде эти
комплексы способствуют образованию только
ацетальдегида, а в присутствии
уксусной кислоты — только винилацетата.
Было найдено и множество других
примеров уникальной селективности метал-
локомплексных катализаторов**.
Это свойство металлокомплексных
катализаторов в сочетании с их высокой
активностью при комнатной
температуре и, как правило, атмосферном
давлении породило радужные прогнозы.
Так, в 1968 г. специалисты
предсказывали, что к настоящему времени доля
*См. «Химию и жизнь», 1981, № 6.
**См. «Химию и жизнь», 1976, № 1.
14

гомогенных металлокомплексных
катализаторов в общем числе
каталитических систем, используемых в
промышленности основного органического
синтеза, должна была бы составить около
половины. Однако, как мы знаем, этот
прогноз не сбылся...
НЕУДОБСТВА ГОМОГЕННОСТИ
Почему не сбылся этот
многообещающий прогноз? Причин тут несколько, и
главная из них заключается в том, что
гомогенные металлокомплексные
катализаторы попросту не технологичны.
Подавляющее большинство
каталитических процессов химической
технологии протекает под действием
гетерогенных катализаторов — гранул, сеток,
таблеток. И это оправдано: такая
технология не требует трудоемкой стадии
отделения катализатора от продуктов
реакции и непрореагировавшего сырья.
Регенерация гетерогенных
катализаторов также относительно проста:
достаточно лишь время от времени
пропускать через отработанный катализатор
тот или иной химический реагент.
В случае гомогенных катализаторов
все значительно сложнее: отделение
продуктов реакции от катализатора —
это особая задача, решение которой
требует соответствующего технологиче-
с кого оборудовани я, да и не всегда
возможно, а проблема регенерации
гомогенного катализатора настолько
сложна, что чаще всего технологи идут на
то, чтобы вообще с ней не
связываться. В результате катализатор
теряется безвозвратно, а продукт
оказывается загрязненным не всегда
желательными примесями. И технологи
применяют такие катализаторы, лишь когда
продукт реакции невозможно получить
никаким иным способом. Поэтому при
получении крупнотоннажных продуктов
традиционные гетерогенные
катализаторы остаются пока вне конкуренции.
Так возникла достаточно знакомая
всем ученым ситуация: отличный
лабораторный результат не удается, к
сожалению, использовать в
промышленности...
Выход из этого тупика ясен: нужно,
чтобы катализатор был гетерогенным, а
его высокая селективность и активность
определялась металлокомплексной
природой. Следовательно, тот или иной
каталитически активный комплекс
переходного металла было необходимо
закреплять на инертном носителе с
высокоразвитой поверхностью. К этому
вообще-то очевидному выводу
исследователи пришли еще лет 15 назад.
Однако оказалось, что задача не так
проста. Дело в том, что
каталитическая активность комплексных
соединений зависит, как правило, от
возможности замены одного или нескольких
лигандов на молекулы субстрата —
сырья, подлежащего каталитической
переработке. Координируясь вокруг атома
металла-комплексообразователя,
молекулы субстрата приобретают
повышенную способность к определенным
химическим превращениям. Но если
комплексный катализатор содержит один или
несколько слабо связанных лигандов, то
при взаимодействии с поверхностью
твердого носителя именно эти лиганды
и затрагиваются в первую очередь.
В результате комплекс, закрепленный
на поверхности носителя, может
полностью утратить каталитическую
активность. Поэтому создание активных
гетерогенных металлокомплексных
катализаторов (ГМК) потребовало
дополнительных исследований.
КАТАЛИЗАТОР
НА ПРИВЯЗИ
Первый, самый примитивный способ
получения ГМК был заимствован из
опыта приготовления сорбентов для
газовой хроматографии. Суть этого метода
заключается в том, что пористый
минеральный носитель пропитывают
раствором высококипящей жидкости в
легколетучем растворителе, а затем
растворитель отгоняют в вакууме:
оставшаяся тончайшая пленка удерживается на
поверхности носителя силами
межмолекулярных взаимодействий. Если же
летучий растворитель содержит
каталитически активный комплекс переходного
металла, то после его испарения
получится гетерогенный катализатор,
способный работать в растворе.
К сожалению, катализаторы,
изготовленные таким способом, имели больше
недостатков, чем достоинств.
Каталитически активный комплекс связан с
носителем слабо и может вымываться
растворителем в ходе реакции;
температура процесса ограничивается
пределом, выше которого становится
значительной упругость паров жидкой
пленки; скорость диффузии молекул
субстрата к активным центрам может
ограничивать скорость каталитического
превращения...
Второй способ закрепления
комплексов переходных металлов на
поверхности инертных носителей также
заимствован из практики смежной области
химии. Если в качестве носителя взять
материал, обладающий ионообменными
свойствами, то электрически
заряженные комплексные соединения можно
1S

связать с его поверхностью кулонов-
скими силами:
|-ReNa©+[MLnj®xe^|-Re[MLf + А®
|-^Хе+ [ML„]eNa®^|-R©[MLnf+Na®xe
(Здесь R—, R+ — функциональные
группы, несущие заряд; М — переходный
металл, L — лиганды, а Х— —
анионы.)
Этот метод достаточно прост и был
бы всем хорош, если бы большинство
каталитически активных комплексов
ионизировалось в растворе. В
действительности же каталитические реакции
протекают преимущественно под
действием комплексов, содержащих
переходный металл в низких степенях
окисления; такие соединения в растворе
слабо поляризованы, в результате чего их
связывание методом ионного обмена
оказывается малоэффективным.
Третья группа методов гетерогениза-
ции металлокомплексных катализаторов
основана на замене одного из^тлиган-
дов комплекса М1_п на полимер,
содержащий функциональные группы,
способные координироваться с металлом:
гидрирования и гидроформилирования
олефинов. Беда только в том, что
синтез прививаемого к поверхности
носителя (в данном случае кремнезема)
соединения включает целых шесть
стадий, причем некоторые из них
оказываются достаточно сложными. А если
учесть еще необходимость очистки и
выделения продукта на каждой стадии
синтеза, то можно понять причину
прохладного отношения к таким
катализаторам работников промышленности. Вот
если бы научиться собирать
гетерогенный металлокомплексный катализатор
из совсем простых фрагментов и
желательно прямо в том же реакторе,
где он будет применяться в
дальнейшем...
ВАРИАНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ СБОРКИ
Первыми эту идею реализовали
советские ученые — профессора В. Э. Вас-
серберг и И. В. Калечиц с
сотрудниками. Суть предложенного ими метода
в принципе проста и изящна:
минеральный носитель (А12Оэ) обрабатывается
парами карбонила никеля, а затем
бромистым аллилом:
II С3Н5х |^
+N,(CO)^r,(CO)^h
-Ni
чСО
|-PPh2+RhCI(PPh3K^:|-PPh2)RhCl(PPh3) *xPPh3 >-L
Ni
К сожалению, и такой путь гетеро-
генизации далек от идеала. Во-первых,
макролиганд заменяет наиболее легко
отщепляемый лиганд, что, как мы уже
знаел)* ведет к снижению
каталитической активности; во-вторых, равновесие
устанавливается слишком долго —
иногда этот процесс продолжается
несколько недель (I). Да и стабильность
таких катализаторов оставляет желать
лучшего, поскольку в процессе жидко-
фазного катализа происходит смывание
активного компонента в раствор в
результате комплексообразования с
субстратом и растворителем.
Два первых недостатка такого метода
гетерогенизации можно, впрочем,
преодолеть, заранее синтезировав
закрепляемый комплекс:
В присутствии активаторов — таких,
как А1С12(С2Н5),— на этом катализаторе
удается осуществить с высокой
производительностью и селективностью
весьма важные в промышленном
отношении процессы олигомерации этилена и
пропилена. Однако главное достоинство
этого метода — возможность сборки
катализатора непосредственно в
промышленном реакторе из легко
доступных соединений.
Предшественниками закрепленных ал-
лильных комплексов, полученных
методом сборки на поверхности, были
аналогичные системы, приготовленные
методом иммобилизации —
взаимодействием заранее синтезированного л -ал-
лильного комплекса с кремнеземом:
\
OH+(EtO) Si(CH2) PPh2Rh(acac)(CO)-
-EtOH
h
OH + Ni(C3H5J-
-M-O-Ni %
+ C,H6.
I
0-Si(CH2) PPh2Rh(acac)(CO).
(здесь символом «асас» обозначен аце-
тилацетон). Так удается получать,
например, хороший катализатор процессов
Большой цикл систематических
исследований структуры и свойств таких
катализаторов был выполнен в 70-х годах
в Институте катилиза СО АН СССР
одним из основоположников
гетерогенного металлокомплексного катализа про-
16

фессором Ю. И. Ермаковым и его
сотрудниками. Была установлена
интересная особенность -таких систем: при
нагревании в атмосфере водорода
происходит разложение поверхностных
комплексов с образованием
исключительно высокодисперсного металла,
активного катализатора гидрирования:
l-O-N. Ъ+ Н *-|-
OH+Ni +С..Н,
Аналогичный по сути дела результат
удалось получить также одному из
авторов этих строк в Тюменском
университете. При замене гидроксильных групп
кремнезема на более активную
группировку OLi отпадает необходимость
синтеза труднодоступных аллильных
комплексов, а на поверхности легко
закрепляются галогениды переходных
металлов. Этот метод дает возможность
получать как высокодисперсные
металлические катализаторы, так и
закрепленные комплексы по методу
поверхностной сборки:
^RLl I МС1Х|
ОН—*-|-OLi *~Щ-
-RH I -L.CI I
I
\
он+м
OMLn.
Изящный вариант метода
поверхностной сборки был предложен в
Московском университете доктором
химических наук Б. В. Романовским, который
синтезировал молекулы фталоцианина
кобальта в полостях кристаллического
алюмосиликата — цеолита.
Относительно небольшие молекулы исходного
вещества фталонитрила способны
свободно проникать через узкие окна в
полости кристалла, а затем
группироваться четверками вокруг предварительно
введенных в цеолит ионов Со2 и
давать одну крупную молекулу
фталоцианина, уже не способную покинуть
полость.
Полученные катализаторы оказались
исключительно высокоактивными.
Например, реакция окисления окиси
углерода идет на них даже при —78СС.
Однако сборка комплексов в полостях
цеолита и удерживание их там за спет
стерических препятствий — красивый,
но, к сожалению, частный случай. В
общем случае для прочного закрепления
катализатора нужна так называемая
якорная группировка — фрагмент
комплекса переходного металла,
образующий прочные связи между активным
центром и носителем.
СИНТЕЗ МОЛЕКУЛЯРНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
Схему строения гетерогенного металло-
комплексного катализатора можно в
общем случае изобразить так:
I носитепь гТГЧ ЯИ°РЬ K/\i нои«а}^€ активный центр
Каким образом практически создать
такую конструкцию? На кафедре химии
нефти и органического катализа МГУ
в лаборатории, возглавляемой
профессором Е. А. Викторовой, при участии
авторов этой статьи были разработаны
относительно простые и разнообразные
методы сборки ГМК с якорными
группировками. В качестве «якорей» были
выбраны элементы четвертой группы
периодической системы — титан,
кремний, германий, олово, способные давать
прочные связи как с поверхностью
минеральных носителей, так и с атомами
переходных металлов.
Сборка катализаторов начинается с
прививки якорной группировки:
\
2|-ОН+МХп
\
о-мх„
, + 2НХ.
(отметим, что взаимодействие
кремнеземов с летучими галогенидами
металлов было детально изучено
членом-корреспондентом АН СССР В. Б. Алесков-
ским и его сотрудниками.)
Следующая стадия сборки —
прививка активного центра:
\
Ьп
No[MLЛ
- =Н
-2NqCI
\
Такие катализаторы оказались активными
а реакциях олигомеризации ацетилена, а
также селективного гидрирования
ацетиленовых углеводородов до монооле-
финов.
А вот еще один совсем простой
пример синтеза катализаторов методом
поверхностной сборки:
i
2|-ОН +TiCI4
i
о el
->-■ Т. i
17

Планируя синтез, авторы рассчитывали
получить закрепленный на поверхности
гидрид титана, который обозначен в
квадратных скобках. Однако оказалось,
что алюмогидрид лития разрушает связи
титан — кислород и на поверхности
образуется высокодисперсный металло-
подобный нестехиометрический гидрид
титана. Активность полученного
катализатора в реакциях гидрирования олефи-
нов не уступает активности
благородных металлов и существенно превышает
производительность обычного
кристаллического гидрида титана. Более того,
этот катализатор оказался способным
даже связывать молекулярный азот: по
существу, он служит гетерогенным
аналогом азотофиксирующих систем,
открытых в 1964 году
членом-корреспондентом АН СССР М. Е. Вольпиным и
В. Б. Шуром.
А нельзя ли еще более расширить
возможности метода поверхностной
сборки? Ведь элементы IV группы
образуют прочные связи далеко не со
всеми каталитически активными
переходными металлами.
Здесь на помощь приходит
возможность прививки к носителю различных
функциональных групп*. В Институте
катализа СО АН СССР, на химфаке МГУ,
в Институте физической химии АН УССР
были разработаны многочисленные
методы получения кремнеземов,
содержащих привитые группы -СООН, -СН2ОН,
-СООМе, -PR,, -Cn, -NH2, -OPO(OEIJ
и т. д. Понятно, что к таким
функциональным группам можно
присоединять металлсодержащие активные
центры; примером реализации
такого подхода может служить сбо'рка
катализатора гидросилилирования олефи-
нов:
^| n H2PtCl6
OH+(EtOKSi(CH,) NH,->-l-0-Si(CH^NH2 ►
Нг°~SKCH2),NH • H PtCl6
Следует отметить, что все компоненты,
необходимые для этого синтеза,
производятся отечественной
промышленностью.
ВОЗМОЖНОСТИ ГМК
Может сложиться впечатление, что для
создания гетерогенных метал локомп-
лексных катализаторов используют
только минеральные носители или даже
*См. «Химию и жизнь», 1980, № 8.
только кремнезем. В действительности
же сейчас разработаны
многочисленные методы иммобилизации и
поверхностной сборки комплексом переходных
металлов на органически^ полимерах.
В Советском Союзе такие работы
наиболее интенсивно ведутся в Институте
химической физики по/д руководством
профессора Ф. С. Дьячковского и в
Институте нефтехимического синтеза в
лаборатории чле>На-корреспондента
АН СССР В. А. Кабанова*.
Органополимерны'е и минеральные
носители не конкурируют друг с
другом: у каждого и?! них есть свои
достоинства и недостатки. Например,
минеральные носители незаменимы в тех
случаях, когда е*сть опасность
термоокислительной деструкции,
нежелательно набухание катализатора в
растворителе и требуется высокая механическая
прочность и радиационная устойчивость.
А вот органические полимеры
позволяют получать более высокую плотность
прививки активных центров и,
следовательно, бол'ее высокую
производительность катал изатора. Кроме того,
возможности синтеза катализаторов на основе
органических полимеров несколько
шире.
Теперь можно определить место
гетерогенных металлокомплексных ката-
Дизаторов среди других типов
каталитических систем.
Весьма перспективные гетерогенные
катализаторы — иммобилизованные
ферменты, то есть ферменты,
закрепленные на носителе**, недосягаемы по
активности и селективности. Однако они
дороги, температурный интервал их
применения узок, их стабильность
относительно низка. Но главным
ограничением для применения иммобилизованных
ферментов служит невозможность
осуществления с их участием процессов,
которые не происходят в живой
природе. Так, бессмысленно пытаться
подбирать ферментативные катализаторы
для синтеза фтор- или кремнийоргани-
ческих соединений или, скажем, для
реакции нитрования.
Сравнение же остальных типов
катализаторов — традиционных
гетерогенных, гомогенных и гетерогенных
металлокомплексных — несомненно говорит
в пользу ГМК. В отличие от
гомогенных они технологичны, по сравнению с
традиционными гораздо селективнее.
К тому же ГМК позволяют создать
очень высокие концентрации активных
"См. «Химию и жизнь» 1976. N9 3.
"См. «Химию и жизнь», 1975, № 6.
18

центров в единице объема реактора,
что позволяет уменьшить габариты
технологического оборудования. Правда,
гетерогенные металлокомплексные
катализаторы пока дороги, однако
развитие методов поверхностной сборки
должно в некоторой степени снизить их
стоимость; может быть повышена и
продолжительность жизни этих
катализаторов.
И в заключение трудно удержаться от
прогнозов. По нашему мнению, в
обозримом будущем ГМК существенно
потеснят традиционные промышленные
катализаторы. Однако это вряд ли
произойдет до конца столетия в таких
крупнотоннажных производствах
органического и неорганического синтезов, как
синтез аммиака, окисление двуокиси
серы, крекинг нефтяных дистиллатов
и т. д.
В то же время вполне вероятно, что
в течение ближайшего десятилетия
процессы гидроформилирования, карбони-
лирования, окисления олефинов и
некоторые другие перейдут в сферу
влияния гетерогенного металлокомплексно-
го катализа.
Большие перспективы связаны с почти
не реализованной пока возможностью
сборки на поверхности кластерных
комплексов переходных металлов —
комплексов, содержащих несколько
связанных друг с другом атомов металла.
Сложная полиметаллическая структура
активного центра создает возможности
для проведения многостадийных
реакций, протекающих по многоцентровому
механизму.
Например, было бы интересно собрать
на поверхности носителя агрегат из
шести атомов металла — так называемый
секстет, способный, по прогнозу
академика А. А. Баландина, сделанному еще
в 1929 году, служить активным центром
в реакции гидрирования бензола.
Не менее интересно и практически
важно получение асимметрических ГМК.
Такие катализаторы незаменимы для
синтеза оптически активных соединений:
например, с помощью таких
катализаторов можно получать ! -диоксифенил-
аланин — эффективный препарат для
лечения тяжелого заболевания —
болезни Паркинсона.
Практически не разработаны пока
методы синтеза термически стабильных
ГМК. Вместе с тем было бы крайне
заманчиво селективно проводить
процессы, термодинамически разрешенные
только при повышенной температуре —
например, процессы разрыва С—С и
С—Н связей в органических
соединениях.
Этот перечень можно продолжать
неограниченно долго. Однако целью
авторов не было детальное описание всех
проблем гетерогенного метал локомп-
лексного- катализа. Мы лишь хотели
привлечь внимание читателей к этой
интересной проблеме современной химии,
успешное решение которой может
иметь огромное практическое значение.
ЧТО ЧИТАТЬ О ГЕТЕРОГЕННОМ
МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ
КАТАЛИЗЕ
1. Ю. И. Ермаков, В. А. Захаров, Б. Н.
Кузне ц о в . Закреппенные комппексы на окисных
носитепях в катализе. Новосибирск, «Наука»,
1980.
2. Г. В. Лисичкин, А. Я. Юффа-
Гетерогенные метаппокомппексные катализаторы. М.,
«Химия», 1981.
3. Г. В. Лисичкин, А. Я. Юффа. Гидриды
переходных металлов в катализе. М., «Знание»,
1978.
4. В. А. К а б а н о в и др. Гепь-иммобипизован-
ные катализаторы димеризации олефинов. —
Кинетика и катализ, 1979, т. 20, вып. 4, с. 10.
5. Ю. И. Ермаков. Катализаторы, содержащие
нанесенные комппексы переходных металлов.
— Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева, 1977,
т. 22, № 5, с. 532.
К СВЕДЕНИЮ ОРГАНИЗАТОРОВ
КОНФЕРЕНЦИИ
Редакция просит оргкомитеты научных
конференций, намеченных на первые месяцы i
1982 года, заблаговременно прислать <
сообщения о них дпя публикации. Сооб- -
щения, полученные редакцией до 25 нояб- -
ря, будут напечатаны в январском номере.
19*Г

ъ< - -:„.
Топливо,
добытое в плазме
i. i
Член-корреспондент АН СССР
Г. Н. КРУЖИЛИН
Плазменная технология — дело
сравнительно новое. Она зародилась в
ракетной технике и космонавтике и
сейчас постепенно завоевывает себе место
в других областях. Плазмотроны уже
довольно широко применяются —
главным образом для нагрева газов:
высокотемпературная газовая струя
используется для резки металла, для
плавления и распыления тугоплавких
материалов, нанесения их в виде тонких слоев
на поверхность изделий.
Долгое время плазменная обработка
считалась пригодной лишь для
периодических процессов. Но сейчас ее
начинают применять и в процессах
непрерывных, причем сфера их
использования постепенно расширяется.
Естественно, что для этого необходимо
совершенствовать плазменную технику, и
прежде всего увеличивать ее ресурс —
длительность работы.
Напомним, что плазма — это
нагретый до высокой температуры газ,
содержащий, причем в достаточно
высокой концентрации, электроны и
положительные ионы. В генераторе
плазмы — плазмотроне газ (или водяной
пар) нагревается электрической дугой.
Разность потенциалов между анодом,
которым ' служит корпус аппарата, и
вольфрамовым стержнем-катодом
около 500 вольт. Электрический разряд
проходит по каналу сильно
ионизированного газа, и температура в плазменном
шнуре достигает 5000—10 000°С. При
этом катод подвергается
бомбардировке тяжелыми положительными ионами.
Это приводит к сильному его
разогреву и эрозии. Происходит также и
эрозия анода. В общем, срок службы
электродов в значительной степени
ограничивает общий ресурс плазмотрона.
Сегодня плазмотроны мощностью до
500 кВт уже могут надежно работать
около тысячи часов. Очевидно, такой
ресурс вполне достаточен для того,
чтобы использовать плазменную
технологию в многотоннажных непрерывных
производствах, в том числе и для
переработки твердого топлива в
высококалорийный газ или жидкое горючее.
Актуальность же этой задачи хорошо
известна; ее важность для нашего
народного хозяйства отмечена в
решениях XXVI съезда КПСС.
Плазменная технология может найти
применение для переработки сибирских
углей с получением синтетического
газа или углеводородного жидкого
топлива, которые по трубопроводам будут
транспортироваться в центральные
районы страны. Есть и другие возможности
ее использования. Это газификация
низкосортных местных углей и сланцев —
выработка высококалорийного газа для
электростанций с парогазовыми
блоками или газовыми турбинами, которые
могут работать при переменной
нагрузке и благодаря этому выполнять роль
«полупиковых» и «пиковых»; это
газификация углей и других топлив в
газогенераторах малой мощности — для
удовлетворения потребностей
предприятий в газовом топливе.
Во всех случаях в любой из
перечисленных схем сначала необходимо
получить так называемый синтез-газ —
смесь окиси углерода и водорода, по
возможности свободную от
балластирующих газов — азота, двуокиси
углерода, кислорода, водяного пара.
Поэтому процесс должен идти практически
без доступа воздуха, то есть на паро-
кислородном дутье.
Это — главное требование,
предъявляемое к плазменной газификации
твердого топлива. Для его выполнения нет
принципиальных препятствий.
Кислородное дутье вполне доступно —
созданные академиком П. Л. Капицей
установки с турбодетандером для получения
кислорода из воздуха выпускаются в
нашей стране серийно и вполне надежно
работают достаточно долгое время, их
останавливают на профилактический
ремонт через полтора-два года. Что же
касается нежелательного балласта, то
появление в синтез-газе примесей С02,
02, Н20 практически исключено благо-
20

даря достаточно высокой температуре
процесса — не ниже 1100—1200° С.
По условиям термодинамического
равновесия системы уголь — газ
концентрации примесей близки к нулю уже при
температуре около 1000° С — этот
важный результат был получен
теоретически Е. И. Самуйловым в ЭНИНе им.
Г. М. Кржижановского и
экспериментально подтверждай Г. Н. Худяковым на
лабораторном плазмотроне мощностью
50 кВт.
Таким образом, применение плазмы
для газификации твердого топлива, в
том числе сибирских углей,
принципиально вполне возможно. Посмотрим,
сулит ли такая возможность
сколько-нибудь существенные выгоды. А для
этого вспомним традиционный способ
газификации, которую до сих пор ведут
в классическом слоевом генераторе.
Вот как работает слоевой генератор.
Куски топлива движутся сверху вниз,
воздух поступает снизу вверх. Вначале
он проходит слой шлака и несколько
нагревается. Затем подогретый воздух
попадает в зону горения и газификации
топлива. Полученная смесь газов (СО,
С02, N2, 02) поднимается вверх,
подогревая последующие слои угля.
Содержащиеся в твердом топливе летучие
соединения возгоняются. Но сначала уголь
или торф подсушиваются, теряют влагу,
и в газовую смесь попадает водяной
пар. Газ загрязняется также мелкими
частицами уносимого топлива. Все это
ухудшает качество газа, осложняет его
транспортировку по трубам к
установкам-потребителям: смолы и твердые
частицы могут выпадать на стенки и
забивать трубопровод. Поэтому газовую
смесь, которую получают в классических
газогенераторах, приходится промывать
водой в скрубберах. В результате
теплотворная способность газового
топлива падает еще больше, калорийность
получаемого газа редко превышает
1000—1200 ккал/м3. К этому надо
добавить большие потери тепла со
шлаком и уносом и связанный с теплопоте-
рями весьма невысокий к. п. д. — всего
лишь 40—50%. Наконец, нельзя не
сказать о низкой производительности
слоевого газогенератора — несколько тонн
твердого топлива в час.
Тем не менее слоевые газогенераторы
такого типа сыграли большую роль.
Именно они долгое время
обеспечивали газовым топливом многочисленные
промышленные печи. Установки
газификации угля совершенствовались, были
созданы газогенераторы, работающие
под давлением; у них был несколько
выше к. п. д., а производительность по
углю достигала 30 т/ч. Однако в связи
с широким использованием природного
газа производство газа из твердого
топлива с помощью газогенераторов
значительно уменьшилось и сохранилось
лишь у потребителей, которые по
местным условиям не могут получать
относительно дешевый и вместе с тем
высококалорийный природный газ.
Сейчас положение с
топливно-энергетическими ресурсами изменилось.
Чтобы решить поставленную партией
задачу — освоить богатейшие запасы
сибирских углей, необходимо вновь
уделить большое внимание газификации
твердого топлива. Разумеется, сегодня
не может быть и речи о возврате к
морально устаревшим техническим
принципам переработки угля в газ и
жидкое горючее. И плазменная
технология — с ее высоким к. п. д.,
большой производительностью, прекрасным
качеством получаемых продуктов —
представляется особенно
перспективной. Расскажем о ней подробнее.
Плазменный генератор для газификации
угля представляет собой обычную
топочную камеру. Только вместо горелок
на стенках камеры установлены
плазменные реакторы с плазмотронами.
В каждом из плазмотронов смесь
водяного пара и кислорода нагревается
с помощью электрического газового
разряда до температуры в среднем около
3000° С. Горячие газовые струи в
реакторе сливаются в раскаленный факел.
В этом факеле угольная пыль,
поступающая в реактор, с большой скоростью
газифицируется — образуется синтез-
газ (СО + Н2), который выходит в
топочную камеру со средней температурой
1100—1200° С. Как и в обычной
котельной установке, в камере и газоходах
газ охлаждается примерно до 100° С,
улавливаются шлак и зола.
Мощность плазмотронов легко
регулировать, изменяя силу тока в цепи.
Поэтому в газогенераторе можно
автоматически поддерживать температурный
режим на заданном оптимальном уровне
даже при неизбежных в эксплуатации
изменениях качества
перерабатываемого топлива. С помощью плазмотронов
достаточно просто изменять мощность
газогенератора, пускать его в работу
после плановых или вынужденных
остановок. В этом смысле плазменный
газогенератор несравненно удобнее в
эксплуатации, нежели классическая пы-
леугольная топка. Можно смело
утверждать, что мощность по углю
плазменного генератора будет не ниже
мощности современных пылеугольных то-
21

t
и
■
электроэнергия
водяной пар,воздух
угольная пыль
*
1
▼ 1
-** ч г, »-
2 '
оарE4(ГС)
г
* * 1
V J
I
1200*С
^р» пни8
р 130°С w
ь >~
CO+H2+H2S
300°С
Плазменный газогенератор представляет собой
топочную камеру (I), на стенках
которой установлены плазменные реакторы
B) с плазмотронами C). В плазмотронах
с помощью электрического газового
разряда разогревается смесь водяного
пара и кислорода. Горячие газовые струи
плазмотронов вдуваются в реактор,
сливаясь в раскаленный факел. В реакторы
поступает угольная пыль. Здесь
она газифицируется, а газы
выводятся из камеры газогенератора —
на охлаждение и очистку. 4 — сепаратор
угольной пыли, 5 — пароперегреватель,
6 — подогреватель воздуха,
7 — энергоустановка для питания
плазмотронов, 8 — подготовка топлива
пок — до 500 т/ч. Для массовой
переработки углей в высококалорийный
метан или углеводородное жидкое
топливо, скорее всего, выгоднее будет
использовать плазменные газогенераторы
большей единичной мощности.
Для питания плазмотронов такого
высокопроизводительного газогенератора
потребуется электрическая мощность
100—150 МВт. Если использовать
плазменные реакторы мощностью около
1500 кВт, на стенках камеры придется
установить примерно 80 таких
реакторов. Мы уже говорили, что из-за эрозии
электродов плазмотроны нуждаются в
периодическом ремонте, но когда
реакторов десятки, их можно ремонтировать
поочередно, не останавливая
газогенератор и даже не изменяя его мощности.
Итак, плазменная газификация угля —
вещь вполне реальная, даже в крупных
промышленных масштабах". И
технические проблемы, связанные с
ограниченным ресурсом плазмотронов из-за
эрозии электродов, тоже разрешимы.
Возникает следующий вопрос: насколько
велики преимущества плазменной
технологии по сравнению с существующей?
Полученный синтез-газ необходимо
очищать от сероводорода. Но это
значительно легче, чем избавляться от
окислов серы, непременной составляющей
отходящих газов пылеугольных
котельных. Технология удаления сероводорода
из газовых смесей освоена и
применяется в крупных масштабах на
Оренбургском газовом месторождении для
очистки природного газа—она проще и
экономичнее всех известных методов осво-
бождения от S02 и S03' Кроме того,
пылеугольные котельные дают
примерно в пять раз больше отходящих газов,
чем плазменные газогенераторы.
Большая единичная мощность
плазменного газогенератора и возможность
простой очистки газа от сернистых
соединений в наибольшей мере могут
определить перспективность плазменной
газификации для массовой
переработки сибирские углей. Это главные
преимущества новой технологии. Но не
единственные.
По-видимому, газогенератор большой
единичной мощности на чисто
кислородном дутье, но без плазмотронов
едва ли вообще сможет эффективно
работать — прежде всего из-за
неравномерности температурного поля, в
результате которой снижается качество
получаемого газа: больше
балластирующих примесей (С02, 02г N ), больше
трудноудаляемых окислов серы.
Правда, по зарубежным данным, в
газогенераторах с кипящим слоем и
кислородным дутьем температурное поле
22

достаточно однородно. Но тут
появляются другие проблемы, существенно
ограничивающие единичную мощность
агрегата. Одна из них состоит в том, что
в нем довольно трудно форсировать
режим — из-за уноса мелких частичек
топлива потоком газа, движущимся
через кипящий слой снизу вверх. Весьма
сложно также более или менее
равномерно распределить поступающее
топливо по слою, вывести шлак и золу.
Во многом все эти трудности и
проблемы известны по опыту работы
котельных топок с кусковым сжиганием
топлива в слое. Их мощность по топливу
ограничена довольно низким пределом ->-
около 15 т/ч. А в современных пыле-
угольных топках паровых котлов
сжигается, как мы уже знаем, до 500 т угля
в час. Примерно на такой же или даже
вдвое больший скачок
производительности можно рассчитывать при переходе к
плазменной газификации угольной пыли.
И вот что особенно важно: благодаря
высокой температуре плазмы
газификация угольной пыли заканчивается в
основном в самом реакторе, поэтому унос
практически исключен. Несколько иная
ситуация характерна для газификации
сланцев и окисленных углей. В этом
случае необходимая для проведения
процесса температура 1200°С вряд ли
достижима — это связано с затратами
большого количества тепла на
разложение С02 и на нагрев золы.
Следовательно, необходим дополнительный
подвод тепла от внешнего источника.
Таким источником может быть
плазмотрон.
При плазменной газификации на
кислородном дутье сланцев Каш пи р-
ского месторождения (калорийность
1940 ккал/кг сухого топлива)
необходимо затратить 180 кВт электроэнергии
на тонну исходного топлива. Учитывая,
что плазменная технология дает
возможность перерабатывать низкосортное
топливо, а также многозольное топливо —
вплоть до отходов углеразработок — и
получать при этом очищенные от серы
высококалорийный газ или жидкое
горючее, такие затраты энергии на работу
плазмотронов никак нельзя считать
чрезмерными.
Таким образом, к. п. д. плазменной
газификации приближается к 90%. Его
можно еще повысить, если питать
плазмотроны энергией атомных
электростанций. Актуальность такого решения,
позволяющего экономить органическое
топливо, не раз отмечал президент
АН СССР академик А. П. Александров.
Эффективность плазменной
газификации может быть еще выше, если
полностью перейти на чисто паровое дутье.
При разложении водяного пара на
кислород и водород синтез-газ
обогащается водородом, в результате растет его
теплотворная способность. Разумеется,
плазменная газификация топлива на
электроэнергии АЭС возможна лишь
в том случае, если эта энергия в
избытке. Другими словами, процесс
выгоднее всего вести ночью, в
праздничные и выходные дни. А плазменные
газогенераторы, с их гибкостью,
способностью работать периодически с разной
нагрузкой, как нельзя лучше .подходят
для этого. Возможность перерабатывать
низкосортное топливо в периоды, когда
атомные электростанции недогружены,
когда их энергию необходимо
аккумулировать, представляет особый интерес.
Ожидаемые технико-экономические
показатели плазменной газификации углей
Канско-Ачинского месторождения
весьма обнадеживают. При производстве
метана в плазменном генераторе
капитальные затраты (на производство
тонны условного топлива в год) составят
около 75 руб/тут, а с учетом
транспортировки в Центр по трубопроводам —
около 110 руб/тут. Канско-Ачинский
уголь достаточно дешев — в среднем
10 руб тут. Эксплуатационные расходы,
связанные с плазменной газификацией
топлива и передачей газа по
трубопроводам в Центр, составят примерно
16 руб/тут. Так что в Центре метан,
полученный плазменной газификацией
сибирского угля, будет не дороже
26 руб/тут. Заметим, что сейчас в
системе Мосэнерго используют топливо
себестоимостью от 16 до 25 руб/тут.
Значит, предлагаемая схема вполне
реалистична.
Что касается плазменной переработки
сибирских углей в жидкое
углеводородное топливо, то и здесь нет никаких
противоречий с экономикой. По
расчетам, такое топливо в Центре обойдется
в 35 руб тут. Обычное топливо из нефти
(напомним, что на мировом рынке она
стоит уже больше 200 долларов за
тонну) вряд ли дешевле.
Мы затронули здесь лишь, самые
общие технико-экономические вопросы
плазменной газификации твердого
топлива и убедились, что дело это
перспективное. Что же касается технологии
переработки углей и сланцев в газ и
жидкое топливо, режимов работы
плазменного реактора и газогенератора в целом,
конструкций специальных
плазмотронов — над всем этим еще предстоит
работать.
23 €

Очень быстрый,
очень
чувствительный
метод
В Гомеле, в Институте
механики металлополимерных
систем АН БССР,
разработан метод быстрого опреде
ления защитной способности
полимерных покрытий. Суть
метода и причина его
высокой чувствительности — в
создании искусственного
дефекта покрытия,
использовании агрессивной среды и
применении интерференции
для обнаружения дефекта.
На испытываемую
полимерную пленку A)
напыляют тонкий слой металла B).
Затем на поверхности
образца (с неметаллизированной
стороны) с помощью
специального устройства,
напоминающего микрометр,
выдавливают ямку C). Глубина
дефекта должна составлять
от трети до двух третей
толщины пленки. При этом
деформируется не только
полимерное покрытие, но и
слой металла. Образец
закрепляют в ячейке D) из
неэлектропроводного
материала, заполненной
раствором электролита E). Для
ускорения диффузии ионов
к дефекту на ячейку с
помощью двух электродов F и
7) подают напряжение.
Дефект (со стороны
металлического покрытия)
нетрудно обнаружить с помощью
интерферометра — по
изгибу интерференционных
полос. А момент, когда
полимерный образец
разрушается и электролит вступает
в контакт с металлом, легко
определить по внезапному
Ячейка для
экспресс-определения
защитной способности
полимерных покрытий
изменению
интерференционной картины: она как бы
размывается.
Этот метод позволяет в
десятки раз ускорить испытания
полимерных покрытий. И он
не сложен, вполне доступен
в производственных
условиях.
Г. АНДРЕЕВА
«Лакокрасочные материалы
и их применение», 1981,
№ 2, с. 35, 36
Как сберечь трубу
Есть много надежных
способов защиты от коррозии, но
все эти антикоррозионные
бастионы воздвигаются
обычно лишь на готовом изделии,
на готовой машине. А от
металлургического до
машиностроительного завода
металл следует
беззащитным, беззащитным он
остается на складах, и атмосфер-'
ная коррозия успевает
сделать свое черное дело.
Правда, в некоторых
случаях, например на
судостроительных заводах, сталь
подвергают дробометной
очистке, а потом покрывают
специальным грунтом, который
полгода — год защищает
металл от коррозии. Можно
грунтовать перед
перевозкой, перед долгим
хранением и трубы, особенно из
углеродистых сталей. Но, к
сожалению, никак нельзя
рекомендовать
предварительную грунтовку самой
опасной в коррозионном
отношении внутренней
поверхности труб — ведь
неизвестно, для какой жидкости или
газа эти трубы
предназначены. А как в таком случае
защищать их изнутри?
Для антикоррозионной
защиты внутренней
поверхности, труб обычно применяют
различные ингибиторы
коррозии: нелетучие, которые
наносятся на поверхность
металла или вводятся в
жировые смазки (NaN02 и
другие), и летучие, или паро-
фазные (например, ИФХАН).
Обычно летучие
ингибиторы распыляют, однако при
этом не всегда удается
контролировать равномерность
покрытия всей внутренней
поверхности. В случае
применения парофазных
ингибиторов удобнее поступать
иначе: расчетное количество
вещества поместить в
сетчатую корзинку, которая
вместе с заглушкой вводит-
2 3 1
Для антикоррозионной
защиты внутренней
поверхности
трубы A) один
из ее концов закрывают
заглушкой B) с
сетчатой корзинкой C),
наполненной парофазным
ингибитором коррозии
ся в трубу. Такая
антикоррозионная защита позволяет
уменьшить затраты,
связанные с очисткой внутренних
поверхностей труб перед
монтажом, свести к
минимуму коррозионные потери,
увеличить надежность
агрегатов.
Доктор * технических наук
А. А. ХОНИКЕВИЧ
24

Долгая жизнь
мощного
аккумулятора
Один из главных
недостатков химических источников
тока — саморазряд, который
в значительной мере
обусловлен коррозионными
процессами. Из-за коррозии
электродов снижается ЭДС
и рабочее напряжение
химических источников тока,
сокращается срок их службы
и хранения, уменьшается
степень использования активных
масс. Всего этого можно
избежать, применяя
ингибиторы коррозии — для каждой
электрохимической системы
свои. Например,
саморазряд цинкового электрода в
сернокислотном свинцово-
цинковом элементе
значительно уменьшается, а срок
хранения этих элементов в
залитом состоянии в
несколько раз увеличивается в
присутствии сульфата тетрабу-
тиламмония. Подобный же
эффект дают добавки
аскорбиновой кислоты и
некоторых монокарбоновых кислот
(по крайней мере с двумя
этаноламидными
радикалами). Введение
комбинированной добавки (органическое
вещество и соль тяжелого
металла) в электролит
увеличивает время разряда
втрое.
Действие ингибиторов
нельзя сводить лишь к
уменьшению скорости коррозии.
Они влияют и на
морфологию электродов, что
особенно важно для источников тока
многоразового действия, то
есть для аккумуляторов, в
которых используются
губчатые электроды,
обладающие высокой удельной
поверх ностью. При зарядах и
разрядах электроды
уплотняются, изменяется их форма,
в результате сокращается
число рабочих циклов,
уменьшается емкость источника.
Применение ингибиторов
(полиэтоксилированных
алифатических и фенольных
гидроксильных соединений),
адсорбирующихся при
потенциалах заряда свинцовых
электродов, позволяет
сохранить губчатую структуру,
предотвратить потери
емкости.
Во время заряда
аккумуляторов нередко
образуются металлические дендриты;
это приводит к коротким
замыканиям и к выходу
источника тока из строя.
Образование и рост дендритов
можно остановить, если
вводить в электролит
ингибиторы: соли свинца, некоторые
бромиды и иодиды.
Для создания новых, более
совершенных источников
тока нужны не только новые
электродные материалы, но
и новые электролиты, как
правило, более агрессивные,
чем используемые ныне.
Например, при анодном
растворении цинка в кислых и
щелочных растворах при
тех же потенциалах удается
получить значительно
большие токи, нежели в солевых
электролитах. И эта задача
может быть, по-видимому,
решена с помощью
ингибиторов коррозии.
Кандидат технических наук
И. И. ПОТАПОВ
«Защита металлов»,
1981, № 2, с. 147
Осмотическая
электростанция...
Под действием сил осмоса
солевой раствор проникает
через мембраны и
поднимается вверх по трубкам.
Жидкость собирается в
резервуаре и оттуда падает на
турбину. Использовать осмос для
выработки электроэнергии —
идея новая и несколько
неожиданная. Но кто знает,
может быть, будут и
осмотические электростанции.
«The Financial Times»,
1981, № 28424, с. 11
...и электростанция
на дороге
Следуя своим маршрутом,
автомобиль наезжает на
металлический брусок, уложен-
ны й в дорожное покрытие.
Брусок опускается и
выдавливает из резиновой камеры,
которая спрятана под
полотном, жидкость. По
подземным трубам эта жидкость
поступает к маховику,
который связан с
электрогенератором. Подсчитано, что
автомобиль может «выжать» из
такого устройства 1,5 кВт-ч
электроэнергии. Но ведь
автомобилей много!
«Science Digest»,
1981, № 4, с. 29
Что можно
прочитать
в журналах
О развитии производства
основных мономеров для
синтетического каучука
(«Журнал Всесоюзного
химического общества имени Д. И.
Менделеева», 1981, № 3, с. 252—
258).
О незапотевающих
покрытиях для оптических элементов
(«Пластические массы», 1981,
№ 6, с. 55, 56).
О новом электрофильтре
большой
производительности («Цветные металлы», 1981,
№ 6, с. 50—53).
Об определении
направления и скорости движения
частиц аэрозоля
(«Заводская лаборатория», 1981, № 6,
с. 69—71).
О роли комплексных
соединений в технологии
разделения циркония и гафния
(«Химическая технология», 1981,
№ 3, с. 10—18).
О новых методах
переработки природных и попутных
газов («Газовая
промышленность», 1981, № 5, с. 30—
32).
О лакокрасочных покрытиях,
стойких в сточных водах
(«Лакокрасочные
материалы и их применение», 1981,
№ 3, с. 53, 54).
О биохимической очистке
сточных вод с высоким
содержанием рода ни до в
(«Кокс и химия», 1981, № 6,
с. 48—50).
О высокопроизводительной
флотационной установке для
очистки сточных вод
(«Химия и технология топлив и
масел», 1981, № 5, с. 51—55).
25

Проблемы и методы
современной науки
О пользе царапин,
или что такое
диатаксия
Доктор геолого-минералогических наук
И. И. ШЕФТАЛЬ,
кандидат физико-математических наук
В. И. КЛЫКОВ
Наш рассказ — о методе выращивания
монокристаллических, в том числе
полупроводниковых, пленок. Методе очень
эффективном, новом и сравнительно
простом. Главное в нем тог что пленка, в
частности кремниевая, может быть выращена
на любом материале —
кристаллическом или аморфном, если на его гладкую
поверхность определенным образом
нанесена тонкая паутина пересекающихся
царапин. Впрочем, расскажем все по
порядку.
Ключевой элемент истинно современной
технологии — многочисленные
устройства, объединяемые одним словом —
микроэлектроника. Микросхемы все шире
применяют во всех областях
производства. Рационализация с помощью
микросхем охватывает в первую очередь
научные исследования, основанные на точном
расчете, а также измерения,
конструирование, конторское и банковское дело.
Напомним, что вычислительные
машины первого поколения состояли из
десятков и сотен тысяч радиоламп и занимали
огромные залы. Сейчас компьютер с
небольшую плитку шоколада потребляет
энергии гораздо меньше электрической
лампочки, а считает куда скорее, чем
старые ЭВМ. Наряду с прежними он решает
и множество новых задач. Он
несравненно более надежен, а стоит в тысячи раз
дешевле. Важную роль в создании таких
компьютеров (и методов их
изготовления) сыграли эпитаксиальные
полупроводниковые пленки.
Что такое эпитаксия? Еще недавно эпи-
таксиябыла чисто минералогическим
понятием. Так называлось закономерное
срастание двух различных кристаллов.
Однако в середине 50-х годов в
электронике появился и вскоре занял
доминирующие позиции метод пленочной
полупроводниковой автоэпитаксии. В чем его
суть? В сращивании двух слоев одного и
того же вещества, отличающихся только
примесями.
На пластинку монокристаллического
кремния (или германия) толщиной около
0,3 мм, выполняющую чаще всего роль
механического фундамента
интегральной схемы — основы компьютера,
наращивают еще более тонкую, менее 0,1 мм,
монокристаллическую пленку того же
вещества. Но в нее, эту пленку, введены
примеси, изменяющие нужным образом
электрические свойства. В ней-то и
совершаются потом тонкие электронные
процессы.
Применяя микрогеометрические
методы обработки — фотолитографию,
диффузию, окисление, избирательное
травление, ионное легирование —
превращают пленку в интегральную схему.
На одном ее квадратном миллиметре
создаются тысячи крохотных
взаимодействующих активных участков. Они
соединены в определенном порядке: одни —
простым соприкосновением, другие —
паутинкой напыленных контактов. Третьи
же, напротив, изолированы от соседей.
По микроцепям и расходятся
подаваемые от батареи (или сети) импульсы
электрического тока.
Важно, что электрические колебания
распространяются в пленке без
взаимных помех, как (это заметил еще
Леонардо да Винчи) круги на воде от двух
одновременно брошенных в нее камешков.
Круги встречаются, проникают друг в
друга и вновь разделяются, будто и
не было встречных помех. Так же и в
микросхеме. Но кроме того, каждый
активный участок воздействует на исходящие
из него электрические колебания строго
определенным образом. Диоды их
выпрямляют, транзисторы — усиливают,
сопротивления — ослабляют и т. д.
Есть в интегральной схеме и блок
памяти, который хранит полученные
результаты и позволяет извлечь их в любой
момент, проявить на световом
индикаторе. Или — стереть, когда они
перестают быть нужными.
26

Схемы работают практически
безошибочно, очень надежно, с фантастической
быстротой. Многопроцессорные
компьютеры считают, например, со скоростью
500—800 миллионов операций в секунду.
Массовое изготовление интегральных
схем автоматизировано.
Таков итог примерно двадцатилетней
работы исследователей, конструкторов и
инженеров всего мира,
совершенствовавших полупроводниковые автоэпитак-
сиальные пленки для изготовления
интегральных схем. К 1980 году ежегодное
мировое производство
полупроводникового кремния для интегральных схем
превысило 3000 тонн — больше всех других
синтетических монокристаллов вместе
взятых.
Помимо автоэпитаксиальных пленок на
кремниевых и германиевых подложках
для изготовления некоторых
интегральных схем используют подложки из
синтетических монокристаллов сапфира,
граната, арсенида галлия, фосфида индия.
Это уже не автоэпитаксия, а полный
аналог природной эпитаксии —
закономерное срастание двух монокристаллов
разного состава.
Возвращаясь к автоэпитаксии,
заметим, что, хотя она сыграла огромную
роль в производстве интегральных схем
и развитии автоматики, необходимость
строгого структурного соответствия
пленки с подложкой было и продолжает
оставаться часто непреодолимым
препятствием для развития «тонкослойной»
микроэлектроники. Сложно получить,
например, монокристаллическую
подложку площадью в квадратный метр.
Сложно и создание «многоэтажных»
схем, когда поверх пленки можно было
бы нарастить еще один
монокристаллический слой и образовать, например,
«трехслойный пирог», работающий как
одно целое.
Эти ограничения и призвана устранить
искусственная, или рисованная, эпитак-
сия, она же диатаксия — новый метод
выращивания пленочных интегральных
схем, впервые созданный в нашей стране.
Греческое «таксис» означает
упорядоченность, порядок, а приставка «диа»
взята как часть греческого слова
«диаграмма» — чертеж, рисунок. От этих двух
слов и произведен новый термин. О
физической сути диатаксии чуть позже.
Пока же отметим главное ее
техническое преимущество. При диатаксии не
требуется полного структурного и
кристаллографического соответствия между
подложкой и пленкой. Возможно
сочетание двух или нескольких
наращенных друг на друга пленок с
разными физическими и химическими
свойствами. Оптические, механические или
тепловые явления одна
высокочувствительная пленка превращает в
электрические, на которые реагирует другая.
Возможен, к примеру, такой вариант:
одна пленка —оптоэлектронная,
способная превращать излучение в
электрические колебания; вторая —
полупроводниковая; третья же — пьезо-
электрик, преобразующий
электрические колебания в механические. На
подобных сочетаниях может быть основан^
принцип действия приборов, точно
контролирующих ход химических реакций,
следящих за погодой и загрязнениями
среды. Вместо дорогих
монокристаллических подложек диатаксия позволяет
использовать намного более дешевые
поликристаллические и аморфные
материалы — металлы, керамику, стекло.
Нужно только одно: создать у них
очень гладкую поверхность и на ней —
соответствующий микрорельеф. Это
много проще, чем выращивать
подходящие монокристаллы. Отпадает и
проблема размеров.
Можно предположить, что диатаксия
найдет применение и в производстве
солнечных батарей.
Основные закономерности роста
кристаллов хорошо объясняет простая
модель, предложенная более полувека
назад немецким исследователем В. Коссе-
лем и болгарским — И. Странским.
Большой куб кристаллической решетки
последовательно сложен из маленьких
кубиков-атомов. Соседние кубики
соприкасаются гранями, их взаимное
притяжение определяет прочность кристалла в
целом (рис. 1).
Модель роста кристалла
по Косселю-Странскому. Большой
кристалл-куб растет слоями, выбирая
из окружающей среды кубики-атомы. Труднее
всего удержаться на поверхности роста
одиночному атому (положение 1). Когда есть
куда пристроиться (положения 2 и 4), построение
кристалла идет быстрее. И уж совсем легко,
когда начинаются повторимые ходы (положение
3) — кубики сцепляются сразу тремя гранями.
Правда, иногда остаются вакансии E и 6),
но онн быстро «залечиваются»
27

2,
Микрофотографии: кристаллы йодистого
аммония» высадившиеся иа дифракционную
решетку с царапинами, нанесенными
под углом 90° (слева)
и 60° (справа) друг к другу
В ходе послойного роста, после того,
как будет завершен очередной слой,
обычно наблюдается перерыв в
кристаллизации. Он объясняется трудностью
образования островка — зародыша нового
слоя. Одиночный кубик, севший на
большой куб, будет связан с ним лишь одной
гранью. Вот почему одиночные атомы
легко отрываются. А закрепится он
каким-то образом на поверхности, и
следующему кубику уже будет легче:
соединение пойдет по двум граням.
А затем начнутся повторимые ходы —
строительство пойдет быстро до
окончания слоя.
Главная закономерность роста
кристаллов, вскрытая этой моделью, —
последовательные присоединения атомов-
кубиков в положения повторимых ходов.
Из сочетания этой модели с
наблюдениями за ростом монокристаллов из
кристалликов и родилась идея
искусственной эпитаксии, или диатаксии.
Еще в конце сороковых годов один из
авторов этих строк, занимаясь
гидротермальным синтезом кварца, наблюдал:
монокристалл кварца из раствора растет
правильно, присоединяя и
микрокристаллики. То же обнаружилось позднее A954—
1955 гг.) и при получении пленок
кремния из газовой фазы. Это привело к
мысли создать на неориентирующей
подложке рельеф из множества
параллельно расположенных микробарьеров,
образующих углы, равные углу между
двумя определяющими гранями кристаллов.
Появлялись как бы микрогнезда для
повторимых ходов. Срастаясь, севшие в них
микрокристаллики образовали бы
сплошной монокристаллический слой, который
дальше мог бы уже расти
естественным путем.
Были изготовлены перекрестные
дифракционные решетки с 600 штрихами на
миллиметре, либо взаимноперпендику-
лярными, либо пересекающимися под
углом 60°.
На этих решетках вырастали
ориентированные слои кристалликов иодида
аммония NH4I,m вот что интересно: как и
предполагалось, на квадратных
решетках кристаллики высадились в
квадратной ориентации, на 60°-ных — в
гексагональной (рис. 2). Рисованная решетка
управляла ориентацией. Добавили в
раствор поверхностно-активные вещества.
Раствор стал лучше смачивать подложку.
Ориентация улучшилась.
Напечатанная в 1972 г. в
«Вестнике МГУ» статья была первой в мире
публикацией о возможности
ориентированного роста кристаллов на аморфной
подложке с искусственно созданным
микрорельефом.
Необходимо было переводить диатак-
сию в полупроводниковую
промышленность, где монокристаллические пленки
играют такую важную практическую
роль. Но перенос процесса диатаксии в
производственные условия потребовал
нескольких лет работы.
Как кристаллизуется кремний,
получаемый хлоридным методом —
разложением SiCI4 в потоке водорода по реакции:
SiCI4 + 2H2 ->Si| +4HCI
на подложке из полированных пластин
кварцевого стекла?
Микрорельеф на пластинки наносили
28

_t£i
\/^Л/_\Л
ДАЛА/
Микроузоры, примененные для
выращивания кремния методом днатаксин.
Если рисунок состоит из обратнопараллельиых
треугольников (слева), возможно образование
двойниковых кристаллов. Если же сделана
система только параллельных треугольников
углублений (справа), растет
монокристаллическая пленка
При меньших размерах рисунка на подложке
кристаллы ориентируются им лучше.
Микрофотография слева — кристаллик
в ячейке со стороной 10 мкм, справа — 450 мкм.
Во втором случае ориентация кристаллов
нарушена
LAAAA
AAAAi
LAAAA
AAAAi
LAAAA
фотолитографией и травлением.
Наиболее подходящим для кремния и
германия оказался треугольный рисунок
(рис. 3). Простой рельеф из
треугольников ориентирует кристаллики хорошо,
но каждая соседняя их пара оказывается
в обратнопараллельном — двойниковом
положении. А это значит, что пленка не
обладает всеми свойствами однородного
монокристалла. На втором
микрорельефе, у которого все треугольные
углубления прямопараллельны, двойников не
образуется. Получается как раз то, что
нужно.
На дифракционных решетках
кристаллизация велась из растворов. Поэтому и
здесь был выбран такой метод, чтобы
кристалл рос именно в растворе.
Использовали явно не традиционный, но
хороший растворитель. Им служил ничтож-

ный по толщине слой золота или
серебра, который напыляли на микрорельеф.
При высокой температуре необычный
растворитель плавился. Пары и
микрочастицы кремни-я, проносящиеся в
потоке водорода над пластинкой,
растворялись в нем. Образовывался
пересыщенный раствор кремния в золоте или
серебре, и из него начинали расти кремниевые
кристаллы в виде плоских треугольных
пластинок. Ориентируемые одинаково
во всех ячейках, они в дальнейшем сра-
Диатаксиальный рост кремниевой пленки
на подложке из кварцевого стекла.
В том и состоит особая привлекательность
метода диатаксни, что полупроводниковые
пленки для интегральных схем можно
выращивать на доступных поликристаллических
н аморфных подложках
Если раствор сильно пересыщен,
вместо правильных монокристалликов растут
чендриты — красивые, но пока бесполезные
30
стались в сплошной
монокристаллический слой. Переход вещества из одних
ячеек в соседние происходил свободно.
По их вершинам оставлены проходы —
стороны ячеек не доведены до
пересечения. Как выяснилось, оптимальные
размеры ячеек 10—20 мкм, глубина 0,5—
0,8 мкм.
В более крупных ячейках (рис. 4)
образуется по нескольку неориентированных
кристалликов.
Воспроизводимо получены монослои
кремния площадью до 15 мм2.
Механизм ориентации и оптимальные
условия получения
монокристаллических слоев вряд ли стоит подробно
обсуждать в популярной статье. В целом,
ориентация растущего в растворе
кристаллика объясняется и микроблочным
механизмом роста, и капиллярными
силами. Опыты показали, что кристаллики
ориентируются микрорельефом и без
растворителя, но хуже.
Оптимальный режим, т. е.
оптимальные температура и степень пересыщения
раствора, для разных веществ разные.
В случае кремния повышение
температуры и уменьшение пересыщения раствора
приводят к увеличению площади
монослоя и делают его более совершенным.
Плотность дислокаций— нарушений
кристаллической решетки у пленок из
кремния, выращенных методом д и атаке и и на
кварцевом стекле (рис. 5), на два-три
порядка ниже, чем в таких же эпитаксиаль-
ных пленках на сапфировой подложке.
При большом пересыщении на
подложках возникает дендритный рост пленки
(рис. 6).
За рубежом первая статья об
ориентации кристалликов KCI искусственным
микрорельефом появилась в 1978 г.
Один из ее авторов, профессор Г. Смит
лет за десять до этой публикации
заметил высадившиеся на незаметных
царапинах ветрового стекла автомобиля
кристаллики льда. Это привело его к
мысли сделать сеть из очень тонких
параллельных царапин с профилем,
подобным профилю атомных рядов
определенной ориентации. Такой точный
профиль получить сложно.
Мы не случайно в начале этого рассказа
уделили много внимания автоэпитакси-
альным пленкам, положившим начало
технологии интегральных схем.
(Пионерами их получения были советские
ученые.)
Можно надеяться, что искусственная
эпитаксия — диатаксия — даст будущим
стадиям развития микроэлектроники не
меньше, чем дала пленочная
автоэпиксия электронике наших дней.

Волокно:
анфас и профиль
КАЛКиИНМ
Начну с новостей почти годичной
давности.
В декабре прошлого года
всесоюзное радио передало: в сети большого
рыболовного траулера,
промышлявшего у берегов Англии, попалась
подводная лодка, двигавшаяся встречным
курсом. Соревнование двигателей
закончилось в пользу субмарины: траулер
пошел задним ходом, хотя собственный
винт гнал его вперед. Капитану ничего
не оставалось, как дать команду рубить
трал.
Для нас в этой истории интересен
прежде всего тот факт, что трал
выдержал противоборство судовых
двигателей! Так велика прочность волокон,
по-видимому, синтетических, из которых
был сделан этот трал.
А спустя несколько дней в Тбилиси
на Совещании академиков-секретарей,
представителей химических отделений
Академии наук СССР, академий наук
союзных республик и некоторых
промышленных министерств я впервые
услышал о высокопрочных и
высокомодульных волокнах как одном из самых
значительных достижений
отечественной химии в прошлой пятилетке.
Однако подробностей тогда сообщено
не было.
Спустя почти полгода, в конце мая,
в городе Калинине открылся 111
Международный симпозиум по химическим
волокнам. В программе одного из
пленарных заседаний симпозиума значился
доклад директора Всесоюзного научно-
исследовательского института
синтетических волокон (ВНИИСВ) профессора
А. С. Чеголи «Высокопрочные и
высокомодульные волокна из гибкоцепных
полимеров».
Собственно, за рассказом об этих
сверхволокнах я и выехал в город на
Волге. * Однако в репортаже с
симпозиума о них больше не будет ни слова:
31

статью на эту тему «Химия и жизнь»
намерена напечатать в одном из
ближайших номеров. Здесь же —
несколько фактов, рассуждений, высказываний,
почерпнутых из других докладов и
сообщений симпозиума и смётанных, как
говорят швейники, на живую нитку.
ЧЕГО ЖДАТЬ
И ЧЕГО НЕ ЖДАТЬ
Полимер — волокно — нить — ткань —
изделие. Пять этапов превращения
никому почти не интересного вещества
в нечто вещное, полезное многим.
Чего ждать и чего не ждать от этих
Превращений? Вопрос сугубо
потребительский — шкурный, если хотите.
Так уж мы устроены, что собственная
шкура защищает нас от внешних
воздействий не слишком хорошо — без
одежды, обуви, крыши над головой мы
долго не протянем. А для всех этих
жизненных реалий химические волокна
сегодня совершенно необходимы. Они
и сейчас,
«и в перспективе являются практически
единственным источником прироста текстильных
материалов».
Это слова из выступления заместителя
председателя Совета Министров СССР
Л. А. Костандова на открытии
симпозиума.
«Особую остроту приобретает сейчас
проблема получения волокон, по своим
гигиеническим и эстетическим свойствам
максимально приближающихся к натуральным,
обеспечивающих комфортность изделий и
удовлетворяющих требованиям современной моды»
(оттуда же).
Это, так сказать, постановка задачи
с государственных и чисто
человеческих позиций. Но как достичь
желаемого?
Способов воздействия на свойства
волокон много. Это, в частности,
знакомая каждому (по собственному опыту
общения с химчисткой) пропитка тканей
и изделий всевозможными препаратами.
Более радикальные приемы — сополи-
меризация двух волокнообразующих
мономеров или привитая
полимеризация, по смыслу близкая к прививке
растений. На «ствол» полимерной
молекулы прививается «почка» —
функциональная группа. Могут
одновременно (или последовательно) прививаться
несколько групп — носителей разных
свойств, и тогда образуются уже не
химические кентавры или, скажем,
зубробизоны, а что-то вроде «ухо —
горло — носа»... Чем больше составляющих,
тем больше вариантов. 6 принципе
достижимо почти бесконечное
разнообразие свойств и безусловно
достижимо исправление дефектов, заложенных
в природе полимерных нитей.
Вряд ли нужно напоминать о многих
очевидных достоинствах найлона и
капрона — тканей, сделанных из
волокнообразующих полиамидов. И тем
не менее во многих случаях жизни
капрон и найлон нам несимпатичны:
«дышат» плохо, гигроскопичность
близка к нулю, блеск вроде стеклянного, а
не шелкового. Помогают в какой-то
степени избежать этих неприятностей
процессы текстурирования, т. е.
превращения гладкой нити в пушистую. На
специальных машинах делают волокнам
нечто вроде химической завивки
(точнее, физико-химической), и вот уже
отдельные волоконца, составляющие
нить, не могут плотно прижаться одно
к другому, и вместо гладкой-гладкой,
плотной, воздухонепроницаемой
болоньи из того же капрона получается
достаточно пористый эластик.
Это старый, почти хрестоматийный
пример, но проблема прочной и
надежной завивки капронового, и не
только капронового, волокна
продолжает оставаться актуальной: текстуриро-
ванные волокна по-прежнему очень
нужны. Для разных целей, разных
тканей и изделий.
Закрепить форму завитков
(текстильщики говорят «извитков») обычно
помогает термокамера. Прошла
закрученная нить через термошкаф, где
температура за двести, и после этого,
как нить ни раскручивай, завитки на
полиамиде останутся. Скорости
крутильных машин растут, и вот уже
термошкаф тормозит дальнейший рост
скоростей, а следовательно, и
производительности труда. Или не успевает нить
пройти нужные превращения за те
секунды, что находится она под
тепловым воздействием, или температуру
надо устанавливать такую, что процессы
деструкции в полимере принимают
опасный размах.
Участники симпозиума по
химическим волокнам теперь знают, как эту
трудность преодолеть. Специалисты из
Каунаса попробовали заменить
термошкаф углекислотным лазером —
получили интересные результаты. Частный
пример решения практических задач с
помощью новейшей техники,
основанной на фундаментальных
исследованиях...
Другой пример такого рода. Группа
специалистов из ВНИИСВ предлагает
влиять на свойства синтетических воло-
32

кон с помощью низкотемпературной
плазмы, добиваясь при этом повышения
гидрофильности (влаголюбивости)
волокон.
«На 2—3 порядка по сравнению с исходным
увеличивается суммарная скорость влаго-
переноса в синтетических тканях, что в
некоторых случаях превышает скорость влаго-
переноса в натуральных волокнах... Не
является исключением и известное своей
гидрофобное тью полипропиленовое волокно»
(Ю. И. Митченко с соавторами).
О ПОЛИПРОПИЛЕНЕ —
НЕСКОЛЬКО ПОДРОБНЕЕ
О том, что этот известнейший полимер
можно смело отнести к числу волокно-
образующих, узнали сравнительно
недавно — 20 лет назад. Первое
полипропиленовое волокно специалисты
итальянской фирмы «Монтекатини» получили
лишь в 1960 г. Довольно скоро
полипропиленовые волокна начали
использовать вместо грубых натуральных
волокон, в частности джута —
традиционного материала корабельных канатов.
Подкладку — основу ковров тоже стали
делать из полипропилена. Леска из него
приобрела популярность у рыболовов...
Позже полипропиленовый штапель стал
важным материалом для спецодежды,
прежде всего рабочих химических
цехов.
Достоинства полипропиленового
волокна бесспорны. Это и наименьший
вес из всех волокон, и наивысшая
устойчивость к действию кислот и
щелочей, и чрезвычайно малая усадка.
Любопытно, что в отличие от прочих
волокон полипропиленовые,
электризуясь, приобретают отрицательный
электрический заряд. Таким образом,
комбинируя это волокно с другими,
заряжающимися, как обычно, положительно,
можно добиться полной компенсации
электростатических зарядов...
Сейчас из полипропилена делают
нити наподобие шерстяных и
хлопчатобумажных. 6 смеси с натуральными
волокнами их используют в
производстве предметов ширпотреба.
Себестоимость полипропиленового волокна, по
данным чехословацких специалистов, в
полтора раза меньше, чем полиамидов.
Это отчасти объясняется относительно
малой энергоемкостью производства.
Если принять за единицу затраты
энергии на производство полипропиленовых
волокон, то для производства такого же
количества целлюлозы энергии
потребуется в 1,6 раза больше, полиэфиров —
в 2,1, Полиамидов — в 2,5, полиакрило-
нитрильных волокон — в 3,2. Источники
сырья для производства
полипропиленового волокна известны, доступны.
«Развитие нефтехимии, несмотря на
кризисные явления в области переработки иефти,
отличается все время тенденциями роста»
(М. Ямбрих, И. Дьячик, А. Пиклер (ЧССР)
«Прогресс в производстве
полипропиленовых волокон»).
О том, что полипропилен как
источник волокон и текстильных тканей в
последующие десятилетия будет играть
все большую роль, говорил и профессор
Дрезденского технического
университета 6. Бергер.
И ТУТ НАПОЛНЕНИЕ!
Вернемся к проблеме модификации,
одинаково важной для волокон всех
типов. Среди способов воздействия на
свойства волокон оказалось и
наполнение — прием, традиционный для
технологии резины, термореактивных смол,
а в последнее время и термопластов
(см. «Химию и жизнь», 1979, № 12 и
1981, № 8). Лично мне не приходилось
встречаться с волокнами из
наполненных полимеров до калининского
симпозиума. Впрочем, и там — лишь
теоретически.
Группа специалистов ВНИИСВ
сообщила о волокнах из полиэтилентерефтала-
та, наполненного на одной из стадий
синтеза полимера каолином. Что это
дает? Каолин дешев, легко поддается
измельчению, не вызывает каких-либо
побочных реакций при получении
полимера. Да и плотность волокон при
этом существенно не растет, потому что
кое-где между крупицами наполнителя
есть микропустоты. В этом случае
наполнитель лишь удешевляет волокно и
несколько улучшает внешний вид
полученной из него ткани. Однако это
инертный наполнитель, а в волокно-
образующие полимеры уже пытаются
вводить и активные, в том числе и
сажу, классический активный
наполнитель резиновых смесей. О свойствах
нитей из нейлона, наполненных сажей,
доложили участникам симпозиума
сотрудники Технологического института
из Дели К. Дати, С. Мишра, В. Гупта.
Выигрыш от наполнения довольно
значительный. Конечно, белые воротнички
из такого найлона не сделаешь, но на
многое другое он годится.
Пробуют и более экзотические
наполнители, например продукты
микробиологического синтеза или добавки,
придающие волокнам и тканям
электропроводность. И даже ферменты. Впро-
2 «Химия и жизнь» № 11
33

Так выглядит волокно, наполненное
мелкими частицами сорбента. Волокно
обязательно должно быть микропористым
(это хорошо видно на поперечном срезе),
чтобы полимер как можно меньше экранировал
действие сорбента
Наполненное волокно, построенное совсем
иначе — наподобие бус. В этом случае
пористость не нужна
чем, последний случай — особый.
Здесь скорее происходит прививка, а не
просто наполнение: химически
ферменты чрезвычайно активны.
Ферментосодержащие волокна
интересны прежде всего как своеобразная
форма лекарственных препаратов, но
волокна и ткани с ферментами
перспективны и для пищевой
промышленности — сыроделия, в частности.
* Вводят в волокнистые материалы и
такие специфические вещества, как
сорбенты, прежде всего активированный
уголь. Это позволяет получать
волокнистые фильтры с очень высокой
активностью. Новый технологический
процесс, разработанный во ВНИИСВ,
позволяет вводить в волокнистый материал
равное по массе количество сорбента.
А можно и в несколько раз больше.
Тогда больше и активность.
Если частицы сорбента намного
меньше, чем диаметр волокна, полимерная
основа должна быть пористой — иначе
полимер экранирует сорбент, и тот не
сможет сыграть своей роли. Чтобы этого
не случилось, в волокне, в процессе его
формования, «прорывают»
разветвленную сеть соединенных с
поверхностью микроканалов. Через них и
приходят к сорбенту поглощаемые им
вещества. Через них же они и
вымываются при регенерационной обработке
фильтров соответствующими
реагентами.
Есть, однако, волокна для фильтров,
изготовленные совсем иначе: размеры
частиц наполнителя намного" превышают
диаметр волокна. Частицы висят на
волокне подобно бусинам на нитке.
Как это делается, пока секрет.
Очевидно, при таком расположении частиц
сорбента нет нужды в создании пор.
Заметим, что «бусинами» в этом случае
могут быть крупицы не только угля, но
и ионообменных смол.
«Новые высоконаполненные волокнистые
сорбенты предназначены для санитарной
очистки промышленных газовых выбросов
от токсичных включений, очистки
вентиляционных газов, для создания легких и
комфортных респираторов промышленного и бы- '
тового назначения, для улавливания
разнообразных веществ из жидкостей и т. д.»
(М. С. ЛД еж и ров с соавторами «Новые
высоконаполненные волокнистые материалы с
адсорбционными и ионообменными
смолами»).
РАССМОТРИМ В ПРОФИЛЬ
Большая часть сделанных на
симпозиуме докладов была посвящена
традиционным волокнам — целлюлозным,
вискозным, полиамидным, полиэфирным, поли-
винилацетатным. Почему?
По мнению многих специалистов,
«в ближайшие годы и даже десятилетия,
по-видимому, нельзя ожидать появления
принципиально новых типов
многотоннажных волокон». А старые, казалось
бы, уже изучены вдоль и поперек.
Ан нет1
«В ориентированных полимерных
материалах наряду с анизотропией геометрической
формы и морфологии имеется явно
выраженная анизотропия энергетических
характеристик структуры и микросвойств» (К- Е.
Перепел кин «Анизотропия структуры и
физических свойств волокон»).
Вряд ли нужно подробно объяснять
читателям «Химии и жизни», что
анизотропия — неодинаковость свойств по
разным направлениям. Естественно, что
в силу особенностей строения и
технологии изготовления химические волокна
обладают не одинаковыми свойствами
в продольном и поперечном
направлениях. Когда волокно вытягивают на
вытяжных машинах, ориентация
полимерных молекул идет прежде всего
вдоль волокна. Именно эти «продоль- я
34

ные» свойства для нас важнее всего.
Но рвется-то нить — поперек — где
тонко, там и рвется...
Пока «продольные» свойства волокон
изучены намного лучше, чем
«поперечные». И кстати, вот вопрос: какова
форма поперечного среза
элементарного волокна? Разумеется, круг,
ответит большинство читателей, или
фигура, близкая к кругу.
Правильно. Но нет правил без
исключения, а исключения из правил, как
правило, нам вдвойне интересны.
Посмотрите повнимательнее рисунок
справа: на нем изображены
поперечные срезы некоторых необычных по
форме волокон. Рядом — контуры
фильер, через которые продавливают
струю жидкого полимера, чтобы она
приобрела необычную форму. И это
вовсе не формалистические трюки, а
еще один способ все той же
модификации волокна.
Нити трехлепесткового профиля
оказались очень хороши для трикотажа,
особенно женского. Оказалось, что
блеск таких странных по форме нитей
сродни блеску натурального шелка, и
женщины это моментально оценили...
Сечение двойной ромб позволило
создать на полиамидной основе долго-
живущую и высококачественную
красящую ленту для телетайпных аппаратов.
Она была испытана на работающих почти
непрерывно телетайпах ТАСС и служила
в этих условиях в 15—20 раз дольше
традиционных хлопчатобумажных... Как
человек, часто имеющий дело с
пишущей машинкой, очень хотел бы, чтобы
освоение производства подобных лент
для пишущих машинок не затянулось.
Нынешние — анахронизм: мажут тексты,
мажут руки, служат недолго.
Волокна с поперечным срезом в виде
гантели и гвоздики созданы для лучшей
имитации мехов и натуральных ворсовых
тканей. Испытания их также дали
положительный результат. Получается, что
Иногда необычный профиль волокна позволяет
получить нужные характеристики волокна,
ткани или изделия с наименьшими затратами.
Здесь показаны четыре нетрадиционных
профиля — трехлепестковый, «двойной ромб»,
«гантель» и «гвоздика». Рядом, слева, форма
фильер, позволяющих получать волокно
соответствующего профиля
не только от «поперечных» свойств,
но и от поперечных сечений волокон
зависит довольно многое. Такая вот
поперечина... На живую нитку нужно
теперь смотреть и анфас и в профиль.
В. СТАНЦО,
специальный корреспондент
«Химии и жизни»
К сведению
читателей
В конце будущего года издательство «Наука» предполагает
выпустить третье издание «Популярной библиотеки
химических элементов», основу которой составили публикации
«Химии и жизни» прошлых лет под рубрикой «Элемент
№ ...». Как и второе издание 1977 г., новое издание
выпускается в двух томах объемом около 30 печатных листов каждый.
Просим читателей «Химии и жизни» прислать до января
1982 г. в нашу редакцию замечания по второму изданию
«Библиотеки элементов» и ответить на вопрос: считаете ли вы
полезным, чтобы в новом издании были справочные таблицы
«Константы и свойства», подобно тому как это делается в
нашем журнале в публикациях рубрики «Элемент № ...» в этом
году?
2*
35

Вещи и вещества
Стекло, ситаллы
и шлак
Очень много сейчас говорится и
пишется об охране окружающей среды. И
делается тоже много, прежде всего
химиками. Отходы производства — в
производство! — лозунг и принцип,
характерные для нашего времени.
Эти заметки — о материалах,
полученных из доменных шлаков, прежде
всего, о шлакоситалле. Но сначала
несколько слов о самом шлаке и о ситал-
лах вообще.
ТРИ АБЗАЦА О ШЛАКЕ
Шлаки, как известно, обязательно
образуются при выплавке металлов из руд и
иногда при сжигании твердого топлива.
В состав металлургических шлаков
входит до тридцати различных
элементов, в основном в виде окислов. Главные
из них — окислы кальция, магния,
кремния и алюминия. Доменные шлаки
агрессивны и имеют непостоянный состав.
Выпуск одной тонны чугуна
сопровождается образованием от 400 до 650 кг
шлака. В 1980 г. в нашей стране
выплавлено 148 млн. т стали; следовательно,
шлаков — не менее 60 млн. тонн.
СНАЧАЛА БЫЛ СИТАЛЛ
«Восьмиэтажное цилиндрическое
здание со всех сторон окружено
нетронутой тундрой. Круглый внутренний двор
прикрыт прозрачным куполом. Меня
удивила тишина... И еще — черепахи.
Десятка два огромных черепах с
белыми, нарисованными краской номерами
на панцирях, беззвучно ползали по ситал-
ловым плитам двора». Неудивительно,
что писатель-фантаст Г. Альтов, из
книги которого «Клиника Сапсан» взята
эта цитата, увидел ситалл в постройках
будущего. Это современный, красивый и
надежный материал с мелкозернистой
У f
'У
*-•
•и»
»
U 4*
Кристаллическая фаза в шлакоситалле
(увеличено в 800 раз)
структурой и тончайшими прослойками
стекла между кристаллами. В
Советском Союзе он получен в 50-х годах в
Московском химико-технологическом
институте имени Д. И.* Менделеева, на
кафедре стекла (теперь стекла и
ситаллов).
Слово «ситалл» в научный обиход
введено профессором Исааком Ильичом
Китайгородским — как производное от
слов «стекло» и «кристалл». И ему же
принадлежит идея широко
использовать в качестве сырья для производства
стекла и ситаллов отходы различных
производств, включая доменные шлаки.
«ЧЕРНЫЕ ДА СЕРЫЕ»
Первые шлакоситаллы, в зависимости от
чистоты шлакового сырья и его состава,
получались серых, коричневых,
зеленовато-бурых тонов. Состав шлака
непостоянен. И соотношение окислов в нем
не всегда такое, какое должно быть в
шлакоситалле. Поэтому в шихту (смесь
компонентов) вводят добавки, главная
из которых — песок.
В любом ситалле две фазы —
кристаллическая и аморфная, стекловидная.
Свойства материала в конечном счете
определяются свойствами
кристаллической фазы.
36

Кристаллизация происходит в
процессе термической обработки
получаемого из шлака стекла, причем этот
процесс каталитический. (Катализатор нужен
для того, чтобы кристаллизация
проходила не только с поверхности, а и по
всему объему стекла.) Катализаторами
служат сульфиды, фториды, окислы
металлов и комбинации этих соединений.
Работой по созданию нового
материала руководил И. И. Китайгородский.
От сотрудников он требовал многого
и при этом не прощал пренебрежения
к чужому делу, к запросам и
требованиям производства. Известен, например,
такой случай.
Когда шлакоситалл уже был получен
и началось его внедрение в практику,
кто-то из строителей задал на
совещании вопрос: «Какова гвоздимость шлако-
ситалла?» Для строителя вопрос
резонный, но химики-то понимали, что
вопрос нелеп. Это почти то же, что
спрашивать: «Можно ли вбить гвоздь в
стекло?» И один из присутствовавших на
совещании научных работников
рассмеялся. Рассмеялся — и тут же получил
выговор от профессора: за недостаток
выдержанности...
Между прочим, упомянутая «негвоз-
димость» отражает главный недостаток
шлакоситалла — его хрупкость, правда,
меньшую, чем у стекла. И это, пожалуй,
единственный его серьезный недосто-
ток. А достоинств у шлакоситалла много:
он прочен, тверд, надежен.
Особенно высока прочность
шлакоситалла на истирание. Он стирается
медленнее, чем каменное литье, не говоря
уж о мраморе, граните, обычном
техническом стекле и керамике. К тому же
он морозостоек, не поглощает пыль
и влагу. Серый шлакоситалл видели
очень многие. Видели — и не видели.
^ 6 магазине мы редко смотрим под ноги,
а между тем в известном столичном
универмаге «Москва» (и не только там,
кстати) полы выстланы плитами из
этого материала.
6 технике и строительстве черно-буро-
серый шлакоситалл используют с 1966
года. Чтобы применять его и как
декоративный материал, нужно было
расширить цветовую гамму. Цветные
шлакоситалл ы можно было получить с
помощью красителей из белого. А белый
шлакоситалл получился не сразу.
ЦВЕТОВАЯ ПАЛИТРА
НАЧИНАЕТСЯ С ^БЕЛИЗНЫ
Помог случай. На стекольном заводе в
Константиновке в маленькой печи
варили в четырех тиглях шлаковое стекло.
Предполагалось, что получится стекло
^ одного состава, но когда отлили
образцы, то оказалось, что в двух тиглях стек-

ло темное, как и должно быть, а в двух
других — белое. Варил стекло каманди-
рованный на завод сотрудник
менделеевского института. Он же и обнаружил
собственную ошибку: в два тигля вместо
глинозема была всыпана окись цинка.
В результате содержащаяся в шлаке
сульфидная сера, обычно
взаимодействовавшая с окислами железа и
марганца, на этот раз прореагировала с окисью
цинка. Сульфид цинка и окрасил стекло
в белый цвет.
Однако в повторных экспериментах
белый шлакоситалл получился не сразу.
Как уже упоминалось выше, состав шлака
непостоянен, непостоянно и количество
содержащейся в нем серы. Для того
чтобы удержать в стекле нужное
количество серы (в виде ZnS), ради белого
цвета, в шихту стали добавлять еще и
черный уголь.
Когда был получен белый
шлакоситалл, из него попытались делать все
подряд: плиты, трубы, раковины. Но
вряд ли кому-нибудь приходилось
встречать на прилавках магазинов такие
изделия. Технология получения изделий
сложного профиля из шла'коситалла
оказалась дорогой и сложной. А листовой
шлакоситалл получают обычными методами
стеклоделия — непрерывным прокатом.
Выпуск белого шлакоситалла был
налажен в 1970 г. на заводе «Автостекло»
в городе Константиновке. Панели и плиты
из этого материала широко применяют
при облицовке фасадов.
Этот материал нужен не только
строителям. В электротехнике используют
шлакоситалловые изоляторы. На
углеобогатительных фабриках Донбасса
применяют шлакоситалловые конусы
гидроциклонов вместо аналогичных деталей
из стали и чугуна, срок службы которых
в несколько раз меньше. И все-таки
главное — строительство.
По комплексу свойств и себестоимости
шлакоситалл способен конкурировать с
любыми строительными материалами.
Сырьевые ресурсы для его производства
практически безграничны. В недалеком
будущем шлакоситалл мог бы стать
чрезвычайно распространенным, едва ли
не самым доступным строительным
материалом. Массовое его производство
разумно приблизить к сырьевой базе —
крупнейшим металлургическим
предприятиям. В перспективе — создание
практически безотходных ситаллургичес-
ких комплексов. Но поскольку шлаки
могут содержать тяжелые металлы,
нужен обязательный контроль состава —
чтобы правильно определить, где можно
будет использовать шлакоситалл той или
иной марки.
НЕ ТОЛЬКО СИТАЛЛ
Год назад на кафедре стекла и ситаллов
Московского химико-технологического
института им. Д. И. Менделеева из
доменного шлака был получен еще один
стеклокристаллический материал. Его
назвали сигран — «синтетический
гранит». В сигране, в отличие от ситалла,
кристаллическая фаза представляет
собой довольно крупные сферические
образования диаметром от 2 до 15 мм
(в ситалле — до 2 мкм). Эти кристаллы
(сферолиты) и придают материалу
внешнее сходство с гранитом.
Уже получены голубые, красные,
зеленые, желтые си граны. Производство
си грана организуется на Калужском
стекольном заводе. Предполагается, что
этот материал применят при отделке
новых станций метро.
Так что и сигран скоро смогут увидеть
многие.
И. ИОИЧЕНКОВА
♦+♦♦♦♦
♦♦♦♦♦♦
Информация
ВЫХОДИТ В СВЕТ
А. Л. Пумпянский. Введение в практику переаода научной и
технической литературы на английский язык. 2-е, дополненное
издание. Издательство «Наука». 21 л. Цена 2 р.
С автором книги, доктором филологических наук А. Л.
Пумпянским читатели «Химии и жизни» уже знакомы: ему
принадлежала серия статей «Английский для химиков», печатавшихся на
протяжении нескольких лет под рубрикой «Учитесь переводить».
В книге показаны особенности языка научной, в первую очередь
химической литературы, специфика перевода химических текстов,
приведены многочисленные примеры.
Заказы на книгу направлять по адресу: 117192 Москва,
Мичуринский просп., 12, магазин «Книга — почтой» конторы
«Академкнига».
38

Медный изумруд
Кандидат геолого-минералогических наук
Т. Б. ЗДОРИК
В конце XVIII века в Европу зеленой кометой
ворвалась минералогическая диковина:
«изумруд из киргизских степей».
«Киргизской степью» называли в те времена
мелкосопочник Центрального Казахстана.
Просторный, солнечный и сухой край. Всюду,
насколько хватит глаз, круглятся макушки
сопок, белобрысые от выжженной солнцем
травы. Кое-где маленькими острыми гривками
выглядывают из сопок скальные выходы
пород.
Примерно в ста километрах к северо-западу
от Каркаралинска высится среди сопок гора
Алтын-Тюбе (Алтынтобе), вошедшая ныне в
учебники минералогии. Отсюда в 1785 г.
бухарский купец Мохаммед Ашир-бей привез
в Семипалатинск кристаллы поразительной
красоты: прозрачные, густо-зеленые и ярко-
блестящие шестигранные столбики с
заостренными вершинами. Зеленые кристаллы были
одиночными или срастались в прихотливые
щеточки и горели на солнце ярче изумрудов.
Их отчаянно-зеленый цвет, отливавший в
голубизну, был необыкновенно нарядным. Яркие
зеленые искорки посверкивали изнутри.
Изумруд» ну чистый изумруд! Нарочный летит в
Петербург, и вновь испеченный «изумруд из
киргизских степей» покоряет столичных
знатоков. Петербургский академик Иоганн Фербер
пишет о нем статью. А в Семипалатинск
мчится бригадир Бентам — англичанин на русской
службе. Едва добравшись до Алтын-Тюбе
и взяз несколько образцов с зелеными
кристаллами, бригадир вынужден был ретироваться
под натиском кочевников. И на этот раз
зеленый минерал был признан за изумруд. Более
того, «киргизской разновидности изумруда»
присвоили собственное имя — аширит, в честь
первонаходчика Ашир-бея.
В азиатские степи направляется новая
экспедиция. Ею руководит известный русский
путешественник Г. Ф. Герман. Он решает
тщательно исследовать минерал. Что-то смущает
его в новом изумруде. Очень уж легко
стираются ребра кристаллов, и сверкающие
огранкой самоцветы становятся слепыми. Очень уж
он хрупок. И впрямь, изумруд ли это? И
минерал передается на исследование
замечательному петербургскому химику, одному из
первых исследователей роста кристаллов Товию
Ловицу. Современники писали, что научные
опыты Ловица «не только значительны, но и
полны прелести и возбуждающего интереса».
И вот получен разочаровывающий анализ
аширита. Его сходство с изумрудом лишь
внешнее: почти половина состава нового
минерала представлена медью, остальное — крем-
некислота и вода.
А тем временем новый минерал из России
завладел вниманием европейских
специалистов. Его изучает один из основоположников
кристаллографии — французский
кристаллограф Рене Жюст Гаюи. (Именно он, аббат
Гаюи, незадолго перед тем в 1796 г. доказал
родство перуанского изумруда с бериллом.)
Точное измерение углов между гранями
аширита убедили Гаюи в том, что на сей раз он
имеет дело с совсем новым минералом: его
кристаллическая огранка иная, чем у
изумруда. Особенно отличается головка кристаллов:
она плоская у изумруда, а у этого минерала
островерхая и завершена ромбоэдром.
Сквозь грани головки косо поблескивают
зеркальца спайности. Они-то и придают минералу
праздничный и таинственный облик. Именно в
них необычайность новичка. И Гаюи решает
назвать минерал заново по этим веселым
зеленым зеркальцам: диоптаз («диа» —
по-гречески «сквозь», «оптизиа» — видение).
Коллега Гаюи химик Луи Никола Воклен, тоже
исследовавший перуанские изумруды и открывший
в них новый элемент — бериллий, охотно
повторил анализ диоптаза из России. Он тоже
нашел в нем много меди и кремнекислоты
при полном отсутствии бериллия!
«Зеленое чудо киргизских степей»
произвело фурор и в Германии. Здесь им занялся
профессор Фрейбергской горной академии Абра-
ам Готтлиб Вернер. Цвета минералов, их
оттенки, их обобщенный облик представлялись
Вернеру главными элементами диагностики.
Чтобы подчеркнуть удивительное внешнее
сходство нового минерала с изумрудом,
Вернер возвращает минералу его первое имя,
но с важным прилагательным — медный
изумруд. Так называли диоптаз долгое время в
Германии и в России, особенно на Урале, где
в горном деле работало немало немецких
мастеров.
С Уральскими приисками связана
литературная история диоптаза. Здесь собрал и
обработал сказы горняков Павел Бажов. Сказы не
сказки. Сила их воздействия в свободном
сочетании достоверности и фантазии.
Гора и поит, и кормит. Лучшие минуты
вдохновения дарит Гора. Но в Гору уходит
здоровье, и сама жизнь. «Плохо тому, кого
невзлюбила Хозяйка Медной горы, но тому,
кого она полюбила — не слаще» — это
лейтмотив книги «Малахитовая шкатулка». Но
вот что важно нам сейчас: и любовь, и
ненависть Хозяйки как бы кристаллизуется в
островерхих шестигранничках медного
изумруда.
Медный изумруд — как Память Горы.
Вроде и в руках держишь, а в пользу
житейскую не обратишь.
В сказе «Сочневы камешки», полном през-

рения к подлости и стяжательству, медный
изумруд оборачивается глазами черных
хозяйкиных кошек. А ведь правда: удивительно
похож яркий диоптаз на светящийся в темноте
кошачий глаз! Точнее и сказочнее не
придумаешь!
Один изсоздателей современной
кристаллохимии академик Н. В. Белов исследовал
кристаллическую структуру диоптаза. Почти через
150 лет после Гаюи выяснилось, что внешнее
сходство минерала с изумрудом вовсе не
случайно. Оно обусловлено сходством
кристаллических решеток. Как и изумруд,
диоптаз является кольцевым силикатом. Иначе
говоря, комплексные анионы SiflO|8 в обоих
минералах имеют кольцевое строение. Ионы
других элементов (у изумруда это Be, Al,
Сг, а у диоптаза — Си) располагаются между
кольцами. Цвет изумруда обусловлен одним
из главных красителей — хромом.
Диоптаз же окраше н ио нами меди. Отсюда и
его голубоватый, несколько резкий оттенок,
часто свойственный соединениям меди.
(Вспомните хотя бы синие кристаллы
медного купороса.)
Долгое время диоптаз считали только
русским камнем. Но в нашем веке его нашли в
Африке (Конго, Заир, Намибия), в Южной
Америке (Перу, Чили), в южных штатах США
и в Румынии. Минералоги выяснили, что
прозрачные зеленые кристаллы диоптаза
рождаются там, где геохимические изменения
меднорудных месторождений происходят в
жарком сухом климате. На первый взгляд находки
медного изумруда на Урале вроде бы
исключение из этого правила. Словно и впрямь их
наворожила Хозяйка Медной горы. Но
суровый климат царит на Урале лишь в наши дни.
Палеоклимат, климат древнего Урала, климат
времени образования и выветривания
медьсодержащих залежей, был сухим и жарким,
как в пустынях Южной Америки. Так что
медный изумруд — посланец горячего
прошлого.
40

Голубой
карбункул
«Химия и жизнь» уже
писала о гранатах, о их месте в
минералогических музеях и
на страницах литературных
произведений (№ 2, 1979).
Действительно, листая книги,
то там, то здесь читаешь о
кроваво-красном блеске этих
самоцветов. Гранаты
(карбункулы, антраксы, венисы)
упоминают Франсуа Рабле,
Оскар Уайльд, Александр
Куприн, Артур Конан Дойл,
Марина Цветаева, Павел Бажов,
Иван Ефремов...
Об одном из
литературных гранатов мне и хочется
рассказать.
У Конан Дойла есть рассказ
«Голубой карбункул». Герой
этого рассказа Петерсон
нашел в зобу рождественского
гуся ярко сверкающий
голубой камень чуть поменьше
горошины.
«Камень был такой чистой
воды, что светился на темной
ладони, точно электрическая
искра.
Холмс присвистнул и
опустился на кушетку.
— Честное слово,
Петерсон, вы нашли сокровище!
Надеюсь, вы понимаете, что
это такое?
— Алмаз, сэр!
Драгоценный камень! Он режет
стекло, словно масло!
— Не просто драгоценный
камень — это тот самый
камень, который...
— Неужели голубой
карбункул графини Моркар?»
Давайте разберемся в
диалоге, где последняя
фраза, конечно же, при
надлежит доктору Уотсону.
Так вот, Петерсон принял
камень за алмаз. Он
руководствовался его
твердостью — «режет стекло,
словно масло». В самом
деле, ни рубин, ни топаз, ни
тем более гранат такой
твердостью не обладают. Они
лишь царапают стекло, но
не режут его, как масло.
Доктор Уотсон назвал камень
голубым карбункулом, то есть
гранатом. Но голубых
гранатов в природе нет. Гранаты
могут быть белыми,
красными, оранжевыми, желтыми,
зелеными, черными, но
никак не голубыми.
Дальше в рассказе мы
читаем:
«Холмс взял камень и стал
рассматривать его на свет.
— Славный камешек! —
сказал он. — Взгляните, как
он сверкает и искрится. Как
и всякий драгоценный
камень, он притягивает к себе
преступников, словно магнит.
Вот уж подлинно ловушка
сатаны. В больших старых
камнях каждая грань может
рассказать о каком-нибудь
кровавом злодеянии. Этому
камню нет еще и двадцати лет.
Его нашли на берегу реки
Амой, в Южном Китае, и
замечателен он тем, что имеет
все свойства карбункула,
кроме одного: он не рубиново-
красный, а голубой.
Несмотря на его молодость, с ним
уже связано множество
ужасных историй. Из-за сорока
гран кристаллического
углерода многих ограбили, кого-
то облили серной кислотой,
было два убийства и одно
самоубийство. Кто бы сказал,
что такая красивая
безделушка ведет людей в тюрьму и
на виселицу!»
Слова Холмса о связи
драгоценных камней с
преступностью сомнений не
вызывают. Здесь он специалист. А
вот дальше великий сыщик
начинает нести несусветицу.
Вначале он говорит о
карбункуле как о гранате (рубиново-
красный цвет), а потом
называет его состав:
кристаллический углерод. Но ведь в
гранатах нет и следов
углерода; они состоят в основном
из оксидов кальция, магния,
марганца, хрома, алюминия
и кремния. Кристаллическим
же углеродом может быть
или графит, или алмаз.
Более того, в Южном
Китае нет и никогда не было
реки Амой! Не
мистифицирует ли нас знаменитый
сыщик?
Наверное, путаница с
углеродной природой граната
возникла из-за слова
«карбункул» — уголек. А
название мифической реки Амой
могло произойти от
португальской колонии Аомынь в
Юго-Восточном .Китае. Имя
же графини Моркар скорее
всего есть переделка
европейского названия этой
колонии — Макао. Как
известно, Конан Дойл придумывал
слова, которых нет ни в
одном словаре. Он и Холмса
заставил заниматься
японской борьбой баритсу (рассказ
«Пустой дом»), о которой
самураи и не подозревали.
Итак, Конан Дойл не знал
минералогии.
Снисходительно скривив губу, я принялся
перечитывать рассказ
«Голубой карбункул» и через
несколько минут забыл об
ошибках и несоответстви ях. Я с
головой погрузился в
удивительную историю бедного
лондонца, нашедшего в зобу
рождественского гуся
сверкающий самоцвет.
Поистине велика сила
искусства!
Еще раз карбункулы
заблистали на страницах
повести Конан Дойла «Знак
четырех». Но там об их цвете
ничего не говорится.
На этом дело о голубом
карбункуле можно было бы
закрыть, если бы не
открытие искусственного иттриево-
алюминиевого граната. Его
формула записывается в виде
У3А12(А104)з- Введение
примесей окрашивает гранат в
самые разные цвета.
Например, кристаллы с добавкой
оксида кобальта — небесно-
голубые. Значит, Конан Дойл
и в ошибке своей был прав!
Кандидат геолого-
минералогических наук
С. Ф. АХМЕТОВ
'"'<&
'.*£./**
т
41

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
И ВАГОНЫ, И ЭСКАЛАТОРЫ
Готовя дальние пассажирские
поезда к очередному рейсу, их
не только убирают и моют, но
и дезинфицируют. Чем?
Оптимальный для зтого дела
препарат должен быть эффективен,
удобен в обращении, безвреден
для всего, что есть в вагоне
(конечно, кроме микробов), и,
желательно, дешев. Недавние
исследования сотрудников
ВНИИ железнодорожной
гигиены показали: всем этим
требованиям отвечают растворы над-
v-ксусной кислоты.
Однопроцентный раствор этой кислоты
в аэрозольной упаковке
позволяет продезинфицировать
вагон за 10—12 минут. Спустя
час после обработки вагон
проветривают. Проходит еще
полчаса, и лишь слабый запах
уксусной кислоты
свидетельствует о том, что вагон прошел
дезинфекцию. Тот же раствор
можно применять и для
дезинфекции эскалаторов в .метро.
Резиновые поручни протирают
ветошью, смоченной 0,1 %-иым
раствором надуксусной
кислоты — количество микрофлоры
на резине уменьшается на
80—100%.
ВЫГОДНАЯ ДОРОГОВИЗНА
Пятнадцать лет назад в статье
о титане («Химия и жизнь»,
1966, № 10) была такая фраза:
«Несмотря на то что титан еще
очень дорог, замена им более
дешевых материалов во многих
случаях оказывается
экономически выгодной». В
справедливости этих слов на собственном
опыте убедились работники
Калининградского
целлюлозно-бумажного завода № 1, где
уже почти десять лет в
сульфитно-спиртовом цехе
работают ректификационные
колонны из титана. Отсутствие
коррозии позволило намного
увеличить время между
ремонтами, да и качество продукции
выросло — она же не
засорялась продуктами коррозии.
ДОЖДЬ ПОСЛЕ ЗАПУСКА
Собираясь в полет, мы
обязательно поглядываем на небо и
слушаем сводку погоды: кому
охота сидеть в аэропорту...
Погода интересует и баллистиков
в дни запуска ракет. Конечно,
проткнуть облачный слой
современной ракете несложно, но
все же лучше, надежнее, если
запуск происходит в ясный день.
i ai.
Недаром космодромы часто
строят в таких местах (иаш
Байконур — классический тому
пример), где ясная погода —
правило, а не исключение.
Однако было замечено, что сразу
после запуска больших ракет
над пусковыми установками
нередко выпадают осадки. А
после запуска с мыса Кеннеди
первого космического корабля
многократного действия
«Колумбия» иад космодромом
выпал подкисленный дождь.
Специалисты НАСА объяснили это
тем, что при сгорании почти
тысячи тонн твердого топлива
стартовых ускорителей в
довольно большом количестве
образовался хлористый
водород. К тому же воздух над
космодромом был почти
неподвижен и насыщен влагой.
Тепловыделение летящей
ракеты могло инициировать
дождь, и вместе с водой на
землю выпала соляная кислота.
Часть специалистов
утверждала, что такой кислотный дождь
может быть даже полезен
растениям, однако биологи
считают, что такие осадки пагубно
влияют на фауну водоемов и,
видимо, не только водоемов.
ЭЛЕКТРОНИКА
ДЛЯ МОТОЦИКЛА
Новый японский мотоцикл с
двигателем объемом 750 см3
оснащен мини-ЭВМ и
автоматической системой, позволяющей
быстро проверить состояние
всех основных агрегатов.
Кроме того, она регулирует расход
горючего и облегчает
управление. В семь основных агрегатов
мотоци кла в монтирова ны дат-
чики. Через две секунды после
того, как включено зажигание,
они выдают на индикаторы (на
жидких кристаллах) сведения
о состоянии всех основных
систем. Сообщают, в частности, о
количестве масла в двигателе и
электролита в аккумуляторе.
А подвеска нового мотоцикла
сделана так, что при резком
торможении ои ие осядет и не
встанет на дыбы — гидравлика
погасит ударные нагрузки.
Благодаря вихревым потокам,
создаваемым в цилиндрах
системой дополнительных впускных
отверстий, сокращается расход
горючего. Хороший, видимо,
мотоцикл, но очень дорогой.
НЕ КУРИТЕ ПРИ ДЕТЯХ
Такой призыв вряд ли у кого
вызовет удивление: он кажется
вполне естественным, но
следуют ему далеко не всегда.
42

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
Может быть, именно поэтому
продолжаются исследования,
связанные с темой «Никотин
и дети». Авторы статьи,
опубликованной в журнале «Science
News» (т. 118, № 23), считают,
что табачный дым может
действовать на аппетит детей:
никотин вызывает ощущение
тошноты, и это подсознательно
связывается ребенком с тарелкой
каши или супа. От многократных
повторений может
выработаться стойкое отвращение к еде,
и капризы за столом будут уже
независимо от того, курит кто-
нибудь из взрослых или нет...
Как знать, не приведут ли
подобные исследования к
выяснению зависимости между
числом выкуренных сигарет и
послушанием детей? Может, тогда
число курящих родителей
станет меньше?
ЧАЙ И СЫР
ПРОТИВ КАРИЕСА
Сотрудники стоматологической
школы Вашингтонского
университета установили, что многие
сорта чая активно
предотвращают заболевание зубов
кариесом. Объясняют это
повышенным содержанием соединений
фтора в чайном листе. А чуть
раньше газета «I nternational
Gerald Tribune» сообщила, что,
по мнению английского ученого
М. Эдгара и американца У. Бо-
вена (последний ставил опыты
на животных), хорошим
средством профилактики кариеса
оказался сыр «чеддер». А если
сыр и чай вместе?
ПАРКЕТ ИЗ КАМНЯ
В Армении — в силу
особенностей природных условий —
камень в строительстве
издревле применяют шире, чем
дерево. Не довольствуясь
набором природных камней, в
республике работают и над
созданием камней искусственных.
Одна из последних новинок —
это каменный паркет,
разработанный в НИИстройкерамики.
Это плитки из литого камня с
поверхностью, имитирующей
структуру дерева. Каменный
паркет предполагают
использовать для отделки станций
метро, подземных' переходов,
вестибюлей и других
помещений. Причем не только как
материал для полов.
ЛИШЬ ОДИН ИЗ ТРЕХ
При пересадке органов до
недавнего времени большинство
операций заканчивалось
неудачей из-за отторжения
организмом чужеродных белков. Но,
рассуждал доктор Р. Риджио
из Нью-Йорка, организм матери
не отторгает плод; значит, есть,
очевидно, какой-то химический
или биохимический агент,
препятствующий отторжению. Из
плаценты был выделен кандидат
на роль такого агента. Это
ретро плацентарный гамма-
глобулин (сокращенно РПГГ).
Полагая, что он может оказать
защитный эффект и при
пересадке органов, врач ввел его
двумстам своим пациентам
вскоре после операций.
Результат: отторжение пересаженной
почки наблюдалось лишь в
одной трети случаев. Это по
крайней мере не хуже, чем без
РПГГ.
ПОДЗЕМНЫЙ ФЕНОЛ
Казалось бы. что нового можно
узнать об угле? Ведь сколько
существует химия, столько
химики возятся с этим
классическим топливом. Но вот что
установлено лишь в этом году
(«Journal of American Chemical
Society», 1981, т. 103, вып. 7,
с. 1735): в присутствии
четвертичных аммониевых оснований
трудиорастворимый уголь
реагирует с галогеналкилами почти
так же быстро, как обычные,
растворимые в любом
растворителе фенопы. То, что в
составе угля есть гидроксильные
группы, подобные фенопьным,
знали и раньше. Но почему
они оказываются настолько
активными, что перенос
вещества к поверхности раздела
твердых частиц и жидкости
практически не тормозит реакцию,
объяснить трудно. Полагают,
что под действием аммонийных
оснований перестраивается вся
структура угля. Если это
подтвердится, то в химии топлива
родится, как говорят, сенсация
века.
А казалось — какие сенсации
могут быть в этом деле?
РЕЛЬЕФ ПЕНОПЛЕНА
В павильоне «Строительные
материалы» на ВДНХ СССР
демонстрируется новый
рельефный отделочный материал
пеноплен, окрашенный в различные
цвета. Получают пеноплен,
нанося на бумажную основу
поливини л хлорид. Затем
термообработка, вспенивание и
тиснение. Толщина материала
колеблется от 0,9 до 4,8 мм.
Теплоизоляционная
способность его в 10—15 раз выше,
чем у привычных пленок с
клеящим слоем. К тому же
пеноплен отличается хорошими
звукоизолирующими
свойствами.
43

ч
Как улучшить
внутреннюю
среду
Профессор
К. С ПЕТРОВСКИЙ
Разработка и реализация
продовольственной программы, развитие
агропромышленного комплекса,
предусмотренное решениями XXVI съезда КПСС,
стало одной из важнейших задач нашего
общества. В таком деле, как
обеспечение людей продуктами питания, нельзя
ограничиться лишь количественной
стороной вопроса; следует помнить
постоянно о качестве, разнообразии,
полноценности. В «Основных направле-
Пятая статья из серии об охране внутренней
среды.
Предыдущие — в № 1 и 5 за 1980 г., в № 2
и 5 за 1981 г.
ниях экономического и социального
развития СССР на 1981—1985 годы и на
период до 1990 года» сказано: «Улуч--
шать качество и ассортимент,
наращивать производство пищевых продуктов,
обогащенных белками, витаминами и
другими полезными компонентами».
Об этом и пойдет речь в нашей
очередной статье: что с точки зрения
медицинской науки необходимо, чтобы
наше питание стало более
полноценным, сбалансированным,
биологически совершенным, чтобы оно
благоприятно воздействовало на состояние
внутренней среды организма. Для этого,
безусловно, следует ограничивать в
рационе одни продукты и, напротив,
вводить дополнительные количества
других, для приготовления которых
необходима та или иная
сельскохозяйственная продукция. Я уверен, что
специалисты по питанию могут и
должны принять самое активное
участие в разработке и реализации
продовольственной программы. То, что вы
прочтете здесь,— лишь наброски,
фрагменты, отдельные звенья...
44

Прежде чем говорить о питании как
таковом, напомним читателям: первое
и основное условие оптимизации
внутренней среды — это двигательная
активность, без которой очень многое из
того, о чем будет сказано ниже,
потеряет смысл. У каждого человека
есть свой минимум двигательной
активности, ниже которого опускаться
нельзя. Для людей разного возраста,
разного веса и состояния здоровья этот
минимум, разумеется, неодинаков,
поэтому точные практические
рекомендации пока дать трудно: вопрос подлежит
тщательному и неотложному изучению.
Ориентировочно можно считать, что
двигательный минимум должен
составлять в пересчете на ходьбу
примерно 2 часа в день.
Второе важнейшее условие
нормализации внутренней среды — нервно-
эмоциональная уравновешенность,
исключение срывов. Есть, конечно, и
другие немаловажные факторы
(аутоинтоксикация, вредные привычки и т. д.).
В этой статье мы будем рассматривать
только вопросы питания — этот фактор
особо важен уже потому, что он
действует постоянно.
Сегодня не вызывает сомнений, что
необходимо повышать биологическую
активность питания, вводя в рацион
определенные продукты или обогащая
тем или иным способом сравнительно
бедную пищу. Биологически активных
веществ известно уже достаточно много,
их список растет, и одна из
первоочередных задач исследователей —
оперативно разработать и уточнить перечень
жизненно важных, незаменимых
биологически активных веществ и величин
потребности в них. Есть и практический
аспект проблемы: уже сейчас
необходимо использовать в практике те
биологически активные вещества,
которые достаточно «созрели» в научном
отношении.
В первую очередь предстоит
повысить липотропную, антиоксидантную,
С- и Р-витаминную, каротинную и
микроэлементную активность питания,
а кроме того, шире использовать
продукты, не обладающие атерогенными
свойствами. Об этом — по порядку.
Липотропная активность питания может
быть существенно повышена при
включении в пищевой рацион продуктов
с высоким содержанием некоторых
аминокислот (метионина, цистина, цио
теина, лизина и др.), фосфолипидов
(холина, лецитина, сфингомиелина и
т. д.), полиненасыщенных жирных кислот
и фитостеринов. Напомним, что липо-
тропные вещества предотвращают
ожирение печени, нормализуют
жировой и холестериновый обмен и таким
образом тормозят развитие атероскле-
ротического процесса. Чрезвычайно
высокой липотропной активностью
отличается холин, потребность в котором
составляет 500—1000 мг в сутки.
Главные источники холина — молочные
продукты (здесь и далее, если не оговорено
особо, данные приводятся в мг%, то есть
в миллиграммах на 100 г продукта):
сметана — 124, творог — 47; яйца:
цель ное я йцо — 252, желток — 800,
перепелиное яйцо — 508; мясо:
говядина — 70, баранина — 90,
телятина — 105, мясо кролика — 115,
бройлеры — 118, почки — 320,
печень — 635; горох — 200, кукуруза —
71, овсяная крупа — 94, рис — 78,
хлеб — 61. Заметим, что желток,
печень и некоторые другие продукты
наряду с холином содержат и
холестерин, из-за чего эти продукты
ограничивают в диетах. Впрочем, специалисты
большинства стран не придают особо
значения экзогенному, то есть
принятому с пищей, холестерину, считая более
существенным эндогенное образование
холестерина в самом организме.
Липотропные свойства присущи и
метионину, потребность в котором
определена в 2000—4000 мг в сутки. Среди
источников метионина — молочный
белок (нежирный творог — 480, жирный
творог — 384, жирный кефир — 81,
голландский сыр — 865), мясо
(говядина — 515, бройлеры — 510), яйца —
424, рыба (треска — 500, ставрида —
700, скумбрия — 600 мг%). Внимания
заслуживает и сравнительно новый
источник липотропных веществ — S-
метилметионинсульфонийбромид,
более известный как витамин U. До
недавнего времени его рассматривали только
как средство, способствующее
заживлению язвы желудка и
двенадцатиперстной кишки. Этот витамин, обнаруженный
впервые более 30 лет назад в соке
капусты и выделенный в
кристаллическом виде в 1954 г., проявляет, как
выяснилось позже, и противогистамин-
ные, антиатеросклеротические
свойства. Витамин U смело можно отнести
к липотропным веществам, аналогичным
метионину, содержащемуся в твороге.
Более того, у S-метилметионинсульфо-
нийбромида есть преимущества по
сравнению с метионином: при
длительном, в течение нескольких месяцев,
применении он не оказывает
отрицательного воздействия на печень.
До недавнего времени считалось, что
едва ли не единственным источником
45

витамина U служит все та же капуста,
в листьях которой его содержится 15—
20 мг%. Впоследствии этот витамин
был обнаружен и в других продуктах:
в свекле — 14,6, в кольраби — 12,9,
в зелени петрушки — 6, в кукурузе
молочной спелости — 1,7, в томатах —
1,0, в цветной капусте — 4—6, в
зелени сельдерея — 1,8, а также в
говядине — 0,11 и совсем немного в молоке —
0,004. Витамин U сохраняется в
продуктах и после тепловой обработки,
поскольку он разрушается только при
длительном, около полутора часов,
нагревании.
Антиоксидантная активность питания
приобрела в наше время особое
значение из-за распространенного
чрезмерного и неуправляемого окисления
внутриклеточных, мембранных липидов.
Этот процесс приводит к развитию пе-
рокси дации: в клетках накапливаются
токсические перекисные продукты,
изменяющие функции клетки и в
некоторых случаях приводящие клетку к
гибели. С пероксидацией связывают развитие
различных патологий, в том числе
атеросклероза (а возможно, и раковых
процессов).
Чтобы предотвратить пероксидацию,
надо повысить антиоксидантную
активность питания. Для этого в пищевой
рацион включают продукты с высоким
содержанием токоферолов (витамина Е).
Потребность в токоферолах составляет
12—15 мг/сутки. Особенно много
витамина Е в орехах (фундук — 25,4,
грецкие орехи — 23, миндаль — 30),
в фосфатидных концентратах (соевых —
47, подсолнечных — 28) и
растительных маслах (кукурузное — 93,
подсолнечное — 67, соевое — 114,
хлопковое — 99, оливковое — 13 мг%).
Правда, следует иметь в виду, что
выраженные антиокислительные
свойства присущи лишь некоторым формам
токоферолов. Больше всего их в соевом
и кукурузном (88—91 %), а меньше
всего — в подсолнечном масле (8%);
в хлопковом и арахисовом маслах
антиокислительных и витаминных форм
токоферолов примерно поровну. Есть
витамин Е в мясе, рыбе и хлебе, но очень
мало, не более 2 мг%. Несколько
больше его в гречневой крупе — 6,95,
в кукурузе — 5,5, в горохе — 9,1 мг%.
Итак, чтобы антиокислительная
активность питания была достаточной,
желательно шире использовать
растительные масла, особенно кукурузное
и соевое, а также фосфатидные
концентраты и орехи. Другое реальное
средство — введение в рацион
достаточного количества аскорбиновой
кислоты, антиоксидантные свойства которой
не вызывают сомнений.
С- и Р-витаминная активность питания
способствует значительному улучшению
внутренней среды. Установлено, что
витамин С, аскорбиновая кислота,
блокирует развитие различных
интоксикаций. Например, при потреблении
нитритов, входящих в состав колбас и
копченостей, в кишечнике могут
образоваться нитрозамины, обладающие
канцерогенными свойствами. Этот
процесс затормаживается, если в организм
одновременно поступает аскорбиновая
кислота. Известен также высокий
лечебно-профилактический эффект
аскорбиновой кислоты на вредных
производствах — там витамин С вводят в
специальное питание.
Белковый обмен тесно связан с
аскорбиновой кислотой. При ее дефиците
требуется больше белка, чтобы
удовлетворить потребность в нем организма.
И напротив, при недостатке животного
бел ка в питании во зраст ает пот реб-
ность в аскорбиновой кислоте.
Обнаружено также регулирующее воздействие
витамина С на холестериновый обмен.
О синергических, взаимоусиливающих
свойствах витаминов С и Р (биофлаво-
ноидов) уже говорилось в «Химии и
жизни», 1980, № 5. Наибольший
биологический эффект достигается при
соотношении витаминов С и Р 2:1.
Содержание этих витаминов в некоторых
продуктах приведено в таблице.
Продукт
Содержание, мг%
витамин С
витамин Р
Шиповник (сухой) 1200 600
Черноплодная рябина 15 4000
Черная смородина 200 1000
Апельси ны 60 600
Вишня 15 1500
Черешня
(темноокрашенная) 15 900
Виноград черный 6 430
Гранаты 4 700
Айва- 23 В25
Яблоки 13 70
Капуста 50 10—70
Почти во всех перечисленных
биологически высокоактивных продуктах
содержание витамина Р существенно пре-
46

вышает содержание аскорбиновой
кислоты. Следовательно, для
удовлетворения потребности в витамине Р
требуется совсем немного названных
растительных продуктов (например, 5 г вишни,
или 10 г айвы, или 15 г черного
винограда). Можно считать, что все
ягоды и фрукты, окрашенные в темный
цвет,— богатые источники витамина Р.
Каротинная активность питания также
нуждается в усилении, поскольку
каротин, как выяснилось, помимо известной
А-провитаминной роли, выполняет и
самостоятельную функцию; он участвует
в образовании и деятельности некоторых
эндокринных систем, в частности
вырабатывающих кортикостероиды.
Потребность в каротине составляет, по
современным представлениям, 3—5 мг'сутки.
Интересующий нас J3-каротин
содержится в достаточном количестве в
моркови — 9,0, кукурузе — 5,5, шпинате — 4,5,
черешне — 4,2, шиповнике — 2,6,
чесноке — 2,4, зеленом луке и красном
перце — 2,0, салате — 1,75, томатах —
1,2 мг%.
Роль микроэлементов в биологически
полноценном питании давно уже
достоверно установлена, это может быть
неплохой темой для отдельной статьи.
Хорошо изучено воздействие на
организм иода, фтора, марганца, цинка.
В последние годы учение о
микроэлементах пополнилось новыми данными о
действии хрома, который по
справедливости отнесен к веществам,
нормализующим внутреннюю среду. Так,
недостаточность хрома связывают с развитием
атеросклероза и сердечно-сосудистой
патологии.
Потребность в хроме установлена в
количестве 0,173 мкг на 1 кг веса
тела. Хром содержится (на этот раз —
в мкг%, то есть в микрограммах на
100 грамм) в свинине — 14,5, говядине —
8,2, в почках и сердце — 30; в
кукурузе — 25,5, перловой крупе — 12,5,
гречневой крупе — 4, хлебе — 4—5;
в редисе — 11, томатах — 5,
персиках — 14, вишне — 7.
Биологическую активность питания
можно частично повысить, потребляя
больше таких продуктов, которые не
обладают атерогенными свойствами.
К ним относятся пахта и полученные
на ее основе кисломолочные напитки,
продукты из обезжиренного молока —
обезжиренные творог, кефир и т. п.
Не имеют атерогенных свойств изделия
из кукурузы и сои, гречневая крупа,
орехи, практически все ягоды и фрукты.
Изложенное может оказать помощь в
построении питания, наиболее
благоприятно влияющего на состояние
внутренней среды.
Консультации
КАК ВОССТАНОВИТЬ
СЕРЕБРО
Я слышал, что серебро можно
восстановить из AgCI с
помощью буры и соды. При какой
темпервтуре должна идти
реакция и какая требуется посуда —
фарфоровые тигли или
стеклянные колбы!
В. Судейченко,
Москва
Хлорид серебра действительно
можно перевести в металл
нагреванием с содой. При этом
образуется хлорид натрия и
карбонат серебра, который
разлагается уже при 100°С, образуя
оксид. Это соединение в свою
очередь разлагается с
выделением серебра при температуре
выше 300°С. Если надо получить
металл в виде королька,
повысьте температуру плавления до
962°С. При этом бура будет
служить флюсом.
Тем не менее способ нам
кажется неудобным: для
расплавления серебра требуется
температура, при которой трескаются
фарфоровые тигли, обычное
стекло плавится, поэтому нужны
специальные алундовые или
кварцевые тигли или пробирки.
Кроме того, выделяющиеся газы
вспучивают всю массу.
Значительно удобнее следующий
метод. В химический стакан
насыпьте хлорид серебра, залейте
соляной кислотой, разбавленной
в 3—4 раза, положите
гранулированный цинк, перемешайте и
оставьте на несколько часов.
При этом мелкий порошок и
крупные комки хлорида серебра
превращаются в светло-серый
порошок с коричневым
оттенком. Остается только промыть
его водой.
ЗАЧЕМ СМЕШИВАЮТ
КАСТОРОВОЕ МАСЛО
В статье «Разведка скоростью»
(«Химия и жизнь», 1970, № 7|
сказано, что для смазки
гоночных автомобилей касторовое
масло смешивают с
минеральными маслами. Я хотел бы
выяснить, почему так поступают: для .
улучшения качества смазки или
из-за экономии смазочного
материала. И еще: какое нужно
касторовое масло —
медицинское или с какими-либо
добавками!
И. В. Выхристюк,
гор. Жданов
Для смазки гоночных машин
берут обычное касторовое
масло, которое получают из семяи
клещевины. Оно обладает
высокой вязкостью, сохраняя это
свойство даже при сильном
нагревании, выдерживает высокие
давления (не выдавливается из
подшипников), хорошо
проникает во все зазоры и почти не
растворяется в бензине.
Температура вспышки касторового масла
около 300°С, почти на 100°С
выше, чем у обычных минеральных
смазочных материалов.
Тем ие менее у этого масла
есть и недостатки, в частности
оно образует липкий нагар в
камерах сгорания. Поэтому в
чистом виде касторовое масло для
смазки двигателей не
применяют, а смешивают с различными
минеральными маслами и
обрабатывают специальными
присадками. Отработавшие газы
двигателей при такой смазке
пахнут касторкой.
47

Живые лабордт
Сандал
Современные ииднйскне резные
фнгуркн нз сандалового дерева
В Индии говорят: «Щепотка
сандала лучше телеги дров».
И продают сандаловую
древесину не кубометрами, не
штабелями, а только на вес,
как большую ценность. Не
всякому по карману
сандаловый веер, шкатулка и даже
горсточка порошка из
сандала для домашней
курильницы. «Что может поделать
продавец сушеной рыбы с
ценами на сандал?» —
грустно вопрошает пословица
сингалов, основного населения
Шри Ланки.
Во все времена, у всех
народов ценилась древесина
сандала. И тянулись караваны
через пустыни Персии и
Аравии, доставл яя ее вместе с
шелками и пряностями во
дворцы египетских
фараонов и римских императоров.
Шли годы, рушились царства
и империи, а спрос на сандал
не падал. Не уменьшался и
вывоз его — разве что
менялись пути и способы
доставки: на смену верблюжьим
горбам приходили товарные
вагоны и трюмы кораблей.
А сандалу, как и многим
другим «колониальным
товарам», легче от этого не
становилось: сандаловые рощи
безжалостно вырубались,
превращаясь на рынках
метрополий в золото.
В начале XIX в. экипаж
американской шхуны,
потерпевшей крушение около
одного из островов архипелага
Фиджи, обнаружил на нем
заросли сандаловых
деревьев. Сюда сразу же
устремились любители легкой
наживы. Выменивая у местных
жителей сандал на дешевые
побрякушки, они продавали
его в Китае и получали барыш
сам-четыреста! И уже к
1В13 г. на Фиджи не осталось
ни одного сандалового
дерева. Подобных историй не
счесть...
Любовь к сандалу
объясняется не только твердостью
древесины (она даже
прожорливым термитам не по
зубам), не только ее
изяществом. Удивителен ее
запах — тонкий и нежный,
очень живучий и стойкий.
Свежая древесина пахнет
почти неуловимо, но чем
суше становится, тем сильнее
источает аромат. Годами
благоухает щепотка
сандалового порошка, невольно
рождая мысль о бессмертии
дерева. А отсюда уж недалеко
и до его обожествления. С
древнейших времен в Индии
и Китае сандал — постоянный
спутник религиозных
обрядов. Благовонным дымом
сандала наполнены
буддийские храмы, как
православные церкви — запахом
ладана...Сандаловое дерево, или
белый сандал (Santalum
album), получило свое название
от санскритского слова «чан-
дан», что означает
«блестящий». Это слово после
долгих странствований через
арабский, греческий и
латинский языки пришло к нам в
двух вариантах:
традиционном — «сандал» и более
близком к научному
названию растения — «сантал».
г,Л

В художественной
литературе чаще встречается
написание с «д»; и поскольку его
не исключает даже такой
строгий авторитет, как БСЭ,
будем пользоваться им и мы.
Вечнозеленое сандаловое
дерево растет в Индонезии,
Индии, странах
Юго-Восточной Азии. Это чаще всего
небольшое дерево до 10м
высотой и до 2 м в обхвате,
с продолговатыми листьями
и мелкими коричневато-
красными цветочками.
Цветет оно почти круглый год.
И сандал, и его ближайшие
родичи — полупаразиты.
Имея зеленые листочки, они,
как и все их собратья по
растительному миру,
синтезируют органическое
вещество обычным способом. Но
кроме того, они обзаводятся
еще и корневыми
присосками — гаусториями, которые
~ под землей исподтишка
впиваются в корни растений-
соседей (а бывает,
бесцеремонно захватывают даже
их ветви) и высасывают из
них воду и минеральные
вещества. Благодаря этому
дерево может существовать
отчасти за чужой счет.
Иногда из-за такого постоянного
тунеядства зеленые листочки
дерева почти вырождаются
и превращаются в небольшие
чешуйки. Тогда
фотосинтезом приходится заниматься
и стебелькам, и веточкам.
Сандал можно было бы
еще понять, если бы он
иначе жить не мог. Но ведь он
преспокойно может
питаться и самостоятельно. А
лишенные питания соседи
гибнут. Вот какое несоответствие
между вредоносным харак-
<*" тером и драгоценным
содержимым!
Но как раз ради этого
содержимого все прощается
сандалу. В ядре его
древесины и корней — до 6%
эфирного масла.
Прозрачное, густое, светло-желтого
цвета, с запахом розы и
пряно-горьковатым вкусом, оно
и определяет основную
ценность дерева.
Один из крупнейших
производителей сандалового
масла — Франция. Правда,
собственных сандаловых рощ
она не имеет, но эф и ром ас-
личная промышленность
страны — законодательницы
мод всегда задавала тон и
.«. в парфюмерно-косметичес-
р^ ком деле. А сандаловое
масло — одно из немногих
ароматических средств, не
устаревших до наших дней. Оно
входит в состав почти всех
парфюмерных изделий
Востока и самых дорогих
западных духов. Между прочим,
измельченная в порошок
древесина сандала тоже
служит модницам — в виде
ароматной пудры.
Другой крупный экспортер
масла — Индия. Здесь,
особенно на юго-западе
страны, в штате Майсур,
находятся большие культурные
насаждения сандалового
дерева. А. Куприн в «Суламифи»
писал, что для дворцов
Соломона привозили сандаловое
дерево из «страны Офир»,
а эта библейская земля
предположительно и есть юго-
запад Индии. Вырубка живых
сандаловых деревьев тут
сейчас запрещается — их
срубают только после того,
как они засохнут. От ствола
отделяют кору и мягкие
части древесины, оставляя
самое твердое ядро — это
и есть сырье для
парфюмерии. Ядро измельчают и
извлекают из него масло.
Эфирное масло сандала на
98% состоит из терпенового
спирта санталола С!5Н2зОН.
Найден в сандаловом масле
и сантален — трициклический
сесквитерпен, соединение,
весьма редко
встречающееся в растительном мире:
$Y К
Кроме парфюмерно-кос-
метической славы, имеет
сандал и многовековой
лечебный авторитет. Тибетская
медицина признает за ним
способность излечивать
«жар» и исцелять «болезни
крови». В нашем понимании
это означает: успокаивать
воспалительные процессы и
приводить в норму
отклонения в деятельности
кроветворной и сосудистой систем.
Как показали исследования,
санталол действительно
обладает мягким антисепти-
Персидский сосуд для
благовоний. XVIII век
Персидская бронзовая куриль- -d
ница VI — VII века
4WA

ческим эффектом. В
прошлом сандаловое масло в
желатиновых капсулах —
«санталовые перлы» — широко
применялось для лечения
воспалительных процессов
мочеполовой системы
различного происхождения и
считалось лучшим из
бальзамических средств, поскольку
обладает наименьшим
раздражающим действием. С
появлением же антибиотиков
и сульфамидных препаратов
область применения
сандалового масла сократилась и
теперь ограничивается почти
исключительно
парфюмерией и косметикой. Впрочем, и
в этой области во многих
странах с увеличением
масштабов парфюмерного
производства дорогое сандаловое
масло стараются заменить
местным сырьем. В нашей
стране весьма достойным
заменителем сандалового
масла стало эфирное масло,
добываемое из корневищ
аира (подробнее об этом
растении см. «Химию и
жизнь», 1970, № 10).
У белого сандала есть
несколько родственников, тоже
с душистой древесиной, —
это сандаловое дерево Кун-
нингама из Новой Зеландии
и сандаловое
южнокаледонское — из Австралии.
Но ими не исчерпывается
перечень деревьев, носящих
имя сандала. Это название
стало как бы собирательным
для многих «ароматных» и
«красящих» деревьев. В
ботанике такое бывает.
Фиалками пахнет свежая
древесина кампешевого
дерева, живущего в
Центральной Америке. Сначала ярко-
красная, она потом синеет
и в конце концов
приобретает фиолетово-черный
оттенок. Такой расцветкой
древесина обязана красителю
гематоксилину. Его
используют в гистологических
исследованиях для
окрашивания клеточных ядер, а
экстракт дерева — кампеш — в
кожевенной и текстильной
промышленности как
дубитель и краситель.
Кампешевое дерево называют еще
синим или черным сандалом.
К тому же семейству, что
и кампешевое, относится и
фернамбуковое, или
бразильское дерево, растущее
в Бразилии. У него очень
твердая древесина красивой
текстуры. Ядро ее — желто-
красное, со временем
приобретающее темно-красный
цвет. Это и есть .знаменитое
красное дерево, идущее на
самую дорогую мебель и
паркеты. Получают из него
и красный краситель —
бразилин. Фернамбуковое
дерево называют красным
сандалом.
Такое же имя носит и ба-
фия — африканское дерево
из семейства бобовых.
Древесина у него тоже темно-
красного цвета и очень
ароматна. Идет она для
получения красного и
коричневого красителя.
Называют сандалом и один
из видов крушины, растущий
у нас в Сибири. Его издавна
использовали для выработки
стойкого красителя, что,
кстати, характерно для
многих представителей
крушиновых.
Сандаловые красители
были повсеместно известны в
русском быту. Ими чаще
всего красили «пасхальные
яички», которые по старому
обычаю дарили друг другу
на первый весенний
праздник. И деревенского
красильщика называли — сан-
дальщик. Даже и сейчас
слово «сандалить»
употребляют в значении
«окрашивать в красный цвет».
Сандаловые красители стали
довольно редки, но выражения
«насандалиться»,
«насандалить нос» (довести его до
сизо-красного оттенка
крепкими «красителями»)
все-таки продолжают жить- Если
бы только в словарях...
Б. СИМКИН
Резной шкафчик из кампешевого
дерева. Куба, XVIII век

ссср гг
V* ц
В холодном
коридоре
планеты
Кандидат географических наук
Ю. П. ПАРМУ ЗИН
Любой ландшафт, будь то пустыня или
тайга, вбирает в себя все материальные
компоненты земных оболочек. Этих
компонентов, дающих красочный
калейдоскоп Земли и все материальные
ресурсы, по сути дела, восемь: воздух,
вода, горные породы с их наземным
рельефом, растительность, почвы;
микроорганизмы, животные и люди.
В каждой ландшафтной зоне свои
нюансы взаимодействия между
компонентами и свои особенности
круговорота веществ и энергии, скорости
движения и темпов возобновления
природных ресурсов, свои особенности
химических реакций, свои условия жизни
и природопользования.
По северной окраине Евразии
тянутся тундры шириной от 30 км на
Кольском полуострове до 1000 км —
на Дальнем Востоке. Здесь
биологический круговорот веществ идет на
пределе возможного и поэтому очень
раним. Южнее тундр на картах
обозначена полоса лесотундр. Ее ширина
куда скромнее — от 30 до 150 км.
Еще южнее в Евразии между Балтийским
и Охотским морями на картах по
традиции рисуют мощную полосу тайги
шириной от 1000 до 3000 км. А между
тем закономерные изменения
ландшафтов явственно вырисовываются уже
через один градус широты, через 100—
120 км.
Как планировать ведение хозяйства,
эксплуатацию лесов, строительство
инженерных сооружений или нормы
отопления и освещения предприятий и
жилья, скажем, в самой широкой части
зоны между Байкалом и бассейном
Анабара? Неужели здесь все
одинаково? Конечно, нет!
Северная граница хвойных лесов
вплоть до середины пятидесятых годов
была изучена даже хуже тундры.
Маршруты географов и геологов, ботаников
и почвоведов в Сибири шли в основном
по речным долинам. Реки же, несущие
свои теплые воды с юга, как бы
отапливают полосу от 300 до 1000 метров
по обе стороны русла. Исследователи
часто экстраполировали эти условия на
плакоры (междуречья). Так широченная
тайга и укоренилась на картах. На
а
а
-I
а
N
э
-г
а<
N
в
R
51 П

:«V^>
'- Ч"
^v^.
Г
ШВДНЫЕ ПУСТЫНИ К ОДН
Л ТУНДРЫ
3 ТУНДРОЛЕСЬЕ
LZZj тайга
г*ш|ымт1г|шой;Т умеренно континентальная, и континентальная,
III РЕЗКО КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ, IV ЗКСТРАМНЯИНЕНТАЛЬВАЯ, V МУСШНАЯ
Тундролесье
и смежные зоны СССР
самом же деле и леса, и подзолы
тянутся лишь узенькими полосками вдоль
бровок речных террас.
В 1954 году многолетняя экспедиция,
в которой я участвовал, закончила
пересечение Среднесибирского
плоскогорья от Саян до последних деревьев
на севере. Все мы были поражены
резким различием севера и юга этого
гигантского залесенного плоскогорья.
Потом были другие многолетние
экспедиции. И становилось все более ясно,
что между тундрой и тайгой легла
широкая полоса, не похожая на
тундру и тем более на тайгу. Это —
тундролесье.
ТАМБУР ДЛЯ ТАЙГИ
Когда, скажем, в прибайкальской тайге
в июне зеленеют лиственницы и березы,
а под ними распускаются цветы трав,
в тундролесье на том же меридиане
в бассейне Анабара только начинает
' таять снег. Лиственницы здесь
зазеленеют через месяц, а берез там вообще
нет. Почву покрывают лишайники, мхи
и реденькие кустарнички. Здесь весна,
лето и осень вместо обычных девяти
месяцев укладываются в четыре.
Из-за льдов и студеной воды морей
Северного Ледовитого океана над ними
все лето царит высокое давление
воздуха — арктический антициклон. На
побережье воздух немного прогревается,
и его давление падает. Это порождает
отток холодного морского воздуха на
континент. Проходя над тундрой, он
немного теплеет, но еще не успевает
растерять накопленный холод и
насытиться влагой. Полностью свои
арктические качества воздух теряет, как раз
над тундролесьем. Иначе говоря,
тундролесье — это как бы
тамбур-отеплитель для таежной горницы.
В то время как в тайге летом
дружно развивается все живое, в тундро-
52

лесье свирепые набеги холодов и
снегопадов мешают жить и растениям,
и животным. Всякая впадина, всякое
озеро как бы концентрируют холод и
иногда на месяц замедляют вегетацию
деревьев. Время активных
биохимических процессов, скажем, в кустике
ивы здесь не превышает 100—120 дней
в году, а это почти вдвое меньше,
чем в тайге.
Уже в конце сентября над Якутией
возникает могучий Сибирский
антициклон. Охлаждая едва прикрытую
снегом землю, он все растет и нередко
достигает Урала. И над Восточной
Сибирью воздух становится в среднем на
20° холоднее, чем над Северным
полюсом. Морозы в минус 60—67°С
были именно в тундролесье, и не только
в Верхоянске и Оймяконе, но и на
Оленьке и на Курейке. Этот тяжелый
воздух плывет на север к более
теплому арктическому. И над тундролесьем
зимой дуют очень холодные, на этот
раз южные ветры. Вот и выходит, что
зимой и летом эта полоса пропускает
через себя самый холодный воздух
северного полушария.
Под жиденьким облачным и снежным
одеялами земля за зиму глубоко
промерзает и не успевает вся оттаять
за короткое лето. В некоторых районах
льдинки в верхней части мерзлых
грунтов занимают 70% объема.
Представьте, что будет, если строители,
обманутые твердостью мерзлоты,
вздумают без профилактических мер
защиты что-либо построить. На следующий
год или в лучшем случае года через
три любое сооружение, даже
газопровод, будет деформировано или вовсе
разрушено из-за разного нагрева и
охлаждения грунтов под ним или в его
тени.
За лето верхний слой почвы оттаивает
не более чем на 2,5—3 м, но обычно
на 30—70 см. В этом-то слое и
укореняются растения, здесь-то и идет
почвообразование, формируется
микрорельеф, рождаются термокарстовые озера.
САМАЯ ЧИСТАЯ ВОДА
Вода тундролесий по химическому
составу близка к дождевой. Из-за низкой
температуры она насыщена кислородом,
что способствует процветанию рыбы.
Однако и водотоки, и болота почти
всегда буроватые из-за органических
веществ, вымываемых из почвы.
Вечная мерзлота почти исключает
грунтовое питание рек и озер, не дает
просачиваться атмосферным осадкам и,
охлаждая, противодействует их
испарению. Мерзлота, как скупой рыцарь,
собирает и хранит воду. Водой
заполнена любая впадина. Болота, лужи и озера
занимают почти 80% территории на
равнинах. Заболочены даже склоны гор.
И всюду, даже из болот, можно
напиться — болезнетворных организмов
в воде почти нет.
И в воздухе из-за отсутствия
питательных веществ, которые дают населенные
пункты и отходы предприятий,
микроорганизмов крайне мало. К тому же в
теплое время года ультрафиолетовые
лучи стерилизуют воздух (в солнечные
дни 65% бактерий, находящихся в
воздухе, гибнут). По-видимому, это одна
из причин того, что местное
население редко заболевает инфекционными
болезнями.
Холодная речная и озерная воды
также отнюдь не благодать для микробов.
В озерах преобладают
микроскопические водоросли, особенно диатомея
исландика. Она начинает вегетировать
еще подо льдом и жадно поглощает
кремний для построения своего скеле-
тика. И на долю других видов
микрофлоры, развивающихся в теплое время,
его почти не остается.
Озера в тундролесье на памяти од-
ного-двух поколений людей могут
рождаться, расти и исчезать, оставляя более
или менее плодородные иловатые
почвы. И болота тут своеобразны:
мелкие — глубже метра не утонешь.
Реки, кроме самых крупных, таких,
как Печора, Обь, Енисей, Лена или
Колыма, зимой перемерзают на
перекатах или промерзают вовсе. Зимний
сток рек, рождающихся в тундролесье,
ничтожен: даже у такой большой
судоходной реки, как Оленек, за семь
месяцев зимы он составляет всего один
процент от годового.
Ранние морозы перехватывают реки
на перекатах, и начинается рост
наледей. В Верхояно-Колымском регионе
объем некоторых наледей переваливает
за 200 миллионов кубометров.
Настоящие ледники, не успевающие стаять
за лето!
ДЫХАНИЕ РЕЛЬЕФА
Энергичные физико-химические
процессы быстро окутывают древние горные
породы грубообломочной корой
выветривания и вымывают из нее
растворимые химические элементы. Из-за
резких перепадов температуры
кристаллические горные породы на поверхности
растрескиваются от 0,2 до 5 мм в год.
В теплую пору вода заливает все
пустоты между обломками и, замерзая
(а это случается часто), расширяет весь
рыхлый слой. При таянии льда обломки
опять оседают. Кора выветривания как
53

бы дышит. Насыщенная водой, она на
любом, даже пологом склоне
смещается; двигаются даже деревья. Но еще
сильнее поверхностная эрозия. Струйки
воды смывают талые частицы и
образуют неглубокие промоины. Они
превращают любой склон в гофрированную
поверхность.
Из-за быстрого дробления горных
пород и низких температур почвы мало
подвержены химико-минералогическим
изменениям. Но вода, растворяя все,
что можно растворить, уносит большую
часть катионов щелочных и
щелочноземельных металлов, органические
кислоты и даже кремнезем, который в зоне
тайги служит основой подзолистых почв.
Из-за сурового климата гумифици-
рование растительных остатков тянется
годами. Зато в почвах собираются
малоподвижные элементы (железо,
алюминий и титан). Железо и придает им
красно-бурый цвет.
РАСТЕНИЯ И ЖИВОТНЫЕ
ПРИСПОСАБЛИВАЮТСЯ
На огромных пространствах
междуречий «таежного тамбура» разбросаны
там и сям угнетенные, тонкоствольные
и низкорослые деревья с короткими
сучьями. Узкие кроны — это средство
защиты от свирепых морозов. И вот что
примечательно: при реденьких кронах
корневая система деревьев почти
сомкнута. Корни, стремясь захватить как
можно большую площадь бедной почвы,
уходят на десятки метров от стволов.
Если снять почву, то по
переплетенным корням можно идти.
Борясь за место под солнцем, деревья
чутко реагируют на всякое изменение
рельефа и горных пород. Например,
на гранитах и южных склонах вплоть
до Урала преобладают сосняки, на
базальтах и северных склонах лучше себя
чувствуют ельники. От гор Путорана до
самого Охотского моря из деревьев
прижилась только лиственница
даурская. В наилучших условиях лиственница
250-летнего возраста здесь не выше
12 м, а в тайге за это время
она вырастает до 30 м. Поскольку кроны
деревьев не слишком-то затеняют
землю, во всю процветают кустистые
лишайники, их здесь около 520 видов.
У них нет корней, им не нужны
плодородные почвы. Лишайники иногда даже
вытесняют деревья, задерживая семена
в своей перине.
В лишайниках очень мало белков
(около 1 %), жиров (около 3%) и
витаминов, зато много углеводов. А их зола
состоит в основном из кремнезема,
железа и алюминия. Вообще во всех
растениях тундролесья много алюминия,
особенно по сравнению с теми же
растениями, живущими в тайге.
Благодаря хорошему ультрафиолетовому
облучению в тундролесье хвоя и ягоды
накапливают много витаминов.
Например, в черной смородине около
Красноярска не более 200 мг% аскорбиновой
кислоты, а под Игаркой — 277 мг%,
в хвое ели соответственно 180 и 280 мг%.
И у животных свои особенности.
Например, длиннохвостый суслик в
Колымском крае легко переносит суточные
Охотничья избушка за 16 лет не только
покосилась, но и съехала на четыре метра
по пологому склону
£§»«
***?*
'.деЯДОГ»
'**&*•*'
А'-

колебания температуры в 70°, а во
время зимней семимесячной спячки
температура его тела безболезненно
может падать до —4°С, и только при
—10° он погибает. Великолепная
терморегуляция и у леммингов, некоторых
полевок. У многих гнездящихся птиц,
кроме нырковых уток, по сравнению с
теми же видами, обитающими в тайге,
увеличены сердце и печень (до 40%),
а также кишечник и поджелудочная
железа. Это облегчает жизнь при резких
сменах погоды.
Кроме множества гнездящихся
водоплавающих, кишат мелкие
насекомоядные птицы, использующие для гнезд
кусты. Ибо на деревьях, с их тонкими
стволами и прозрачной кроной,
гнездиться опасно, а дупел нет. Кроме
трехпалого дятла, приспособившегося жить
без дупла, здесь нет других дуплогнез-
довиков. Раз нет дятлов, нет и их
«квартирантов»: пищухи, вертишейки,
поползня.
Кроме общеизвестных сезонных
перелетов птиц, все животные тундролесья
перемещаются вслед за оленями. С
летних тундровых пастбищ, когда там
начинают высыхать травы, оленьи стада
двигаются на зимние ягельники, под
защиту деревьев от холодных ветров.
За ними летят оводы и другой гнус.
В надежде поживиться больными или
старыми оленями, идут волки. На
некотором удалении от них движутся
песцы и редкие росомахи,
подбирающие все остатки волчьей трапезы —
Солнфлюкциониый (натечный) склон
в тундролесье, образовавшийся
из-за неоднократного промерзания н оттаивания
грунта
тундра и тундролесье очищаются от
падали полностью. За песцами следуют
куропаточьи семьи, которым легче
приютиться на ночевку и найти
подснежный корм в лунках, разгребаемых
оленями в снегу в поисках пропитания.
Весной вся свита отправляется в
обратном направлении — в тундру. Южная
граница такого кочевья совпадает с
климатической и геоботанической
границей тундролесья.
Дикие олени все время в походе.
За год они проходят около 2500 км.
Зимой, «на привалах», они роют
копытами небольшие лунки, забирая из них
лишь десятую часть растущего там
корма, а при глубоком снеге — пятую.
Домашние же олени подолгу пребывают
на месте. Их лунки вдвое больше, и
забирают они из них до 80% корма. И вот
что любопытно — ягель в 9 питании
домашнего оленя занимает около 50%,
а дикие северные олени зимой
потребляют клядонии (ягеля) всего 5%, а 45%
их рациона составляет осоково-пушице-
вая ветошь, что способствует
возобновлению осоково-пушицевого травостоя.
Так что дикий олень как бы сам
заботится о своем пропитании.
На севере кочуют и рыбы: лето
они проводят в реках, а зимой спешат
в озера, пока не промерзли водотоки.
Вот и получается, что не только воздух,
но и животный мир тундролесья
меняется по сезонам года.
ВМЕШАТЕЛЬСТВО ЧЕЛОВЕКА
Разработка тонкоствольного,
реденького леса и сельскохозяйственное
использование мокрых, неплодородных почв
на междуречьях нерентабельны, а в

Грибов в тундролесье
великое множество
большинстве своем пока просто
невозможны. Что же остается? Многое. Все
тундролесье — это превосходное
зимнее пастбище для северных оленей.
Сейчас здесь сосредоточено 95% их
поголовья, но территория и запасы
лишайников позволяют по крайней мере
удвоить число оленей. Весьма
прибыльна охота на водоплавающих птиц и
куропаток. Добывают и песцов, лисиц,
ондатр. Практически неограниченной
может быть охота на горностая и зайца.
С большой осторожностью и
рачительностью надо вести лов
медленнорастущих сиговых, лососевых, осетровых и
других рыб в бесчисленных озерах.
В тундролесье несметные
возможности для сбора грибов, брусники,
морошки, голубики, черной и красной
смородины, клюквы... И если в замерзшей на
морозе клюкве витамин С разрушается, то в
морошке он сохраняется и при
замерзании, и при многократном оттаивании.
А витамина С в морошке больше,
нежели в клюкве, да и сама урожайность
морошки выше всяких похвал: 200—
800 кг/га. Брусники бывает еще больше,
но сборы ее не дотягивают и до
тысячной доли процента от биологических
запасов. А в Верхояно-Колымском
регионе* множество масличных орешков
кедрового стланика, которые тоже
остаются втуне.
Всемирно известны угольные залежи
Печорского бассейна или еще
неразрабатываемые — в бассейне Лены; нефть
и газ Тюменского севера, медно-нике-
левые залежи Норильска, Талнаха,
Кольского полуострова; оловянные руды в
бассейне Яны, алмазы Якутии. Золото,
вольфрам, молибден, ртуть — все
элементы системы Менделеева имеются
в полосе тундролесий.
Для механизмов, работающих здесь
на открытом воздухе, нужны детали
из морозостойких, специальных сталей,
ибо при температурах в минус сорок
градусов и ниже, а такие морозы
здесь царят от месяца до трех, не
только машины, но и простые топоры
становятся ломкими, а резина
трескается. Резкая континентальность климата,
лютые морозы, избыток воды летом и
недостаток ее зимой требуют от
человека, прибывшего сюда из более
благодатных мест, особой тренированности.
Не каждому дано адаптироваться к
перепадам температур и атмосферного
давления, резкому различию в
освещении и долгому ультрафиолетовому
дефициту.
Наконец, тундролесье очень и очень
нуждается в бережном и
осмотрительном к себе отношении. Из-за непрочных
связей между компонентами
ландшафта возможна быстрая реакция распада.
Зимний корм оленей — кустистые
лишайники — в сухом состоянии
воспламеняется от любой искры, и тем более
от папиросы, и не восстанавливается
десятки лет. От проезда гусеничного
трактора дважды по одному месту
возникают ручьи по колеям, которые потом
часто превращаются в овраги.
Тундролесье легко ранимо, ведь
сезонные перепады температур здесь
превышают сто градусов. Такого больше
нигде нет. И, осваивая эту территорию,
нужно действовать осмотрительно, не
нарушая экологического равновесия.
Как говорится, семь раз отмерь — один
раз отрежь.
ПОПРАВКА
В части тиража 10-го номера на стр. 30
типографией допущены опечатки в ряду радиоактивных
превращений изотопа ^'07. Следует читать:
2^Ю7 —* н105 ^ 4103 —* 101 ^ 100
56

Зел»> . «
Как зимует
муравей?
Зоологическое исследование
любого региона начинается с
выяснения состава фауны и
ее пространственного
распределения. К сожалению,
обычно дело ограничивается
констатацией распределения
тех или иных видов; о
причинах же этого чаще всего
пишут, что они «явятся
предметом дальнейших
исследований».
Один из таких регионов —
наш Северо-Восток со
своеобразной, отнюдь не бедной
фауной беспозвоночных.
Здесь изобилие плохо
поддающихся объяснению
ситуаций в пространственном
распределении видов.
Район моих исследований—
верховье Колымы — лежал
в высоких широтах, где
климат почти максимально кон-
тинентален. Не
останавливаясь на летних условиях, на-
помню->факты: азиатский
антициклон, вернее, его
северовосточный отрог создает
здесь крайне низкие
температуры воздуха: 45—55°
ниже нуля — нормальная для
этих районов температура.
Снежный покров
маломощен — 30—50 см, а из-за
ветров, особенно на высотах,
распределен по принципу «то
густо, то пусто».
Каким же образом
насекомым, особенно южным по
происхождению, удается
переносить столь жестокие
зимы, даже если они зимуют в
почве под снегом? Быть
может, их пространственное
распределение прямо (или
Из газеты «Дальневосточный
ученый ».
непрямо) связано с
распределением снега? Имеют ли
насекомые специфические
«северные» физиологические
адаптации или их спасает
только способность находить
«теплые местечки»? И есть
ли эти «теплые местечки» на
самом деле?
Таков был круг моих задач
в последние три года.
Наиболее удобным объектом
исследований оказались
муравьи. Самое главное — их
много в одном гнезде, что
обеспечивало надлежащую
статистику. Постановка
работы представ л ялась
несложной — надо выяснить
распределение муравьев по
элементам ландшафта, измерить
зимние температуры в почве
разных местообитаний на
глубине зимовочных камер;
в лаборатории с помощью
портативного
низкотемпературного холодильника узнать,
насколько возможно
охлаждение тканей насекомых без
образования в них
кристаллов льда (так называемые
«критические температуры»).
В феврале 1981 г. мы
работали в котловине
романтически названного
геологами водоема — озера Джека
Лондона. Интерес к этому
красивому месту был вызван
не только и не столько
эстетическими соображениями,
сколько тем, что в котловине
озера, расположенного на
высоте В00 м над уровнем моря,
были большие колонии
муравьев весьма
чувствительного к холоду вида. Задача
сводилась к тому, чтобы
добраться туда на вездеходе,
измерить температуры в
гнездах муравьев (датчики
термометров сопротивления
были вживлены в муравейник
осенью), вырубить монолиты
с гнездами разных видов и
доставить их в лабораторию
для дальнейшей работы.
Все складывалось
замечательно: светило солнце,
мороз был под 30, мы успешно
миновали долину ручья, где в
прошлую, очень снежную
зиму вездеход буквально
утонул в снегу. Без остановок
добрались до избушки, провели
суточный цикл измерений
температуры. Осталось лишь
выдолбить гнезда муравьев и
с необходимыми
предосторожностями побыстрее
отвезти их на станцию. Увы,
везение кончилось, когда на
крутом склоне вездеход
сломался, а починить его своими
силами оказалось
невозможно. Пришлось искать в
ближайших поселках добрых
людей; они, разумеется,
нашлись, как и нашлась с их
помощью нужная запчасть.
Экспедиция успешно
завершила работу.
Сейчас уже ясны основные,
в значительной мере
неожиданные, результаты.
Длительные измерения показали,
что, несмотря на
теплоизолирующее действие снежного
покрова, при температуре
воздуха в минус 57°С в
местах зимовки муравьев может
быть очень холодно (—30°С).
Но нашлись и «тепленькие
местечки»: в них
температура даже на глубине всего в
10 см не опускается ниже
минус 12.
Физиологические
возможности муравьев разных видов
оказались различными. Все
они зимуют незамерзшими,
но лишь некоторые способны
кратковременно переносить
охлаждение до минус сорока.
В их телах осенью
накапливается до 30% — от сырого
веса — глицерина и
подобных ему антифризов,
позволяющих зимовать где угодно.
Где угодно они и расселились
на Колыме. Другие виды не
переносят охлаждения ниже
20—24°; они и встречаются
локально...
А. ЛЕЙРИХ,
Институт биологических
проблем Севера

Земля и ее обитатели
Морские коровы
Б. ГРЖИМЕК
Гомер 2700 лет тому назад описывал
в своей знаменитой «Одиссее»
соблазнительное пение прекрасных и
коварных сирен. И вправду, у побережий
многих морей, а также в некоторых
больших реках на самом деле водятся
сирены. Но настоящие сирены никоим
образом не в состоянии завораживающе
петь, а могут лишь сопеть и фыркать.
Не обладают они и обворожительным
станом — чего нет, того нет. Но, между
прочим, даже в нашем столетии некий
капитан, проплывая мимо сирен в
Красном море, обмишурился настолько, что
принял их за купальщиц и направил
судно поближе, чтобы получше
рассмотреть.
Когда сирены высовываются по плечи
из воды, то издали действительно могут
сойти за русалок, потому что ростом
они с человека, а у самок к тому же
имеются две выпуклые грудные
железы. Отсюда и россказни моряков. Во
всем же остальном сирены ничего
завораживающего собой не представляют.
И гораздо лучше называть их морскими
коровами, чтобы разочарование было
не слишком велико, если представится
случай действительно их увидеть.
Однако такой случай — редкость.
Ибо эти животные держатся в местах,
густо заросших водорослями, которые
практически недоступны человеку, даже
на лодке.
И хотя морским коровам приходится
время от времени выныривать на
поверхность за новой порцией воздуха
(они дышат легкими, как и мы с вами),
тем не менее уходить на большие
глубины им незачем. Они — мирные
травоядные, они куда медлительнее и
пассивнее своих хищных родичей —
тюленей и дельфинов — и напоминают
поведением именно самых настоящих
коров. А поскольку вода необходима
и м только для пастьбы, а не для ды-
хания, то им, собственно говоря,
безразлично, где именно пастись — в
морской соленой воде или в солоноватой
устьев рек, или в простой речной (в
Амазонке и ее притоках).
Однако к воде сирены привязаны
сильнее, чем, скажем, тюлени или
морские львы. Если во время отлива сирены
случайно останутся на суше, то могут
погибнуть: их слабые передние ласты
и горизонтальная задняя паста
непригодны для передвижения по суше. Кроме
того, грудная мускулатура сирен вне
водной среды, облегчающей вес тела,
не в состоянии обеспечить дыхательные
движения махине, весящей до трех
центнеров. Поэтому в таких случаях
сирены, подобно китам, обсыхают и
гибнут под палящими лучами солнца.
То, что предки этих коров много
миллионов лет назад обитали на суше,
выдают их «руки», которыми сирена
в состоянии заключить в объятия
супруга или прижать к себе детеныша. Каждая
«рука», внешне похожая на плавник,
внутри сохранила кости всех пяти
пальцев. Задние же ноги срослись в один
общий «плавник» с той только
разницей, что он расположен не вертикально,
как у рыб, а горизонтально, как у китов.
58

«Водяная корова» съедает за день
25—30 килограммов морских
водорослей или пресноводных растений.
Кишечник у нее длинный — метров двадцать;
это необходимо чтобы переварить
огромную массу зеленых кормов.
В ЮНЕСКО в последние десятилетия
стали поступать заявления от
тропических стран с просьбой снабдить их
морскими коровами. Дело в том, что
внутренние озера и реки многих стран
зарастают водорослями, мешающими
нормальному судоходству и рыбному
промыслу. А происходит это по той
простой причине, что кто-то, истребив
какой-то вид животных, нарушил
естественное биологическое равновесие. В
таких местах и мечтают развести стада
безобидных травоядных животных,
чтобы они уничтожали нескончаемые
подводные заросли. Например,
искусственное озеро Кариба в Зимбабве, которое
начали создавать на реке Замбези с
1958 года, вскоре изрядно заросло
водорослями.
Вездесущий водяной гиацинт с его
красивыми лиловыми цветами ведет
свою родословную из Бразилии.
Любители развезли его оттуда во многие
уголки земного шара и рассадили где
только могли. Некоторые озера ныне
так заросли гиацинтом, что рыбы в них
дохнут от недостатка кислорода. В
американском штате Луизиана вынуждены
были пустить в ход «подводные
сенокосилки», чтобы освободить проезд хотя
бы для почтовых лодок. На озерах
Сирии моторные лодки зачастую не в
состоянии проехать и нескольких
метров — приходится вытаскивать мотор
и снимать напутавшиеся на винт
водоросли. В Индии водяной гиацинт
блокировал обширные водные
магистрали.
Уверяют, что две морские коровы за
семнадцать недель могут очистить от
водорослей канал шириной в семь
метров и длиной полтора километра.
Но как перевозить сирен? Были ведь
случаи, когда их клали на спину в нечто,
напоминающее гамак, и тяжелые
внутренности сирен настолько сдавливали
их легкие, что животные задыхались.
И что мы вообще знаем о них, о
сиренах? О том, как они живут? Постыдно
мало! Знаем, что на морских побережьях
и реках Флориды, а также Центральной
и Южной Америки их называют манати,
на западном побережье Африки —
ламантинами, а на берегах Индийского
океана — дюгонями.
Спокойно и удобно наблюдать за
сиренами можно разве что в Майами,
в Соединенных Штатах. Тот, кто,
находясь во Флориде, захочет постоять на
одном из мостов через реку Майами,
увидит, как из мутной воды время от
времени выныривают их крупные
головы. Тут и выяснили, что взрослые
крупные сирены могут пробыть под водой
59

до 15 минут. А вообще-то за последние
сорок лет стадо этих водных животных
во Флориде сильно поубавилось. И если
бы за убийство сирены не стали
штрафовать на пятьсот долларов, давно исчезли
бы и последние.
В обычных зоопарках и аквариумах
сирен, как правило, не увидишь. И не
потому, что их так уж трудно
содержать. В зоопарках Франкфурта-на-
Майне и Антверпена, например, они
жили годами. Франкфуртская морская
корова погибла во время бомбежки, а
в старейшем Гамбургском зоопарке
парочка пресноводных морских коров
прожила целых тринадцать лет, с 1912 по
1925 год. Однако для посетителей это
животное не очень-то интересно: в воде,
замутненной огромными массами
фекалий, оно почти весь день лежит без
движения. Зато сирены неприхотливы
и без особых трудностей переходят на
другие, отнюдь не растущие в воде
корма.
Например, самец морской коровы по
кличке «Уинстон Черчилль»,
принадлежавший частному зоопарку во Флориде
и весивший 8 центнеров, поглощал
ежедневно 40 килограммов картофеля,
бананов, салата, помидор и дынь. А вот
лука он терпеть не мог. Как он, так
и его супруга, откликались на свои
клички, подплывали к служителю,
переворачивались на спину, чтобы им чесали
брюхо, и по команде «давали ласту».
Вот только за температурой воды в их
бассейне приходилось зорко следить:
если она опускалась ниже 15—16°, то
дело могло плохо кончиться. Однажды
самец в прохладной воде получил
воспаление легких, и спасти его удалось
только тем, что ему вкатили много
миллионов единиц пенициллина.
Печальная участь была уготована
родственнице сирен — стеллеровой корове,
которая вскоре после ее открытия была
истреблена ради человеческой
алчности. А между прочим, именно она
сегодня могла бы служить превосходным
источником питания.
По величине стеллеровы коровы
напоминали скорее слонов, чем коров.
Выставленный в Ленинградском
зоологическом музее скелет стеллеровой
коровы двухсотлетней давности имеет в
длину 7,5 метра, и скелет
южноамериканского манати рядом с нею выглядит
скелетиком ее детеныша. Северный
вид морских коров был поистине
гигантским: охват груди такой махины
переваливал за шесть метров!
Северных морских коров обнаружили
в Тихом океане у Командорских
островов. Позже они были найдены у острова
Беринга и у острова Медного. У Георга
Стеллера было достаточно времени
для тщательного наблюдения за чудо-
животными, общую численность
которых он определил в 1500—2000 особей;
ему как судовому врачу пришлось в
1741 году перезимовать на острове
Беринга вместе с командой, тяжко
страдавшей от цинги.
«По несчастной случайности я получил
возможность в течение целых десяти
месяцев наблюдать за образом жизни
и повадками этих животных, — писал
Стеллер в своей книге. — Они каждый
день появлялись практически перед
самой дверью моего жилища».
Стада морских коров паслись на
мелководье, охотней всего возле
впадения рек. Доверчивы они были сверх
всякой меры. Человека подпускали
настолько близко, что с берега их
можно было потрогать рукой. Даже раненые,
они через какое-то время возвращались
назад. Единственным и постоянным их
занятием была пастьба. Голова при
этом находилась над водой, и на нее
часто садились чайки. Зимой морские
коровы сильно тощали; часто их
сдавливало льдами, и они погибали.
Кожа стеллеровой коровы была
черной, неровной, даже сморщенной,
притом жесткой, без какого-либо
шерстного покрова и пробуравлена мелкими
вертикальными канальцами. Она скорее
напоминала кору дерева, чем кожу
животного. Один исследователь в
Гамбурге не так давно проделал следующий
опыт. Он взял кусок этой сухой кожи
толщиной в 6—7,5 см и размочил ее
в воде. И что же? Оказалось, что
одеяние северных сирен по эластичности
и сопротивляемости сходно с
автомобильными покрышками. Такая кожа
животным была совершенно необходима,
потому что иначе они, швыряемые
волнами меж острых скал и льдин,
слишком легко могли пораниться.
Стеллер обнаружил, что в коже сирен
поселяются какие-то «насекомые». Этих
мелких ракообразных и сегодня можно
найти в высушенных кусках кожи стел-
леровых коров. Они сродни рачкам,
паразитирующим на коже китов.
Мясо стеллеровой коровы было
прекрасным на вкус. Его трудно было
отличить от говядины. Вот что писал
о нем Стеллер:
«Кишки, сердце, печенка и почки
были жестковаты, и мы их выбрасывали;
да мы в них и не нуждались, потому что
у нас хватало мяса с избытком. Жир
60

«телят» настолько напоминал свиное
сало, что его просто невозможно было
от него отличить. Но и у взрослых
особей подкожный жировой слой, опоя*
сывающий все тело, был «железистый»,
плотный, блестящий, белый, а если его
подержать на солнце, становился
желтым словно масло. Жир этот и на вкус,
и на запах превосходен и совершенно
несравним с жиром других морских
зверей; даже сало наземных
четвероногих во многом ему уступает. Помимо
того, что оно не портится на солнце и
его легко сохранять даже в самые теплые
дни, сало и от времени не прогоркает
и не начинает дурно пахнуть.
Вытопленное, оно очень сладкое и приятное на
вкус, так что сало нам всем вполне
заменяло сливочное масло. По своему
вкусу оно скорей всего напоминало
миндальное масло, и его можно было
класть во все блюда, куда обычно
кладут сливочное масло. В лампе оно
горело ярко, без гари и запаха».
Такие соблазнительные описания дали
плохой результат. С 1743 и по 1763 год
на острове Беринга зимовало от 20 до
50 охотников-промысловиков и столько
же их было на острове Медном.
Уже к 1754 году вокруг острова Медного
все поголовье стеллеровых коров было
выбито. На острове Беринга последнюю
морскую корову видели в 1768 году.
Видел ее человек по фамилии Попов,
ну и, разумеется, тут же убил (в
БСЭ говорится, что стеллерова корова
была истреблена в 1765 году.— Ред.).
В 1854 году Норденшельду удалось
собрать для науки несколько ящиков
огромных костей этого животного,
валявшихся по всему острову.
С тех пор много воды утекло, и много
других видов животных, живших
миллионы лет на нашей планете, были
истреблены человеком и исчезли навсегда.
Сокращенный перевод
с немецкого
Б. А. ГЕЕВСНОЙ
из книги «Unsere Briider mit den Krallen»
Снова спор
вокруг Ламарка
КАМЕНЬ ПРЕТКНОВЕНИЯ
Ничто в современной биологии не
вызывало столь длительных и ожесточенных
дискуссий, как вопрос о наследовании
благоприобретенных признаков.
Дискуссии эти длились около ста лет, с
середины прошлого века и до середины нашего.
Сегодня эта проблема считается
решенной однозначно: не наследуются. Тем не
менее в 1980—1981 годах ученый мир
вновь пережил вспышку старых споров,
прокатившихся по страницам солидных
научных журналов. Причиной стали
сенсационные результаты экспериментов,
поставленных канадским биологом Р.Гор-
жинским и живущим сейчас в Англии
молодым австралийским иммунологом
Э. Стилом. Об этих работах и будет
рассказано здесь.
Напомним, что концепция наследования
благоприобретенных признаков, выдви-
61

нутая в начале прошлого века
выдающимся французским ученым Жаном
Батистом Ламарком, исходит из того, что в
ответ на различные жизненные
обстоятельства в организме могут возникать
передающиеся по наследству
приспособления, которые помогают организму
выжить и приноровиться к условиям
существования. Взглядам Ламарка
противостоит выдвинутая в середине прошлого
века Чарлзом Дарвином теория
естественного отбора, по которой
наследственные изменения возникают в организме
случайно и не носят приспособительного
характера. Приспособления
формируются, но лишь в ходе естественного отбора
тех случайных наследственных
изменений, которые оказываются выгодными
организму. Теория Дарвина не отрицает
полезных приспособлений, возникающих
в каждом организме при его жизни
(например, тренировка мышц увеличивает
их объем и силу), но такие направленные
изменения, согласно Дарвину, не
передаются потомкам. Современная наука
так и не получила сколько-нибудь
серьезных доказательств наследования по
Ламарку. Общепринятой на сегодняшний
день безусловно признана уточненная,
детализированная и, главное, подробно
экспериментально обоснованная теория
Дарвина, называемая теперь
современной теорией эволюции.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДОПУЩЕНИЯ
Утверждению точки зрения Дарвина в
немалой степени способствовала теория
зародышевой плазмы, разработанная
немецким биологом Августом Вейсманом.
Хотя многое в этой теории было позднее
пересмотрено и отброшено, ядро ее
осталось и вошло составной частью в
современную генетику.
Согласно этой теории, половые клетки,
сливающиеся друг с другом при
оплодотворении и дающие начало новому
существу, как бы бессмертны. Это значит, что
они ведут свое относительно
независимое от организма существование,
передаваясь через сотни поколений. Лишь
только оплодотворенная яйцеклетка
поделится несколько раз, как происходит
специализация: клетки будущего
организма обособляются от клеток полового
пути. Первые (соматические клетки)
дадут начало органам и тканям нового
индивидуума — ногам, глазам, легким,
мозгу и так далее. Вторые (половые
клетки) дадут начало новым сперматозоидам
или яйцеклеткам, из которых позднее
возникнет новый зародыш. Придет срок,
организм умрет, но его половые клетки
будут жить в его детях, потом — в его
внуках, и так без конца.
Очень важно, что половые клетки
обособляются на самых ранних, еще
внутриутробных этапах развития. Это означает,
что те изменения, которые происходят с
организмом в течение его жизни —
упражнение мускулов, тренировка
сообразительности или выработка иммунитета,
согласно Вейсману, не затрагивают
половых клеток, а значит, не могут
передаться потомкам. Современная
молекулярная биология так же, как и наука во
времена Вейсмана, не располагает никакими
данными о том, что хранилища
наследственной информации соматических
клеток (хромосомы) сообщаются с
хромосомами половых клеток.
На эту твердыню современной
биологии и покусился Эдвард Стил,
изложивший свои идеи в 1980 г. в книге
«Соматический отбор и приспособительная
эволюция: наследование
благоприобретенных признаков».
Стил предположил, что генетическая
информация из соматических клеток
может переноситься в клетки полового
пути каким-либо не исследованным пока
наукой способом, например,с помощью.
эндогенных вирусов, присутствующих в
хромосомах человека и животных. Эти
вирусы, как известно, могут выходить из
клеток, захватывая с собой некоторые
хозяйские гены, а затем встраиваться
вновь в хромосомы других клеток.
Но, конечно, все не так просто. Для
наследования по Ламарку мало того, чтобы
соматические и половые клетки
сообщались. Нужно еще, чтобы было что
переносить. Полезным приспособлениям,
возникающим в соматических клетках
(например, при упражнении мускулов),
следует быть записанными в их хромосомах,
то есть должны возникнуть
направленные мутации, закрепляющие эти
приспособления. Наука пока что не знает таких
примеров: сколько ни отрезай у мыши
хвост, потомки ее все равно рождаются
хвостатыми.
Среди соматических клеток, однако,
имеется удивительное исключение. Это
клетки иммунной системы. С каким бы
чужим белком — новым, прежде
никогда не встречавшимся, — ни столкнулся
организм, клетки иммунной системы
быстро распознают его и обезвреживают.
Более того, эти благоприобретенные
свойства иммунные клетки передают
своим клеткам-потомкам — так возникает
стойкий иммунитет против однажды
перенесенной болезни. Что это —
наследование по Ламарку? Вовсе нет. В отличие
от всех остальных клеток организма
клетки иммунной системы очень часто мути-
62

руют. Среди этих генетически
разнообразных клеток отбираются в процессе
иммунного ответа и размножаются
именно те, которые помогают организму
бороться с чужеродными антителами.
Дело, конечно, не в направленном
изменении наследственных свойств клеток
иммунной системы, а в отборе случайно
возникших клеток (мутантов), чьи иммуно-
генные свойства оказываются
выгодными организму.
Таким образом, на уровне клеток
иммунной системы разыгрывается в малом
масштабе дарвиновская эволюция.
Стил пошел в своих рассуждениях
дальше и допустил, что свойства
иммунных клеток (лимфоцитов), отобранные и
закрепленные в процессе выработки
иммунного ответа, могут передаваться в
клетки полового пути (например, с
помощью тех же эндогенных вирусов); так
может происходить передача по
наследству благоприобретенного признака.
Теоретически Стилу вроде бы удалось
обойти все препятствия. Ну а пошла ли
природа по пути, обсуждаемому Сти-
лом?
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ
ПРОВЕРКА
Вслед за теоретическими построениями
последовали экспериментальные работы.
Стил и Горжинский предприняли
попытку доказать, что предсказанный или
подобный ему механизм передачи по
наследству благоприобретенных признаков
существует на самом деле.
Были взяты две чистые линии мышей,
которые мы здесь условно назовем
линией А и линией Б. Эти линии сходны во
всем, кроме одного: поверхность их
клеток отличается антигеном, вызывающим
отторжение чужеродных тканей и
органов. Взрослые мыши линии Б распознают
антиген А и отвергают чужеродные
для них клетки мышей линии А. Но если
новорожденным мышатам линии Б
ввести в брюшную полость костномозговые
или селезеночные клетки мышей линии А,
то они их не только не отвергнут, но,
повзрослев, по-прежнему будут считать
«своими» любые клетки линии А. Это
значит, что мышам линии Б можно будет
пересаживать органы и ткани от мышей
линии А. Это явление, называемое
приобретенной иммунологической
толерантностью (терпимостью), известно с 1953 г.,
когда его открыли английские
иммунологи Р. Биллингхам, П. Медавар и Л. Брент
Замысел Горжинского и Стила
состоял в том, чтобы проверить, передается ли
по наследству иммунологическая
толерантность, приобретенная в
эксперименте.
Новорожденным мышам мужского
пола линии Б в брюшную полость вводили
клетки селезенки и костного мозга,
взятые у мышей линии А. Так самцов
линии Б сделали толерантными к клеткам
линии А. Самцам давали вырасти и затем
нескольких, выбранных наугад,
толерантных самцов линии Б скрещивали с
нормальными самками той же линии.
Инъекции делали именно самцам потому, что
они передают своему потомству в
сперматозоидах только чистые хромосомы, а
самки вместе с яйцеклетками передают
еще и цитоплазму, да к тому же
материнский организм, конечно, влияет на
развитие плода в период беременности.
Родившимся от такого скрещивания
мышам давали вырасти, а затем
проверяли, толерантны ли они к клеткам линии А.
Исследовав более двухсот мышей
первого приплода, Стил и Горжинский
показали, что большая их часть толерантна к
клеткам линии А. Более того, когда
мышей первого поколения скрестили
между собой, то обнаружили, что во втором
поколении изучаемый признак перешел
по наследству по менделевским законам
(укладывался в классическое
соотношение 3:1). Авторы исследования показали,
что выводы их статистически высоко
достоверны, то есть закономерно следуют
из большого цифрового материала,
полученного в ходе экспериментов.
Как уже говорилось, использованные
в опытах мыши линий А и Б отличались
лишь по одной метке (антигену) на
клеточной поверхности. В последующих
экспериментах были взяты мыши,
отличающиеся уже по двум меткам. Выяснилось,
что приобретенная толерантность
передается по наследству независимо для
каждого из двух антигенов, как это и
бывает с настоящими генетическими
признаками. Результаты были опять-таки
статистически высоко достоверны.
Итак, получалось, что
благоприобретенные признаки и впрямь передаются
по наследству!?
А БЫЛ ЛИ МАЛЬЧИК!
Публикация полученных результатов в
ведущих научных журналах «PNAS» A980,
т. 77, №8) и «Nature» A981, т. 289, № 5799)
вызвала острый интерес. Немало
биологов, считавших спор между
ламаркистами и дарвинистами давно решенным в
пользу последних, очень серьезно
отнеслись к новым фактам. Это можно понять.
Ламаркистские взгляды продолжают
порою высказываться и в наши дни, однако
63

они не воспринимаются всерьез потому,
что, как правило, либо голословны, либо
недостаточно подкреплены фактами.
Работа Горжинского и Стила строго
экспериментальная, выводы ее, как пишут
авторы, основаны на статистически
достоверных результатах. Поэтому ее можно
было расценивать как первое серьезное
доказательство ламарковского
наследования, существующее наряду с
дарвиновским.
Но нашлось и немало критиков.
Например, рецензируя книгу Стила,
профессор университетского колледжа
в Лондоне Н. Митчисон нашел идею
передачи благоприобретенных
иммунологических характеристик по наследству
недостаточно обоснованной и в конце
рецензии даже пообещал, что если
эксперименты все же подтвердят
гипотезу, то он, Митчисон, съест собственную
рецензию.
Трудно судить, убедили ли
профессора две статьи, о которых здесь было
рассказано, но зато можно уверенно
утверждать, что он и его единомышленники не
зря проявляли скептицизм.
В апреле 1981 года в одном номере
журнала «Nature» (т. 290, № 5806)
появились сразу две публикации, посвященные
экспериментальной проверке работ
Горжинского и Стила.
Обе статьи написаны группой ведущих
специалистов из Центра клинических
исследований в Харроу и других не менее
известных научных центров Англии.
В одной статье рассказано о работе, в
которой прямо и подробно
воспроизводились нашумевшие эксперименты. Были
взяты те же линии мышей. Их так же
делали толерантными сразу после
появления на свет. Был применен тот же метод
анализа толерантности клеток взрослых
особей. Был так же получен большой
цифровой материал. И он — увы! —
свидетельствовал о том, что передачи по
наследству приобретенной
иммунологической толерантности не происходит.
Статистическая обработка подтверждала
этот вывод.
Итак, повторить проверяемые
результаты не удалось. Чем это можно
объяснить, если, конечно, не подозревать
Стила и Горжинского в умышленной
недобросовестности (кстати, такое подозрение^
пока никем и не высказывается)?Авторы
проверочных экспериментов приводят
подробный анализ возможных причин
расхождений в результатах.
Рассматривается по меньшей мере
десяток возможностей* Среди них —
разница в числе введенных клеток для
получения толерантности, отсутствие точных
сведений о происхождении контрольных
животных и их половой принадлежности
в опытах Горжинского и Стила,
некоторые отличия в процедуре определения
толерантности лимфоидных клеток,
возможные различия в иммунологической
реактивности лабораторных мышей и так
далее. Сделать окончательный вывод о
причинах расхождений еще
невозможно. А пока, как сообщают авторы
исследования, полным ходом идут более
детальные проверочные эксперименты.
Другая статья в том же номере «Nature»
посвящена изучению иммунологической
толерантности потомков так называемых
химерных мышей. В химерном
организме соседствуют клетки, несущие разную
наследственную информацию и
оснащенные разными антигенами на
поверхности клеток. Потомки таких мышей
получают в наследство лишь одну
разновидность клеток. Если бы гипотеза Стила
была верна, то следовало ожидать, что
лимфоциты потомков помнили бы о
своих клетках-соседях в химерном
организме и проявляли бы к ним полную
терпимость. Этого, однако, не случилось.
Лимфоциты потомков химерных мышей не
помнили, с кем они соседствовали в
организме родителей, и воевали с
прошлыми соседями как с чужаками.
Хотя пока напечатаны лишь две статьи,
опровергающие нашумевшие
эксперименты, стало известно и о других
работах, в которых также не удалось
подтвердить наблюдавшиеся эффекты.
Итак, проверка говорит твердое «нет».
Так что в 1981 году, как и лет тридцать
назад, нет никаких доказательств того,
что благоприобретенные признаки могли
бы наследоваться.
Кандидат биологических наук
А. Н. ЛУЧНИК
Институт биологии развития АН СССР
64

Консультации
ЕЩЕ РАЗ
ОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
животных
В десятом номере «Химии и
жизни» за 1979 г. была
опубликована статья «In vitro» вместо
«ш vivo». Я совершенно с ней
согласен, однако во время
учебы в медицинском институте
мне ни разу не довелось
видеть, чтобы проводили
обезболивание кроликам, крысам, а о
мышах я уж и не говорю. Но
чем же эти животные хуже
крупных! Ведь боль они чувствуют
так же. Хотелось бы узнать,
есть ли правила проведения
опытов над животными в вузах.
А. С. Шаевич,
Иркутск
Сейчас почти все ведомства,
#в учреждениях которых
работают с экспериментальными
животными, утвердили
однотипные «Правила проведения
работ с использованием
экспериментальных животных»,
основанные на принципах гуманного
обращения с подопытными
зверями. Эти Правила повысили
ответственность научного
работника за животное,
поставили в центр внимания проблему
этики эксперимента. Теперь
гуманное отношение к животным
не личное дело
экспериментатора, а принцип деятельности
исследователя,
предусмотренный государственными
документами.
В 1977 г. Правила были
утверждены Министерством
здравоохранения СССР, в 1978 г. —
Министерством сельского
хозяйства СССР, а в апреле
1980 г. — стали действовать в
системе Академии наук СССР и
академий союзных республик.
В 1978 г. Министерство
высшего и среднего специального
образования СССР запретило
болезненные эксперименты на
животных всех вндов во время
практических занятий и на лек-
. циях; они должны проводиться
только при обезболивании.
Даже эксперименты на лягушках,
с которыми раньше было
принято обходиться беэ особых
церемоний, отныне следует вести
либо на обездвиженном
животном с разрушенным
головным мозгом, либо в условиях
анестезии.
Правила определяют порядок
проведения процедур на
животном, указывают, как брать его
из клетки, чтобы не нанести
травму, как вводить наркоз и
фиксировать на операционном
столе. Пунктом 15
Приложения 3 к Правилам Академии
наук СССР н соответствующим
разделом Приложения 2 к
Правилам Министерства сельского
хозяйства СССР запрещены
содержание и транспортировка
животных в условиях,
вызывающих стрессовое состояние
(теснота, отсутствие пищи и воды,
резкие колебания
температуры).
К сожалению, некоторые
организации, отлавливающие
бездомных кошек и собак, создают
условия, в которых часть
животных гибнет. Ловцы грубо
обращаются с животными,
набивают ими клетки до отказа...
Собакн и кошки несколько дней
пребывают в крайнем
физическом напряжении и страхе и
потом становятся
малопригодными для экспериментальной
работы.
Экспериментатор полностью
отвечает за используемое
животное: он обязан следить, как
содержат животное в виварии,
разъяснять обслуживающему
персоналу требования
гуманного обращения.
Правила предусматривают
особый контроль за уровнем
наркоза при повышенном риске
нанесения животному
болезненных раздражений: с собак
снимают повязки-намордники,
запрещена афония (лишение
животного возможности подать
голос). В Правилах оговорены
случаи применения
обездвиживающих препаратов (не
позволяющих контролировать
уровень наркоза по двигательной н
голосовой реакци ям
животного), обезболивание и
тщательный уход за животными,
перенесшими операцию.
Контролируют выполнение
Правил комиссии при Ученом
медицинском совете
Министерства здравоохранения СССР,
при ВАСХНИЛе, при
Президиуме Академии наук СССР, а
также комиссии, создаваемые
на местах. Кстати,
экспериментальные работы, выполненные с
нарушением Правил, не
принимаются к публикации, а
диссертации могут быть не допущены
к защите.
УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ,
обращаясь в редакцию с письмами, указывайте Ваше образование и
профессию — эти данные помогут отделу писем при подготовке ответов.
Из писем
в редакцию
Что случилось
с консультантом?
Уважаемая редакция, вот уже
более месяца на мое письмо с
описанием органической
реакции нет ответа. Насколько мне
известно, письмо было
передано консультанту; на мой запрос
он не ответил.
Сообщите, пожалуйста, что
случилось с консультантом.
Я очень беспокоюсь, так как в
реакции участвуют взрывчатые
вещества, а у консультанта,
очевидно, есть материальная
база для воспроизведения
опытов — если поиски в литературе
были безуспешными...
В. Д.,
Челябинская обл.
От редакции. Взволнованное
письмо читателя просто
разминулось с ответом консультанта.
Последний проявил
благоразумие и, несмотря на наличие
материальной базы, опыты
воспроизводить не стал, сохранив
таким образом здоровье — свое
и окружающих. На будущее, в
который раз: не надо опытов
со взрывами!
3 «Химия и жизнь» № 11
65

болезни и лекарства
Костяная нога
Нас в царство жизни вводят полимеры
К проблемам пластика и синтезу белка .
Мы близко подошли к загадке гена.
Но может кос~ь создать из коллагена
Одна природа мудрая пока.
Лж АПДАИК A964 с)
В одних случаях восстановительная
хирургия прибегает к аутотрансплан-
тации — используется «материал»
самого больного. Например, можно
пересадить кусочек ребра, фрагмент
подвздошной кости и т. д. Ясно, что
пациенту при этом наносится дополнительная
травма; ценой меньшего зла
устраняется большее. Хуже то, что
возможности таких пересадок, отчасти
напоминающих (просим прощения за шутку)
историю с тришкиным кафтаном, крайне
ограничены. Далеко не всегда можно
выпилить фрагмент нужной формы и
размера. Что делать, к примеру, если
требуется восстановить обширный
дефект, если необходим трансплантат
с суставным концом?
Другой выход — аллотрансплантаты.
Использование костной ткани донора.
Тут возникают свои сложности, в
которые не стоит, пожалуй, вдаваться;
отметим лишь, что извлечение кости из
трупа требует специальных и трудно
выполнимых условий. Да и хранить
извлеченный материал не так просто.
О трудностях же, обусловленных
биологической несовместимостью
трансплантата с тканями больного, читатель,
надо думать, наслышан. Бывает так, что
сложную костнопластическую операцию
удается осуществить самым блестящим
образом. Но затем начинается
отторжение с таким трудом добытой и
пересаженной ткани, и все усилия, талант
хирурга, мужество и терпение
больного — все пропадает даром.
Остается третий, еще не
проторенный путь — гетеропластика, пересадка
абсолютно чужеродного материала.
Положила, не только из коллагена. Кость,
этот шедевр природы, состоит — если
оставить в стороне костный мозг,
надкостницу, нервы и кровеносные
сосуды — из коллагеновых волокон,
минеральных веществ, полисахаридов и
белков. Но дело не в этом. В конце
шестидесятых годов уже существовали
искусственные клапаны сердца, протезы
сосудов, органические
кровезаменители и многое другое. Однако мысль о
том, что кто-то может оспорить
авторское право природы на вещество, из
которого соткана кость, все еще
казалась ересью.
1.
Когда может понадобиться замещение
кости? Естественно, во всех тех
случаях, когда возникает костный дефект:
после тяжелых травм, после операции,
потребовавшей удаления костной ткани.
При этом возможны разные решения.
2.
Несколько лет тому назад автор этой
статьи вместе с доцентом Г. Г. Чемяно-
вым разработал метод изготовления
костных сварных трансплантатов любой
требуемой формы. Использовался
донорский (трупный) материал, но в
переработанном виде. Кость дробилась;
«щебенку» засыпали в форму,
воспроизводящую конфигурацию
трансплантата. Затем добавляли небольшое
количество связующего материала и
обрабатывали ультразвуком. Изделие
удовлетворяло всем требованиям
пластической хирургии, и все же метод
был небезупречен. В частности,
не удалось разрешить проблему
совместимости, так как измельченная
костная ткань сохраняет свою
биологическую индивидуальность.
Вот почему мы оказались перед
необходимостью вступить — выражаясь
66

поэтическим языком — в состязание с
мудрой природой. Однако прежде
надо было приглядеться к ее
технологии. Читатель «Химии и жизни» знаком
с устройством живой кости по статье
А. Утенькина, опубликованной в № 4 за
этот год. Сказанное там можно
резюмировать, напомнив, что костная ткань
характеризуется единственным в своем
роде сочетанием белковой матрицы
с минеральной армировкой. На
белковый компонент приходится около 30%,
на неорганический — 60% всей массы
костей; десятую часть составляет вода.
Костный белок мы уже назвали — это
коллаген. Минеральные соли — гидрок-
сиапатит Ca10(PO4)e(OHJf бета-трикаль-
цийфосфат Са9(Р04NН(ОНJ и карбонат-
апатит Са,0(РО4NСО3. Костная ткань
обладает замечательной упругостью,
прочностью, она практически не
изнашивается.
Итогом исследований нашего
коллектива (А. Гинберг, Е. Ергопуло, В.
Поляков, Г. Чемянов) было создание
искусственной кости, в основном
удовлетворяющей этим требованиям. Метод
состоит в следующем.
Берутся природные компоненты: гид-
роксиапатит (или бета-трикальцийфос-
фат), коллаген (или близкий к нему
желатин — вещество, широко
используемое в клинической медицине) и вода.
Взятые в химически чистом виде, эти
материалы не вызывают
иммунобиологического конфликта. К тому же
они недороги — это тоже важно.
Все три компонента тщательно
перемешиваются в пропорциях,
соответствующих их удельному весу в
естественной кости. Полученной массой
заполняют формы, добавляют жидкий
припой (циакрин), смесь озвучивается
ультразвуковым волноводом. Наконец,
добавляются антимикробные
препараты (антибиотики и сульфаниламиды),
назначение которых — обеспечить
профилактику местных воспалительных
процессов вокруг будущего
трансплантата.
Из такого материала можно
изготовить любые детали для нужд
восстановительной хирургии, травматологии и
ортопедии — костные фрагменты,
суставы или части суставов, даже
отдельные кости целиком. Причем удается
придать искусственной костной ткани
необходимую внутреннюю структуру,
поместив форму с загустевающей
массой в электромагнитное поле: кристаллы
рукотворной кости выстраиваются в
определенном направлении наподобие
структурных элементов естественного
бедра, плеча, ключицы и т. д.
3.
Читателю понятно, что
исследовательская задача подобного рода не может
быть окончательно решена без
экспериментов на животных. Были изготовлены
небольшие, длиной в два с половиной
сантиметра и толщиной в
полсантиметра, трансплантаты диафизарного
(среднего) отдела длинных трубчатых
костей конечностей. Внешне они очень
похожи на фрагменты настоящей кости.
Этими трансплантатами предполагалось
заместить искусственные дефекты в
костях четвероногих пациентов.
Известно, что у кролика дефект
костей предплечья, если он превышает
1,5 см в длину, сам собой не
излечивается. Здоровому животному
удаляли под обезболиванием участок
лучевой кости длиной 2,5 см. На его место
вставляли искусственную кость. Концы
трансплантата закреплялись
ультразвуковой сваркой, после чего рану
зашивали наглухо.
Такая операция была сделана тридцати
кроликам. Затем их наблюдали восемь
месяцев.
У всех тридцати пациентов лапы
зажили без осложнений. Кролики прыгали
и бегали как ни в чем не бывало.
На серийных рентгенограммах
обнаружилось, что искусственная кость не
только прочно срослась с настоящей, но
мало-помалу заместилась вновь
образованной естественной костной
тканью: трансплантат послужил для нее
чем-то вроде матрицы. Произошло то,
что вообще происходит с костями, где
идут постоянные процессы обновления
старого материала. Только здесь
постепенно рассасывались, уступая место
молодым костным клеткам, не элементы
старой ткани, а частицы рукотворного
трансплантата. Одним словом,
результат не оставлял желать лучшего.
На этом, собственно, можно
поставить точку — предварительно. Работа
продолжается (как принято говорить
в таких случаях), и есть серьезная
надежда, что в будущем удастся
наладить фабричное изготовление костной
ткани, не нуждающейся ни в
консервации, ни в особых условиях хранения.
Если так, это будет большой победой
восстановительной хирургии. Говорят,
что многие достижения науки
предвосхищены в мифах и сказках. Из чего
была сделана костяная нога бабы-Яги?
Осмелимся высказать гипотезу: из
искусственной кости!
Профессор
В. А. ПОЛЯКОВ,
лауреат Государственной премии СССР
3*
67

КЛУБ
ЮНЫЙ
ХИМИК
Селитра
плюс
сера
плюс
смекалка
Могущество
математики
Хроматограмма
на выеденном
яйце
Вам нужны
стеклянные
трубки?
ИССЛЕДОВАНИЯ
Селитра плюс сера
плюс смекалка
Под таким названием можно
объединить отклики юных химиков на заметку
«Порох без угля», опубликованную в
апрельском номере за этот год. Ребята
критикуют упущения, допущенные
авторами исследования — свердловскими
школьниками И. Базылем, Д. Желтыше-
вым и А. Парфентьевым, отдают им
должное за находчивость и, уточняя
подробности опытов, предлагают свои
варианты уравнения реакции.
Вот что уточняет земляк авторов
Н. Кудрявцев, забывший, к сожалению,
указать свой возраст и номер школы.
Реакция между серой и селитрой, пишет
он, известна уже около пяти веков, с ее
помощью еще алхимики делали серную
кислоту и олеум. Эта историческая
справка, отметим, справедлива, однако
детально все продукты реакции ни в
средние века, ни в наше время никто не
изучал — потому-то и затеяли свое
исследование юные химики.
Восьмиклассник из 15-й московской
школы Олег Бычков также указывает на
осведомленность алхимиков о
существовании такой реакции, однако этим не
ограничивается, а прилагает описание
своих опытов, направленных на поиск
других, не учтенных в «Порохе без угля»
продуктов.
Раздобыв калийную селитру,— она во
многие реакции вступает энергичнее,
чем натриевая, с которой имели дело
ребята из Свердловска,— Олег
предпринял попытку определить не только
качественный, но и количественный
состав образующейся смеси веществ. Вот
выдержка из его письма:
«После нагревания двух частей KNO:< с
одной частью серы смесь побурела и
стала пениться, через некоторое время
вспыхнула и раскалилась добела. В
колокол стали активно поступать газы и
дым. Через некоторое время возогнав-
шаяся сера закупорила отводную
трубку, раздался взрыв, и опыт пришлось
прекратить. К счастью, никто и ничто не
пострадало. В пробирке остался белый
твердый остаток (на стенках — тоже), в
колоколе был какой-то прозрачный газ».
Кстати, взрыв по той же причине
отмечен и другим нашим
корреспондентом — десятиклассником 37-й
челябинской школы Игорем Пантелеевым.
Игорю повезло меньше, чем Олегу,—
он получил небольшой ожог. Однако,
как честно признается Игорь, когда
трубка начала забиваться, он это
«вовремя заметил, однако по своей
халатности не прекратил нагревания».
Но вернемся к письму О. Бычкова. Он
показал немалую изобретательность и,
изучив отдельно газы, водный раствор,
твердый остаток и, кроме того, белый
налет на стенке пробирки, вывел такое
уравнение реакции:
28KNO, + 17S = 8K,SO, +K.,SO< +
+4KNO,+6SO<+4NO+ 81^+0 +SO,.
68
Клуб Юный химии

Тут, впрочем, необходимы некоторые
уточнения — коэффициенты автор
расставил не совсем верно. Чтобы баланс по
всем элементам сошелся, следовало бы
написать слева 24KNO^ и 17S, а справа
2K2SOv
Другой московский восьмиклассник,
Григорий Середа оспаривает
возможность образования в реакции
кислорода: раз газы содержат NO (он тоже
установил наличие NO), стало быть,
кислорода быть не может. В присутствии
NO кислород должен окислять диоксид
серы до триоксида. Вот какие — на вид
более простые уравнения предлагает
Г. Середа. В твердой фазе идет такая
реакция:
8NaN03 + 3S = 2NaN02+2Na^S04+4NO + S02.
А в газовой — такая:
2SO,+0, У? 2SO,.
Тем не менее выделение S03 он
считает маловероятным, так как среди
продуктов реакции есть нитрит натрия. А с
ним триоксид серы может реагировать.
Всем хороши выкладки, одна беда: они
чисто умозрительные.
Среди тех, кто откликнулся на нашу
публикацию, не только представители
«сильного пола». Реакция серы с
селитрой заинтересовала и десятиклассницу
из Ленинграда Светлану Темнюк
(школа № 278). Светлана тоже работала с
калийной селитрой, однако в отличие от
О. Бычкова сульфита калия среди
продуктов реакции не обнаружила. Честно
признаваясь, что наличие или отсутствие
в смеси газов азота ей доказать не
удалось (другие авторы, кстати, тоже никак
это не доказывают — в домашней
лаборатории обнаружить азот очень
трудно), Светлана предлагает два варианта
уравнения реакции. Без выделения
азота:
7KNO.+2S = K^S04+SO +2NO,+5KN02.
И с выделением:
16KNO,+8S=8KNO^ + 4KoS04+4S03 +
+ 2NO^+3N2.
А теперь пришло время вернуться к
письму И. Пантелеева. Оно интересно
не только предлагаемым в нем
вариантом уравнения:
8NaN03+4S=2Na2S04 + 2S03+4NaN02 +
+ 2NO + N;.
Вариант мало отличается от того,
который обсуждался в заметке «Порох без
угля» — там только не было NO, a
были лишь азот и кислород. В пользу
образования NO Игорь представляет
достаточно убедительное доказательство:
когда он открывает доступ воздуха в
собранный им газ, вначале появляется
бурая окраска.
И. Пантелеев, если вы не забыли,—
единственный из наших
корреспондентов, который от «пороха без угля»
пострадал. И вот какие важные слова
пишет он по этому поводу:
«Часто говорят — взрываются те, кто
плохо знаком с химией. Это неверно.
Я, например, занимал призовые места
на олимпиадах, занимаюсь в
лаборатории Дома юных техников, а вот о
технике безопасности порой вспоминаю
лишь после того, как что-то уже
произошло. Прошу вас напомнить об этом
ребятам: юные химики, не забывайте об
осторожности!»
К этому пожеланию нельзя не
присоединиться.
Возвращаясь к уравнению реакции,
нельзя не отметить, что
один-единственный верный его вариант указать
трудно. Ведь ход реакции и состав ее
продуктов зависят от температуры.
Особенно тогда, когда температура высокая и
неконтролируемая. Можно, однако,
заметить, что большинство предложенных
уравнений отличаются друг от друга не
так уж разительно.
В заключение хотелось бы
поблагодарить всех, кто откликнулся на нашу
публикацию и рассказал о своих
исследованиях.
6. ПОЛИЩУК,
редактор Клуба Юный химик
Клуб Юный химик
69

ЗАДАЧИ
Могущество
математики
Химические задачи далеко не всем
школьникам кажутся увлекательными.
Существует даже мнение, что это
заурядные алгебраические задачки,
решаемые с помощью стандартных систем
уравнений. Нужно, мол, лишь
правильно подставить цифры! Но посмотрите —
сколь многого можно достичь, если
применять математику не механически, а с
пониманием химического смысла
событий.
Первая из публикуемых здесь задач
уже печаталась в нашем журнале (№ 5
за прошлый год). После ее появления
читатель А. Ф. ХРУСТАЛЕВ из
Севастополя прислал новый вариант решения,
позволяющий обойтись меньшим числом
исходных данных. Этот-то вариант и
предлагается теперь. Автор остальных
задач — В. Н. ДАВЫДОВ из
Челябинска. Исходных данных в его задачах
тоже немного, но при правильном
решении можно точно назвать по имени
вещество, взятое в реакцию. А разве это
не удивительно! Советуем лишь
помнить, что молекулы всегда состоят из
целого числа атомов, а математика,
кроме уравнений, умеет оперировать еще и
неравенствами.
Задача 1.
Смесь 10 мл газообразного
углеводорода с 60 мл (избытком) кислорода
взорвали в эвдиометре. Когда водяной
пар сконденсировался, осталось 45 мл
газа. Объемы измерены при одинаковых
условиях. Установите структурную
формулу углеводорода, если известно, что
при пропускании его через аммиачный
раствор оксида серебра выпадает
осадок.
Задача 2.
1 г металла, проявляющего в своих
соединениях валентность 2, опустили в
50 мл 5-молярного раствора HCI. Когда
концентрация кислоты понизилась до
1 моль на литр, растворение кусочка
металла еще не закончилось. Что это
за металл?
Задача 3.
В эвдиометре взорвали смесь 2 мл
газообразного предельного углеводорода
с 13 мл кислорода. Образовались
только газообразные продукты сгорания. Из
них удалили углекислый газ, остаток
смешали с 6 мл кислорода и опять
взорвали. Снова образовались только
газообразные продукты сгорания. Когда из них
удалили углекислый газ и пары воды,
остался чистый кислород. Установите
структурную формулу углеводорода.
(Решения — на стр. 73|
ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ
Хромато-
грамма
на выеденном
яйце
Давно бытует выражение «не
стоит выеденного яйца».
Означает оно, что нет в
природе ничего бесполезнее яичной
скорлупы. А ведь это
несправедливо. Интересные опыты
можно проделывать и с
выеденным яйцом, притом не
обязательно с целым —
годятся и обломки.
Возьмите кусочек
скорлупы (приблизительно 1 Х2 см),
освободите его от пленок,
если они остались, и тонким
черным фломастером
проведите небольшую черточку на
расстоянии 2—3 мм от края.
Теперь опустите этот край
в воду так, чтобы черточка
была параллельна
поверхности, однако с ней не
соприкасалась, и начинайте
наблюдение.
Жидкость начнет
подниматься по скорлупе,
достигнет черты, растворит чернила
и двинется дальше. Вот тут-то
и начнется самое интересное.
Черная полоСка, двигаясь
вверх, начнет разделяться
на две, окрашенные в разные
цвета и ползущие по
скорлупе с разной скоростью.
Дадим им продвинуться до тех
пор, пока они полностью не
отделятся Друг от друга, а
затем высушим скорлупку.
То, что вы наблюдали,
называется хроматографичес-
ким разделением веществ.
Первоначальную смесь двух
красителей (черные чернила)
нанесли на сорбент
(скорлупа) и опустили в
растворитель. После окончания
процесса разделения мы
получили настоящую хроматограм-
му. Попробуйте другим
способом за столь короткое
время разделить на составные
части такое малое количество
смеси — сколько там
вещества в одной черточке! —
ничего у вас не выйдет.
Что же на скорлупе
произошло? А вот что. Карбонат
кальция, из которого она
состоит, обладает
способностью адсорбировать,
связывать красители, из которых
сделаны чернила. В то же
время вода, поднимающаяся по
скорлупе под действием
капиллярных сил, эти
красители растворяет. Процесс
адсорбции обратим —
связанная поверхностью СаС03
молекула красителя может
вновь перейти в
растворитель. Таким образом, моле-
70
1 Ulyll "V I! Н

кулы разделяемой смеси
многократно сорбируются и
снова десорбируются.
Находясь в растворе, они
переносятся движущейся водой,
будучи связаны частицами
СаС03 — остаются
неподвижными.
Молекулы разных
красителей отличаются друг от
друга и благодаря этому
сорбируются по-разному —
одни сильнее, другие слабее.
От этого и зависит скорость
их продвижения по скорлупе.
Те, что сорбируются сильнее,
меньшее время находятся в
растворенном состоянии и в
движении отстают от
молекул, которые цепляются за
скорлупу слабее. Вещества,
не сорбирующиеся вовсе,
бегут вперед вместе с
первыми порциями растворителя,
или, как говорят, движутся
вместе с его фронтом. А
вещества, сорбируемые прочно
и необратимо или
нерастворимые, остаются на старте —
этот термин принят не только
в спорте, но и в
хроматографии.
В лабораториях, конечно,
выеденное яйцо не
применяют — там для этих целей
есть специальные пластинки
из стекла, алюминия или
пластмассы. На них нанесен
тонкий слой сорбента — так
и зовут этот вид
хроматографии: тонкослойная. Чаще
всего в качестве сорбентов
применяют тонко размолотые
силикагель, оксид алюминия
или целлюлозу. Как сорбент,
так и состав растворителя
подбирают для каждой
разделяемой смеси в
зависимости от поведения ее
компонентов.
Чернила от фломастера
можно разделить не только
на скорлупке, но и на кусочке
газетной бумаги. Только
брать ее надо с поля листа,
где не печатается текст.
Нарисуйте на бумажке тем же
фломастером кружок
диаметром 4—5 мм, обмакните
заостренную спичку в воду и
прикоснитесь к центру. Вода,
впитываясь в бумагу, начнет
распространяться во все
стороны, и красители снова
разделятся. Придется только
периодически обмакивать
спичку в воду, чтобы в центр
пятна непрерывно поступал
растворитель. Когда пятно
воды достигнет размера
около 20 мм в диаметре, хрома-
то грамма, состоящая из двух
разноцветных
концентрических кругов, готова. Роль
сорбента в этом опыте сыграла
целлюлоза, из которой в
основном состоит газетная
бумага. Такой вариант
хроматографии называется, как
вы уже, наверное, догадались,
бумажной хроматографией.
Экспериментировать в этой
области можно без конца.
Например, прекрасные, очень
четкие хромаю граммы тех же
чернил можно получить и
на кусочке мела; красители
из черной пасты для
шариковых ручек хорошо
разделяются на скорлупе, только в
качестве растворителя
придется взять не воду, а ее смесь с
ацетоном 1:1 или чистый
ацетон.
Хроматографический метод
разделения веществ открыт
русским ученым М. С.
Цветом не так уж давно, в
начале XX века. Однако трудно
назвать область химии — и не
только химии, где бы он не
применялся. По механизму,
лежащему в основе
разделения, отличают
хроматографию адсорбционную,
распределительную, ионообменную.
Но суть у всех этих
вариантов метода одна: вещества,
подлежащие разделению,
распределяются между
двумя несмешивающимися
фазами, одна из которых
движется относительно другой.
Вот с какими важными
вещами помогло нам
познакомиться заурядное
выеденное яйцо. А еще говорят —
никакого от него толка!
Б. К. КУДЕЛИН
ЛОВКОСТЬ РУК.
Вам нужны
стеклянные
трубки!
Однажды мне потребовался стеклянный
сосуд для опыта. Не имея под руками
подходящих трубок, я огляделся
вокруг — и обнаружил их источник,
который весьма богат и, главное, доступен
большинству городских жителей. Этот
источник — старые, перегоревшие
люминесцентные лампы, которые всегда
выбрасываются на свалку. После этого
Клуб Юный химик
71

небольшого открытия передо мной
встала задача — отрезать от них цоколи,
смыть люминофор и заделать отверстия
трубок. В результате нескольких проб и
ошибок я пришел к технологии, которая,
думаю, может пригодиться многим
любителям химии.
Вначале нужно плоскогубцами удалить
из цоколя лампы изолирующие
прокладки со штырьками. Затем, вставив в
образовавшийся пролом гвоздь, легонько
ударить чем-нибудь по его шляпке — при
этом нарушится герметичность баллона
лампы, в которой поддерживается
вакуум. То же самое проделать с другой
стороны, а затем трубку продуть с помощью
резиновой груши. Поскольку в лампе
содержатся вредные пары ртути, то все
манипуляции с гвоздем и в особенности
продувку лучше делать на открытом
воздухе.
Самая важная часть технологии —
подрезание концов трубки. Возьмите кусок
нихромовой проволоки от
нагревательного элемента — старой электроплитки,
утюга или чего-нибудь подобного —
закрепите его одним концом в тисках.
Затем оберните проволоку вокруг баллона
лампы, а другой конец натяните
(рис. 1). А вот теперь на провод нужно
подать электрическое напряжение
6—12 В, для чего вам понадобится
трансформатор с подвижными клеммами.
С их помощью можно регулировать
нагрев проволоки. При умеренном нагреве
на трубке образуется кольцевая трещина
и стекло аккуратно раскалывается.
Вооружившись проволокой потолще и
нагревая ее посильнее, можно стекло
попросту прорезать.
Вырезав трубку нужного размера,
охладите ее и отмойте от люминофора.
Еще лучше его попросту отскоблить —
с ним тоже возможны кое-какие
интересные опыты. При необходимости
края трубки можно дополнительно
подравнять с помощью наждачной бумаги,
как показано на рис. 2.
Так можно обзавестись различными по
диаметру, длине и форме трубками. Вы
спросите, почему по форме? А потому,
что лампы выпускаются не только
прямые, но и U-образные (такая форма
нужна химикам особенно часто), и
фигурные.
На рисунке 3 показано, как из таких
трубок делается водяной холодильник.
Инженер Ю. П. ПРОНИН
Способ обрезания трубок:
1 — баллон старой лампы;
2 — натянутая нихромовал проволока;
3 — подвижные клеммы;
4 — трансформатор
Как подравнять трубку:
1 — ровный деревянный брусок:
2 — наждачная бумага;
3 — трубка
Водяной холодильник:
1 — стеклянная трубка от лампы J1B-4U;
2 — то же от лампы ПБ-8;
3 — трубки от стеклянных рейсфедеров;
4 — плотная резина; годятся каблучные
заготовки, которые можно купить в обувном
магазине или в ремонтной мастерской
72
Клуб Юный химик

Решения задач
(Условия — на стр. 701
Задача 1.
Осадок с аммиачным раствором Ад20
образуют только углеводороды
ацетиленового ряда с общей формулой
R—С=СН, брутто-формула СПН2П—2-
Чтобы определить формулу искомого
углеводорода, можно записать в самом
общем виде уравнение реакции его
горения:
4СпН2п-2 + Fп—2H2=4пСО? + Dп—4)Н ,0
Обозначим через х число миллилитров
избыточного кислорода. Те из вас, кто
успел заглянуть в № 5 за прошлый год,
знают, что там в условии задачи
приводилось точное значение х. Мы же
обойдемся без него. На основании
закона Авогадро получим систему
уравнений:
Н) _ 45—х
4 " 4п
I 60—х 45—х
A)
6п—2 ~~ 4п ' B)
Подставляя в уравнение B) найденное
из первого уравнения выражение
х = 45—10п, получаем, что п — 4.
Углеводород упомянутой общей формулы,
содержащий 4 атома углерода — это
С2Н5С=СН.
Задача 2.
Запишем в общем виде уравнение
реакции:
M + 2HCI=MCI2 + H2t
(М — неизвестный металл).
Пусть А — атомная масса этого
металла.
Из уравнения следует, что на
реакцию с А г металла расходуется 2
моля хлороводорода. Считая, что на
реакцию с 1 г металла нужно х молей
хлороводорода, получим:
А 1 2
— — —, или х = -т- ■
2 х А
Концентрация раствора
хлороводорода уменьшилась с 5 до 1 моль/литр,
это соответствует вступлению в реакцию
с металлом (изменением объема
раствора пренебрегаем)
5 • 50 1-50 n 0
"Тобо iooo" = °'2 моль хл°РовоД0Р°Да-
Поскольку кусочек металла полностью
не растворился, то:
— >0,2, откуда А<10.
элементы от водорода до бериллия, из
них всего один металл, проявляющий в
своих соединениях валентность 2,—
бериллий.
Задача 3.
Независимо от того, через какие стадии
шла реакция окисления углеводорода,
в конечном итоге, как это ясно из
условий, получились углекислый газ и
вода. Поэтому процесс окисления
углеводорода может быть описан
уравнением:
= пСО„ + (п + 1)Н,0.
Из уравнения реакции следует, что
для полного окисления 1 объема пре-
Зп + 1
дельного углеводорода требуется —-—
объема кислорода, соответственно для
полного окисления 2 мл углеводорода
необходимо х мл кислорода, отсюда:
1
Зп + 1
= —, х = Зп + 1.
Очевидно, однако, что 13 мл
кислорода не хватило для полного
окисления 2 мл углеводорода, следовательно:
Зп + 1>13, п>4.
При взаимодействии продуктов
неполного сгорания с 6 мл кислорода в
избытке остался последний, отсюда:
Зп + 1<13+6, п<6.
Объединим полученные неравенства:
4<п<6.
Так как п может принимать лишь
целые значения, п = 5. Брутто-формула
искомого углеводорода С5Н12. Этим
углеводородом может быть самый
летучий из трех изомеров пентана —
2,2-ди мети л про пан
СН3
I
СН3—С—СН3
I
СН3
Он кипит при 9,5°С. Остальные
изомеры (н. пентан и 2-метилбутан) кипят
при 36,1 и 27,8°С соответственно, то
есть при комнатной температуре не
газообразны.
Атомную массу меньше 10 имеют
Клуб Юный химик
73

Полр?чые cob^Td. хи^и^ам
Надежно заткнуть
Любой химик знает, что простое житей- |
ское действие — заткнуть бутылку ипи
колбу — удается далеко не каждому.
Сколько «открытий» делается в
лабораториях всего мира из-за того, что
вещество незаметно улетает из-под пробки
или, наоборот, засасывается под нее,
когда посуда заткнута не герметично.
Надежно заткнуть — это тоже наука,
имеющая свои секреты.
Ниже публикуются описания
некоторых приемов, помогающих обеспечить
герметичность. Приемы эти удобны, но
следует помнить, что используемые
здесь доступные материалы — резина,
поролон — устойчивы далеко не во
всякой среде. Например, для работы с
большинством органических растворителей
они не годятся.
Нечувствительная к перекосам
эластичная пробка для бутылей большого 2
диаметра (рис. 1). В шаровой сегмент 1,
вырезанный из резиновой груши,
вставляется металлическая или стеклянная
трубка 2, диаметр которой на несколько
сантиметров меньше внутреннего
диаметра сосуда 3. Пространство между
трубкой и сегментом плотно
заполняется поролоном 4. Для этого на трубку
нужно намотать поролоновую пластину
подходящего размера и протолкнуть ее ,
под край сегмента. Такая пробка входит
в горловину сосуда со значительным
усилием, но зато при ее перекосах
поролон равномерно прижимает сегмент
к стенке по всему периметру. Одна и
та же пробка пригодна для сосудов,
отличающихся по диаметру. При
меньшем диаметре горлышка пробка
деформируется, становится продолговатой
и соприкасается со стенкой большей
площадью. Таким образом, она
оказывается довольно универсальной. 3
74

Герметизация хрупкого химического
стакана большого диаметра (рис. 2).
Вначале нужно подобрать
вспомогательную склянку 1, диаметр которой на
3—4 см меньше диаметра стакана 2.
Из толстого куска поролона вырезается
кольцо 3( по внутреннему диаметру
соответствующее склянке. Внешний
диаметр кольца значительно больше, чем
внутренний диаметр стакана. На склянку
последовательно надеваются
поролоновое кольцо и эластичный резиновый
рукав 4, вырезанный из старой
лабораторной перчатки. Снаружи рукав
дополнительно крепится резиновым
хомутиком 5. Постепенно обжимая поролон
при осторожном надвигании стакана,
прижимают рукав к поверхности стакана
на значительной площади. Усилие,
возникающее при этом, невелико, и стакан
не трескается. Вместо склянки 1 можно
воспользоваться отрезком стеклянного
цилиндра, в котором с помощью
резиновой пробки зафиксированы
стеклянные вводы. Тогда это же устройство
можно использовать для подачи в
стакан газов.
Удобный сифон для отбора жидкостей
из бутылей (рис. 3). В нижней части
резинового сегмента 1 прорезаны два
круглых отверстия, одно из них —
в центре. В отверстия вставляются
уплотняющие резиновые муфты 2,
вырезанные из вакуумного шланга. На
внешней стороне муфт прорезаны
кольцевые канавки, глубина которых
должна точно соответствовать диаметру
отверстий в сегменте. Края отверстий
полезно смазать вакуумной смазкой.
При введении смазанных глицерином
трубок 3 в каналы муфт (трубки шире
каналов) края отверстий плотно
обжимают муфты в кольцевой канавке.
Жесткость резиновой груши, из которой
вырезается сегмент, как оказалось,
вполне достаточна.
Герметизация вводов в бутыль. Тот же
способ герметизации, что описан в
предыдущем абзаце, позволяет
приспособить пластмассовую посуду для самых
разнообразных лабораторных
надобностей. На рис. 4 показано, как снабдить
тубусом большую полиэтиленовую
бутыль, чтобы удобно подавать из нее
рабочий раствор. Аналогичными
тубусами можно снабдить и стандартные
полиэтиленовые пробки.
Упрощенный прибор Киппа (рис. 5).
Реакционным сосудом служит цилиндр 1,
по оси которого расположена трубка 2,
переходящая в верхней части в емкость
для жидкости. Грушу 3 нужно обрезать
с двух сторон так, чтобы диаметр
большего среза был меньше, чем диаметр
цилиндра, а узкая часть плотно
облегала трубку. Внутренняя поверхность
груши может оказаться не гладкой.
Поэтому для лучшего уплотнения сегмент
перед сборкой следует вывернуть
наизнанку и, надев на цилиндр, охватить
хомутиком 4. С помощью болта 5 можно
обеспечить герметичность, достаточную
для того, чтобы поддерживать в
приборе избыточное давление.
В том же сегменте 3 описанным выше
способом закрепляется газоотводная
трубка 6. Верхняя и нижняя части
прибора на рисунке не показаны.
Кандидат химических наук
А. А. ВОСКРЕСЕНСКИЙ
75

Путеводитель для докладчиков
Каждому научному работнику, от стажера-исследователя до академика, приходится
выступать с докладами, лекциями, научными сообщениями. Уметь выступить так,
чтобы максимально полно, уложившись в отведенное время, донести до аудитории
свои мысли, результаты и выводы,— большое искусство, требующее, в частности,
выполнения некоторых совершенно необходимых правил.
Мой скромный опыт участия в научных конференциях и семинарах разного
калибра — как в роли выступающего, так и в роли слушателя — позволяет высказать
мнение, что слишком часто простыми правилами этой «игры» пренебрегают.
В результате далеко не все исследования удается оценить по достоинству.
Один из самых блестящих лекторов среди международного химического
сообщества — профессор Ги Уриссон, генеральный
секретарь Международного союза по теоретической и прикладной
химии (ИЮПАК). Долгое время он был ректором Страс-
бургского университета, а сейчас заведует в этом же
университете кафедрой органической геохимии. Мне
приходилось много раз слушать его выступления, и каждый раз я
наслаждался формой, доходчивостью и убедительностью
его речи.
Краткое руководство Ги Уриссона, как
делать доклады,— перевод с
некоторыми сокращениями приводится ниже,—
было опубликовано в официальном
органе ИЮПАК «Chemistry International»
A980, № 2, с. 11—16). Разумеется, оно
не заменяет инструкций и правил,
которые обычно направляются участникам
каждого совещания — эти правила
тоже необходимо соблюдать, но, как
читатель легко увидит, немалая доля
советов многоопытного оратора пригодится
не только научным работникам.
Член-корреспондент АН СССР
Н. А. ПЛАТЭ
•» ч^
*-*Ч

Никакой другой способ
представления научных результатов или
собственных идей не обладает таким
воздействием и не привлекает столько внимания,
как встреча лицом к лицу на
конференции. Однако правда и то, что никто
не навевает большую скуку, чем
докладчик, который не организовал должным
образом свой материал, показывал
диапозитивы, перегруженные
излишними подробностями, а главные выводы
ухитрился оставить в тени; который
истратил все отпущенное ему время
и даже сверх того на монотонное
«гудение».
Нижеследующая статья —
путеводитель, который поможет должным
образом представить аудитории ваши
результаты, выводы и идеи. Она дает
краткие полезные советы, как лучше
подготовить выступление, и обращает
внимание на часто встречающиеся
ошибки, которых надо избегать. Многие
из этих советов просты, наверное, даже
очевидны, но, увы, одни и те же ошибки
повторяются почти на каждой
конференции.
УСТНОЕ ВЫСТУПЛЕНИЕ
Итак, начинайте... но не сразу.
Председатель только что предоставил вам
слово. Подождите чуть-чуть, пока
ассистент подготовит для показа
диапозитивы. Подождите еще несколько
мгновений, пока не почувствуете, что
можете говорить свободно, и тогда
начинайте.
Начинайте с того, в чем состоит
предмет вашего доклада, затем
изложите существо дела, а в заключение
подведите итоги.
Никогда не полагайтесь на то, что
среди слушателей есть ваши
поклонники или люди, знающие вашу работу
и поэтому ожидающие услышать
изложение только качественно новых
результатов. Всегда излагайте предмет
своего доклада в перспективе, в
развитии и объясняйте, почему вы заняли
такую-то позицию.
Все время обращайтесь к человеку,
сидящему в самом дальнем ряду
аудитории, а не к председателю и не к
вашим сторонникам из первого ряда.
Вы можете считать с большой долей
вероятности, что этот «заднескамееч-
ник» совсем не специалист в вашей
области, но надеется, что вы
объясните суть дела и ему. Убедитесь, что
он слушает и понимает вас.
Никогда не говорите, отвернувшись
к доске. Если зал оборудован
микрофоном и динамиками, избегайте
ситуации, когда микрофон подхватывает
звук, доносящийся от одного из
динамиков, — не приближайте микрофон
к динамику. Говорите всегда в
микрофон, но не подносите его слишком
близко ко рту и никогда, никогда
не касайтесь его, не передвигайте
и не стучите по нему. В конце
концов вы можете отказаться от
микрофона и просто говорить громко.
Если ваша лекция синхронно
переводится на другой язык,
предварительно поговорите с переводчиком.
Дайте ему текст, если он есть, или
хотя бы список наиболее специальных
терминов. Во всяком случае,
предложите ему свою помощь заранее.
Никогда не читайте свой доклад
по бумажке — ничто так не
навевает скуку, как это. Если вы чувствуете
себя не очень уверенно, используйте
диапозитивы с текстом, который вас
поддержит, но и в этом случае не
читайте его вслух, а комментируйте
написанное. Скорее всего в аудитории
все будут грамотными и смогут
прочесть текст сами.
Некоторые слова со слуха не
оставляют никакого следа в голове
слушателей. Произнося такие слова,
старайтесь тут же написать их на доске
или показать на диапозитиве.
Иностранные имена, например, люди
произносят иногда самым различным и
произвольным образом. Столь же
обязательно писать количественные данные и
цифры. Вообще лучше избегать произносить
цифры, если только они не относятся
непосредственно к обсуждению. В
самом деле, кого в аудитории будет
волновать точное значение точки
плавления, удельного оптического вращения
или величина сдвига в ЯМР-спектре?
Еще одно «не»: никогда, никогда
не произносите систематического
названия химического вещества по
терминологии ИЮПАК — это признак
дурного вкуса. Номенклатура ИЮПАК не
предназначена для этого. Номера
паспортов ведь тоже вполне
систематичны, однозначны и являются
полезными дескрипторами для отдельных
личностей, но кто же будет звать
свою приятельницу по ее номеру
паспорта? Слушатели будут вполне
удовлетворены, если вы скажете: «этот
непредельный кетон...», показав
одновременно на его формулу,
изображенную на диапозитиве или на доске.
Строго придерживайтесь
отведенного вам времени для выступления.
Хороший совет — прорепетировать свою
77

лекцию в полном объеме перед лицом
критически мыслящих людей, держа
перед глазами часы. Говорят, что вновь
избранный президент или премьер-
министр имеет 100 дней для того,
чтобы показать, на что он способен.
У вас же в запасе 20 минут, потому
что даже если на всю лекцию отведено
45 минут, последние 25 будут
потрачены с пользой лишь в том случае,
если вы смогли заинтересовать свою
аудиторию в течение первых 20. Если
вы необычайно способный лектор, никто
не заметит, что вы проговорили
несколько лишних минут. Однако если
вы проболтали слишком много за
пределами отведенного времени,
можете быть уверены, что заработали
врагов в лице следующего докладчика,
председателя заседания и остатка
слушателей. Поэтому обращайте
внимание на сигналы настольных
лампочек, если они есть, или включайте
с самого начала автоматический звонок,
возвещающий, что ваше время
исчерпано.
Теперь несколько слов по поводу
указки со светящейся стрелкой,
которая должна показывать конкретное
место на проецируемом рисунке, а
потом исчезать. Светящаяся стрелка
хороша на любой поверхности, но не
на ярком экране. И, ради бога, не
забывайте выключать ее, когда она не
нужна, иначе вы будете привлекать
внимание аудитории к стенам зала,
к потолку или к цветочным горшкам.
В конце лекции сделайте заключение,
причем кратко, внятно и громко.
Слушатели должны точно знать, в
какой момент надо начать хлопать или,
в худшем случае, очнуться от сна.
Наконец, если вы должны говорить
по-английски и не можете этого делать
свободно, попытайтесь привлечь на
помощь какого-либо англо-говорящего
коллегу. По крайней мере, попросите
его проверить произношение
ключевых терминов, которыми вы будете
пользоваться постоянно по ходу доклада.
ПОКАЗ РИСУНКОВ
Диапозитивы — это наилегчайший
способ передачи информации в условиях
доклада. Наилучший способ — это,
вероятно, все-таки доска с мелом, но чтобы
пользоваться ими на симпозиуме или
конференции, нужно иметь некоторый
опыт. Если делать это очень хорошо,
то эффект получается замечательный,
но в большинстве случаев
рекомендовать доску с мелом не стоит.
Диапозитивы незаменимы, когда надо
подчеркнуть важнейшие моменты в
докладе и показать материал, который
трудно объяснить на словах. Однако
рисунки не следует использовать только
для воспроизведения того, что вы
говорите, и, во всяком случае, их не
.надо просто читать вслух с экрана.
Диапозитивы должны быть ясно
различимы и понятны. Любой рисунок,
который не виден кому-либо в
аудитории, включая сидящих в заднем ряду,
должен быть исключен из показа.
Первое условие хорошей читаемости
диапозитива — возможность его
проецирования на экран в полном объеме.
Звучит это вроде бы тривиально, но
как же часто докладчики вставляют
вертикальные рисунки среди
горизонтальных, в результате чего часть
диапозитива проецируется на потолок!
Последнего можно избежать, если
приготовить все диапозитивы «пейзажным»
образом, то есть так, чтобы их можно
было показывать только горизонтально.
Другое условие читаемости: буквы
должны быть большими, а линии на
графиках — толстыми (более толстыми,
чем в журнале). Любой диапозитив,
который нельзя прочитать
невооруженным глазом, если просто смотреть
сквозь него на свет, с расстояния
25 см, скорее всего будет
неразборчив и тогда, когда он появится
на экране. Это точный тест на
читаемость, и хотя он очень прост, тем
не менее не все о нем помнят.
Для того, чтобы сделать хорошие
диапозитивы, придерживайтесь
следующих правил:
1. Каждый диапозитив должен
содержать информацию только по
одному конкретному важному пункту
вашего доклада.
2. Максимально упрощайте таблицы,
графики и рисунки. Дополнительную
информацию можно представить устно.
3. Таблицы стоит показывать только
в том случае, когда информацию
нельзя представить графически.
4. Не пользуйтесь готовым
материалом из печатных публикаций, хотя это
и удобно. В большинстве случаев
печатные иллюстрации содержат слишком
много деталей.
5. Шрифт должен быть четким.
Оставляйте достаточные интервалы
между словами и строками.
Еще один полезный совет:
наклеивайте порядковые номера в нижнем
левом углу диапозитива (при таком его
положении, в каком он должен быть
на экране). С такими метками
диапозитивы легче держать в порядке.
78

и, кроме того, вы можете быть
уверены, что рисунок будет показан в
правильном положении. Если
диапозитив правильно вставляют в проектор,
номер окажется под большим
пальцем правой руки.
Для всех рисунков используйте листы
стандартного формата A80X240 мм),
не больше. Ограничивайте количество
информации на каждом диапозитиве.
Придерживайтесь принципа «один бит
информации — один диапозитив», и
никогда не делите этот бит на два
рисунка. Для того чтобы избежать
перегрузки диапозитивов, ограничьтесь
20—25 словами на каждом из них.
Не приводите данных, которые вы
не собираетесь комментировать,—
номенклатура, точка плавления,
библиографические ссылки. Дважды
подумайте, прежде чем показывать спектр или
хроматограмму (есть ли в них
действительно что-то новое?) Очищайте
диапозитивы от лишнего «шума»
(информации, приводимой без очевидной цели).
Никогда не показывайте на одном
диапозитиве таблиц вместе с
рисунками — это можно делать только в том
случае, когда таблица настолько проста,
что укладывается в ограничение 20—25
слов на диапозитив.
Хорошая читаемость рисунка вовсе
не требует профессионального
чертежного искусства. Диапозитив,
нарисованный и написанный вольным стилем,
может быть весьма эффектным, а
сделать его можно гораздо быстрее.
Единственное условие — понятный
почерк и наличие некоторых
чертежных навыков. Попробуйте это сделать
один раз и попросите своих друзей
оценить вашу работу, прежде чем вы
ее представите слушателям на
конференции.
Каждый из разных стилей исполнения
диапозитивов имеет свои
преимущества и недостатки. Например, на
диапозитивах с черными буквами на белом
фоне грязь видна больше, чем в
случае белых букв на черном фоне,
однако читаемость первых лучше.
Качество любых диапозитивов
определяется опытом, оборудованием и
тщательностью работы фотографа.
Проконсультируйтесь с ним — он хорошо
знает, какой вид материала
переснимется лучше всего и будет наиболее
читаемым.
Один и тот же Диапозитив может
вам потребоваться во время доклада
несколько раз. В этом случае лучше
приготовить соответственное число
экземпляров, чем рассчитывать на то,
что ассистент у проектора сможет по
вашему требованию отыскать в темноте
15-й диапозитив после 21-го.
Перед докладом всегда хорошо
войти в контакте людьми,
осуществляющими техническое обслуживание
аудитории. Представьтесь тому, кто будет
показывать диапозитивы, — ваш успех
во многом будет зависеть от него.
Спросите, как вам называть
следующий диапозитив, чтобы ему было
удобнее. Сами вставьте диапозитивы в
кассету проектора, проверив их
положение, и решите, что лучше — полная
темнота или приглушенный свет.
Проверьте качество и масштаб
изображения на экране. Тогда, если ваши
диапозитивы окажутся непригодными для
показа, вы еще успеете спасти свой
доклад с помощью другого проектора
или доски с мелом.
ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ С НА ВЫХОД ПРОДУИТА В ПРОЦЕССЕ
ВЛИЯНИЕ ДОБДВНИ С
80
г^?
60
г40
20
Условия лроцесса:
расход А—17,2 кг/сек
расход В-28,6 кг/сек
теялооймек-
ноиечиал темк.87°С
Замечание:
как старые,так и новые
данные получены с одикм
и тем же кол-вом
катализатора
кривая,соответствующая ур.З
О старые данные
А новые данные
0,4
0,8 1.2 1.6 2,0
добавка С.вес %
2,4 2,8
1,0 1,5 о 2,0
добавка С,вес %
На двух диапозитивах представлен один
и тот же материал, но на правом —
в более простой и ясной форме. Пояснения
и второстепенные детали, которые на
нем опущены, могут быть представлены
устно, если это необходимо нли если
об этом будет задан вопрос из аудитории.
79

СТЕНДОВЫЕ СООБШЕНИЯ
8 последнее время широко
распространены заседания со стендовыми
докладами. Стенды дают гораздо больше
возможностей для спонтанного
возникновения дискуссий и позволяют
авторам испробовать оригинальные
способы изложения. На стенде можно
выставить образцы ключевых
химических соединений, полученные данные,
опубликованные статьи, фотографии
приборов, хода самих экспериментов
и даже портреты авторов. Очень
важно подчеркнуть, что стендовые
сообщения предназначены не для
представления второстепенных работ, а
позволяют обсудить научную проблему
в индивидуальном порядке или в
небольшом кругу лиц.
Большая часть диаграмм, чертежей
и рисунков, выставляемых на стенде,
может быть выполнена так же, как
для диапозитивов, хотя рисунки лучше
делать погрубее и пожирнее.
Иллюстрации могут не быть и, пожалуй, даже
не должны быть
высокохудожественными. Делайте иллюстративный
материал простым. Простое использование
цвета может дать дополнительный
эффект подчеркивания чего-либо. Не
стоит рисовать графики на плотной
бумаге — ее труднее прикрепить к
доске. Вообще, при подготовке стенда
достаточно иметь под рукой несколько
листов обычной бумаги и один или две
фломастера. Хорошо иметь также при
себе все дополнительные графики,
таблицы и уравнения, которые могут
понадобиться в ходе обсуждения, даже
если вы и не собираетесь выставлять
их на стенде.
Стенды надо оформлять так, чтобы
они были понятны сами по себе даже
в отсутствие авторов и без
предварительного ознакомления с тезисами.
Вообще на стенде нужно выставлять
как можно меньше результатов —
только те, которые необходимо показать
для обоснования выводов. Стенд,
перегруженный фактическим материалом,
редко привлекает внимание.
Совершенно необязательно заполнять
информацией всю предоставленную вам
площадь стенда!
Очень важно тщательно спланировать
оптимальное использование площади
стенда. Иногда полезно разбить ее на
участки равных размеров (например,
9 прямоугольников высотой 40 см и
шириной 60 см). Стенды должны
читаться с расстояния 2—3 м.
Минимальная высота графиков и таблиц —
20 см.
ВОПРОСНИК САМОМУ СЕБЕ
ДЛЯ АВТОРА
СТЕНДОВОГО СООБЩЕНИЯ
Аннотация
Достаточно ли она краткая и выразительная,
чтобы привлечь внимание?
Введение
Дает ли оно достаточно информации, чтобы
понять постановку задачи?
Результаты
Не настолько ли их много, что главное
теряется?
Помогает ли текст, помещенный между
таблицами и рисунками, разобраться в них?
Обсуждение
Достаточно ли привлекательна выбранная
форма, чтобы стимулировать дискуссию?
Техника исполнения
Шрифт. Достаточно ли крупны заголовки,
таблицы, рисунки и сопроводительный текст?
Таблицы. Все ли они имеют краткие
названия?
Рисунки. Все ли имеют краткие подписи?
На всех ли рисунках не больше трех кривых.-*
Все ли линии на рисунках хорошо видны?
Есть ли пояснение к каждой кривой нг
графике?
Не перегружены ли оси координат инфор
мацией?
Для подписей к рисункам и таблицам
и для ключевых слов текста 'можно
рекомендовать шрифт высотой 1 — 1,5 см.
Буквы меньшего размера и линии
тоньше 2 мм издали не видны. Никогда
не выставляйте материал, просто
напечатанный на машинке, без увеличения.
Текст под таблицей или рисунком
должен быть кратким и содержать
наиболее существенные выводы,
вытекающие из приведенных
экспериментальных данных. Кроме того, эта
подпись должна подводить читателя
к следующему эксперименту. Авторы
должны быть готовы к обсуждению
деталей эксперимента, если их об
этом спросят, но приводить такую
информацию на стенде так, как это
принято в статьях, не стоит.
Лучше всего приготовить материал
за некоторое время до начала
конференции и выставить его в своей
лаборатории, где ваши коллеги смогут
ознакомиться с ним и сделать
замечания, которые, возможно, его
улучшат. Хотя форма стендовых
сообщений способствует установлению
неофициальной обстановки для обсуждения
научных идей, большинство
участников конференции не испытывает
наслаждения от импровизаций автора, если
последний увидел свой стенд в первый
раз только на конференции.
Ги УРИССОН
Перевод О. В. НОЛ
80

Фантастика Михаил ВЕЛЛВР
Кнопкой его прозвали еще в школе. Пришел такой маленький, аккуратненький,
в очках, и нос кнопкой. Посадили его за первую парту, перед учительским столом,
да так мы все десять лет и видели впереди на уроках его стриженый затылок и дужки
очков за ушами. Левое ухо у него было выше правого, очки сидели косовато,
он их поправлял.
Учился он неплохо, списать давал всегда. И не ябедничал, даже когда (был такой
случай) шалопай Юрка Малинин закинул его портфель в проезжающий грузовик.
На физкультуре он стоял самый последний, в пятом классе не мог перепрыгнуть
через козла; и позже не удавалось. А уж если играли в футбол, Кнопка шел в
качестве нагрузки, друг другу его спихивали. Но обычно мы его ставили судить,
это и его, и нас вполне устраивало. Судить Кнопке нравилось, добросовестный
был судья. А после игры он всем с ответственным видом раздавал полученные на
хранение часы и авторучки. Или, например, пойдем купаться, побросаем барахло,
а Кнопка лежит рядом и переворачивается на солнце через научно обоснованные
промежутки времени, сигареты нам достает сухими руками и время говорит.
Если собирают деньги — складчину или на учебники, — сдавай Кнопке. Это была
его общественная нагрузка — казначей, и он относился к ней со всей серьезностью,
специальный кошелек завел с тремя отделениями: одно для мелочи, другое для
бумажек, а в третьем держал список — кто, когда и сколько сдал. Как в сберкассе.
Однажды Толя Кравцов подобрал на улице щенка и принес домой. Мамаша,
конечно, на дыбы. И Толька со щенком отправился к Кнопке.
— Выручай, — говорит, — Кнопка, друг, пока я ее уломаю.
Щенок месяц жил у Кнопки. В конце концов Кравцов выиграл домашнюю войну
благодаря серии удачных маневров: исправил двойку по алгебре, записался в
кружок друзей природы и натравил классную руководительницу прийти к нему
домой и провести беседу о воспитательном значении животных в семье. Щенок
вернулся к хозяину, и с тех пор каждое лето, уезжая в пионерский лагерь или
с родителями, Кравцов со спокойной душой оставлял его Кнопке.
Еще Кнопка умел хранить тайны. Могила! Ему доверялись, не рассчитывая на
собственную выдержку; знали: Кнопка не выдаст. Да что там тайны, мы ему стали
и выученные параграфы сдавать. Вызубришь — и сдашь, а то, пока урок наступит,
все вылетит из головы. Леня Маркин, был у нас такой отличник, даже приспособился
вообще все Кнопке сдавать: на перемене полистает книжку, побормочет под
нос, прикрыв страницу, — и Кнопке. Выйдет к доске — пятерка. Все учителя
Маркина в пример ставили.
Когда Юрку Малинина, вторую нашу знаменитость, повлекли на педсовет за
электрический стул (вмонтировал в сиденье учительского стула батарею БАС-80 и

вывел полюса на шляпки гвоздей), он, посоображав, оставил у Кнопки на всякий
случай задиристость и грубость.
— И карты пока у себя держи. т
Мы замерли. Заговор созрел.
— Кнопка, — сказал кто-то вполголоса, — ты бы их выкинул куда-нибудь
подальше, а? И тебе безопаснее...
Кнопка подумал, поправил очки. И ответил:
— Во-первых, сами понимаете, что Юрка может тогда натворить. Во-вторых,
добудет взамен что-нибудь еще похуже. А в-третьих, — он вздохнул, — не могу,
взял — значит надо отдать. Иначе представляете, до чего может дойти?..
От него отступились, разочарованные и со смутным уважением.
Насели на Малинина, чтобы он выбросил карты. Юрка артачился, набивал цену.
Его соблазнили авторучкой-самописцем — знаете, которая заправляется водой.
— Ладно, — снизошел. — Но ненадолго, посмотрим пока...
Смотрели два дня. На третий Юрка пришел с фингалом и потребовал все
обратно: драчливость, грубость и прочее.
— Пацаны в микрорайоне уважать перестали, — процедил он нехотя, в ответ
на тактичные расспросы. — Ничего, сегодня у них будет вторая серия. Курская
дуга, — и сплюнул.
...И был май, и листва за открытыми окнами, когда после уроков (уже в девятом
классе) некая Нина Санеева, знаменитая красавица Нина Санеева, подошла к
Кнопке и взглянула ему в глаза.
— Кнопка, — говорит, — мне надо с тобой поговорить.
Кнопка кивнул, стараясь держаться уверенней. Он пришел на свидание раньше •
времени, в выходных брюках. Нинке полагалось опоздать, и она опоздала.
Они уселись на скамейке в скверике, и Нина взяла его за руку, и его сердце
пропустило удар.
— Кнопка, — спросила она, — ты мне друг?
— Угу, — сказал Кнопка, избегая смотреть на руку.
— Ты должен мне очень помочь, — сказала она, и Кнопка полетел с небес на
землю.
Она продолжала, понизив голос:
— Тебе можно доверить самое главное?
— Что? — спросил Кнопка, хотя уже все знал...
— Нет, ты скажи!
— Можно, — сказал он. — Но зачем?
— Понимаешь... есть один человек... Но он не любит меня. И... и я боюсь
наделать глупостей...
Кнопка считал астры на клумбе.
— Может быть,— проговорил он,— вовсе не надо его... может, он не стоит этого?
— Нет,— сказала она.— А вдруг он меня когда-нибудь полюбит? Или мне
понравится другой, хороший человек. Выйду замуж и буду его любить, понимаешь?
А сейчас я не желаю больше мучиться. И... не хочу потратить свою любовь так
бездарно.
— Эх, — сказал Кнопка. Подумал, что надо бы вынуть руку из ее руки, но не 1
стал: все равно сейчас расходиться.
— А ты сумеешь сохранить?
— Сумею, — сказал Кнопка. — У нас как в сберкассе.
Уже поступив в институты, мы забрали у Кнопки свои волнения. Жаль, но что
поделаешь — нас-то сколько, а он один. Тут, знаете, и верблюд не выдержит.
Кнопка переехал в новый район, на окраину, без телефона, и если его тревожили,
то уже не по пустякам. И каждый год собирались у него отмечать годовщину
окончания: двухкомнатная квартира, а родители уезжали к знакомым за город.
Прошлый раз мы на этой встрече несколько перебрали и, неловко даже
признаться, чуть все не перепутали в кнопкиной камере хранения. Насилу разобрались.
Хотя не исключено, что кое-кто был в этом заинтересован.
Между письменным столом и батареей центрального отопления стоит мой
вкус к жизни. Я отвез его Кнопке через месяц после поступления в аспирантуру.
Иначе серьезно работать невозможно. На отпуск только беру. Там же лежит
желание выпить. Жена заставила: «Или рюмка, или я». И все равно мы развелись.
Всю эту неделю я засиживался в лаборатории допоздна, в субботу шел дождь, ко
всему еще я простудился, взял бутылку белого — а пить не хочется. Подумал и
поехал на Загребский бульвар, дом 5, корпус 38. Метро с двумя пересадками,
потом автобус. *
82

Кнопка открывает, в байковой курточке, лицо усталое. В волосах седина. Вообще
он как-то быстро стареет.
— Заходи, — радуется.
— Понимаешь,— говорю я,— как-то мне последнее время не по себе. Давай,
Кнопка, выпьем, что ли.
— А, — понимает. — Пошли в мою комнату, сейчас.
Он быстро накрыл на стол. Мамаша винегрет принесла, помидоры соленые.
Себе Кнопка налил томатный сок. Не хочет пить.
— Вот всегда так, — вздохнула мать. — Не пьет, не ест. Говорит, для здоровья
полезно. А что полезного, вон на кого похож.
— Слушай, — сказал я, — может давай, а?.. Моего желания и на двоих хватит.
— Не в том дело.
Сколько я ни просил — ни в какую. Посидели, поговорили. Он инженер в
каком-то институтишке. Я спросил: сколько он получает?
— Сто тридцать с прогрессом.
— Слушай, Кнопка... У тебя здесь столько всего лежит. Неужели самому не
захотелось когда-нибудь воспользоваться? Ты бы такие дела мог творить...
Он улыбнулся и покачал головой.
— Как ты не понимаешь,— объяснил он.— Это как ключи от французских
замков — к каждому только свой подходит. Да и непорядочно как-то...
— Попробовать? Что ж тут непорядочного?
Кнопка вздохнул.
— Помнишь Светку Горячеву? Она ко мне в прошлом году мужа привела.
Такой способный молодой ученый, но уж очень застенчивый, все его затирают.
Нельзя ли, мол, напористости ему, ну, что ли, нахальства... Очень просила. Я и дал
ему — на неделю.
— И что же?
— Его выгнали с работы. Этого надо было ожидать. Человек-то тот же самый,
и вдруг появляется новая черта характера. Людям это не нравится.
Я слегка захмелел. Сижу, гляжу на него, бедолагу, кассира при чужих деньгах.
— Зря так смотришь, — говорит он... — Жизнь моя — хорошая.
— Жениться не думаешь?
— Да нет пока.
— А Нина как живет? — спросил я и тут же пожалел, что заикнулся об этом.
— Да так,— говорит.— Недавно опять любовь свою взяла. У нее ненадолго.
Я представил себе Нинку с ее неснашиваемой любовью, и зло взяло.
— Хотя надо признать,— заметил Кнопка,— что кое-что при хранении портится.
Я, конечно, слежу как могу... Мне недавно Леня Маркин одну идею сдал; не время,
говорит, сейчас. А отдать другому не хочет, жалко. Идея скоропортящаяся. Мать
уже жалуется на запах, хотя я ее на балконе держу.
При этих словах она вошла с чайником — может быть, подслушивала наш
разговор — и стала жаловаться на бессовестных друзей своего сына.
— Ведь что ж такое, — бормотала она, расставляя чашки, — вся квартира
завалена. Ровно склад какой. Ступить некуда.
Мы принялись молча пить чай.
— Знаешь, — сказал Кнопка, — я тут как-то заходил к Юре Малинину. У него
дочка родилась. Думали, как назвать.
Это было для меня новостью — и то, что Юрка сделался отцом семейства, и то,
что Кнопка бывает у него.
— Я там себя как дома чувствую, — признался Кнопка.
Мне вдруг стало совсем неловко и скверно. Я понял, как мы все к нему
относились. Пренебрежение — вот как это называется. И пожалуй, даже неприязнь:
оттого ли, что он не такой, как все, или оттого, что каждый был ему чем-то
обязан, а отблагодарить его — как-то руки не доходили. Все знали: Кнопка
сделает, Кнопка не откажет... Вот так-то.
— ^Лы еще знаешь о чем с ним думали? — заговорил он. — Летом утонул
Володя Алтунин, ты, наверное, слышал... У меня от него полкладовки осталось:
там и горячность, и наивность, и принципиальность. Он ведь до тридцати лет нигде
не уживался, только после этого в гору пошел.. Хотел бы я знать: что мне со всем
этим делать?
— Дьявол! — сказал я. — Неужели нельзя как-то приспособить это для дела?
— Да я уж думал... не выходит. Да и не нужно это...
— Как сказать. Может, кому-нибудь и понадобится.
tAb\ просидели с ним до двух ночи, строя планы один ^фантастичнее другого.
83

О наглядном
изображении
математических
понятий
Доктор физико-
математических наук
А. Т. ФОМЕНКО. МГУ
Рисунки автора
Современный
естествоиспытатель, будь то химик,
физик или биолог,
неизменно прибегает к
математическому аппарату,
порой весьма сложному,
пытаясь обобщить,
формализовать, привести в
систему добытые
результаты. В поисках
подходящих методов он
обращается к математическим
книгам и статьям. Обычно
они производят внешне
сухое впечатление:
страницы заполнены
формулами и символами,
рисунки и чертежи встречаются
нечасто. Однако из этого
не следует, будто
математикам чуждо наглядное,
зрительное
представление о тех понятиях, с
которыми они постоянно
имеют дело. Напротив,
многие отрасли современной
математики очень тесно
переплетены с
наглядными геометрическими
образами, и только
устоявшаяся формальная
традиция препятствует
широкому распространению
графических
изображений в научной
математической литературе.
С этой точки зрения в
особенно выгодном
положении находится одна из
важнейших
математических наук — топология.
Она изучает в основном
свойства различных
объектов, сохраняющиеся
при «деформациях»
(остановимся на таком
наглядном уровне и не будем
здесь вникать в более
точные определения). Так,
при деформациях
эластичной сферы (хотя бы
футбольной камеры)
длины линий, нарисованных
на ней, меняются, однако
сохраняется следующее
важное свойство: любая
замкнутая петля,
изображенная на сфере,
стягивается по ней в точку. Это
и есть пример
простейшего топологического
свойства сферы. Оно отличает
ее от, скажем, тора
(бублика), на котором есть
замкнутые петли, в точку
не стягивающиеся;
таковы, в частности, параллели
и меридианы тора.
Бурное развитие
топологии в последние годы
обусловлено тем, что с ее
помощью были решены
многие важные задачи —
и не только чисто
математического характера. Вот
лишь один из примеров,
иллюстрирующих влияние
топологических методов и
идей на решение
прикладных вопросов.
Многие химические и
механические свойства
полимеров (упругие
свойства, температура
плавления и т. п.) в значительной
степени определяются
формой и взаимным
расположением длинных
молекул, участвующих в
образовании полимера.
Такие длинные молекулы
могут иногда образовать
замкнутые петли в
пространстве, причем петли
эти отнюдь не обязаны
быть простыми,
наподобие обычной окружности,
нарисованной на
плоскости. Порой они
сплетаются в так называемые узлы,
простейший вариант
которых знаком всем нам по
операции завязывания
шнурков на ботинке.
Однако узлы могут иметь
такую сложную структуру,
быть настолько
запутанными в пространстве, что,
похоже, легенда об
Александре Македонском,
разрубающем гордиев узел,
вместо того чтобы его
развязывать, имеет под
собою веские
математические основания.
Назовем узел
тривиальным, если, будучи
реализован в пространстве при
помощи веревки
(замкнутой петли), он
развязывается, точнее, может быть
развязан, то есть приведен
к простейшему виду —
окружности, вложенной
в обычную плоскость.
В противном случае, если
узел нельзя развязать,
будем считать его
нетривиальным. Естественно
задаться следующим
вопросом: пусть нам задан
какой-то узел; как
узнать — тривиален он или
нет? Другими словами,
как решить «задачу
Македонского» — можно ли
распутать веревку таким
образом, чтобы привести
узел к простейшему виду
стандартной окружности?
Оказывается,
существует строгий
математический алгоритм,
позволяющий (в принципе)
ответить на этот вопрос
применительно к любому узлу
в пространстве. Однако
алгоритм, к сожагению,
настолько непросто i, что
не только пользоваться им
в достаточно сложных
ситуациях, но даже
говорить о возможной
реализации на ЭВМ пока
нельзя. В то же время во
многих прикладных
задачах вопрос о
распознавании тривиального узла
носит отнюдь не теореги
ческий, а сугубо практиче-
; 84

ТЗН,4 *
.^
Узел в трехмерном
пространстве
ский характер; это
относится, например, и к
названной выше проблеме
химии полимеров*.
Поэтому по-прежнему
продолжаются поиски более
простых алгоритмов,
позволяющих быстро дать
ответ на конкретный
вопрос: развязывается
данный узел или нет.
(Впрочем, можно понять чувства
'О природных полимерах (в ча- Каменецкий A977, № 7; 1981,
стности, молекулах ДНК), зам- № 9); как математик, я зани-
кнутых в кольца и сплетенных
в узлы, дважды рассказывал
в «Химии и жизни» М. Д. Франк-
мался реализацией на ЭВМ
частичных алгоритмов
распознавания тривиальных узлов.
Александра
Македонского: столкнувшись с
практической задачей, он, по-
видимому, довольно
быстро понял, что
справиться с ней
«алгоритмическим образом»
слишком трудно. Дело в том,
что если и знать заранее
о тривиальности
заданного узла, то построить
цепочку операций,
ведущих к его
распутыванию, само по себе
весьма сложная задача —
85

В процессе выворачивания
наизнанку сфера приобретает
вид сложной самопересекающеися
поверхности
Аналитическая поверхность.
При усложнении области
определения функции растет
число критических точек

правда, имеющая в
принципе алгоритмическое
решение.)
Теорией узлов
занимается специальный раздел
топологии,
синтезирующий различные методы
алгебры, геометрии и
других дисциплин. Роль узлов
в современной
математике объясняется еще и тем,
что, оказывается, они
имеют самое прямое
отношение к известной задаче
«классификации
трехмерных многообразий». Так
называют объекты,
обобщающие двумерные
поверхности, которые в
трехмерном пространстве
изображаются в виде
«сфер с ручками». Так вот,
составление полного
перечня всех таких
трехмерных многообразий и их
классификация в большой
степени зависят от
возможности классификации
узлов. На рис. 1
изображен вполне конкретный
узел, соответствующий
одному такому
трехмерному многообразию,
достаточно сложному по
структуре.
Узлы не исчерпывают
собою класс легко
изображаемых (графически)
объектов. Рис. 2
показывает один из моментов
«выворачивания сферы
наизнанку». В топологии
есть такая красивая
задача: рассмотрим обычную
сферу, сделанную, для
наглядности, из тонкой
резины, и начнем
деформировать ее, не разрывая,
не склеивая, не допуская
изломов, узлов и
перетяжек. Однако во время
деформации допускаются
самопересечения, то есть
сфере разрешается
проходить сквозь себя.
Вопрос: можно ли таким
образом вывернуть сферу
наизнанку, сделать ее
внешнюю поверхность
внутренней и наоборот?
На топологическом
жаргоне эту задачу называют
иногда «задачей о
выворачивании ежа», понимая
под этим следующий
наглядный образ: еж с
иголками, торчащими,
естественно,наружу,
изображает собою сферу, из
каждой точки которой
торчит по нормали вектор
единичной длины. Тогда
вопрос формулируется
так: можно ли
обезвредить ежа, вывернув его
наизнанку, чтобы все
иголки были бы теперь
направлены вовнутрь? Только что
названные
математические условия такой
деформации можно
рассматривать как естественные
требования, при которых
операция будет для ежа
совершенно
безболезненной.
Этот вопрос — частный
случай более общей
математической задачи; он
допускает полное решение.
Доказано, что вывернуть
сферу наизнанку можно,
однако деформация эта
достаточно сложна и ее
построение требует
большого искусства. В
процессе деформации, как
явствует из рисунка, сфера
приобретает вид сложной
самопересекающейся
поверхности, которая
меняется с течением времени.
Любопытно, что аналог
этой задачи,
сформулированный для окружности в
плоскости, решения не
имеет. Интуитивно это
более или менее понятно:
как бы мы ни пытались
«вывернуть наизнанку»
окружность в плоскости,
обязательно возникает
ситуация, в которой
появятся петли бесконечно
малого размера, что запрещено
правилами игры.
Серию наглядных
геометрических образов
доставляет и другая ветвь
топологии, связанная с так
называемыми гладкими
функциями. В
классической механике и
современной физике, в теории
оптимального управления и
многих других областях
науки огромную роль
играют критические точки
функций.
Проиллюстрируем это понятие простым
примером.
На ландшафте горной
страны можно выделить
точки следующих трех
типов: а) вершины гор
(максимумы); б)
наинизшие точки впадин,
например, самые глубокие точки
озер (минимумы); в)
перевалы (седловые точки).
С каждой функцией,
заданной на какой-то
области определения (в нашем
примере уровни заданы,
скажем, на
географической сетке), можно
связать такие критические
точки, причем они
описывают не только характер
поведения функции, но и
свойства самой области
определения. Более того,
если усложнять область
определения функции, то
это повлечет за собой
увеличение числа
критических точек (рис. 3).
Изучение этих связей,
качественных зависимостей
такого типа составляет
содержание теории Морса —
одной из ветвей
современной топологии.
Если функция
определена на «трехмерном
многообразии» (о чем мы
вкратце говорили выше),
то седловые точки
описываются следующим
образом: нужно рассмотреть
обычный диск, проткнутый
в центре отрезком,
который перпендикулярен
плоскости диска. Тогда
значения функции будут,
например, возрастать в
направлении этого отрезка
и уменьшаться в
направлении диска. Если
поместить эту конструкцию
в поток жидкости, то
можно считать, что жидкость
вытекает из критической
точки по направлению
отрезка и втекает вдоль
диска. Иными словами,
критическая точка служит
источником в одном
направлении и стоком — во
всех других, ему
перпендикулярных. Конечно, это
описание несколько
грубое, в реальных ситуациях
87

и диск, и отрезок
«искривлены». Все это показано на
рис. 4, иллюстрирующем,
выражаясь строго,
критические точки в
трехмерном многообразии.
Комбинация диск-отрезок
изображена в виде
колокола, язык которого и есть
отрезок, вдоль которого
истекает жидкость.
Наглядное графическое
изображение
математических конструкций и идей
особенно полезно в
преподавании. Мне довелось
быть не только автором,
но и оформить несколько
учебников современной
математики; хотел бы
выделить серию рисунков
для книги
«Гомотопическая топология»
(Д. Б. Фукс, А. Т.
Фоменко, В. Л. Гутенмахер,
издательство МГУ, 1969 г.).
Рис. 2 заимствован из
этой книги.
Опыт лектора
подсказывает мне, что огромную
роль в скорейшем
усвоении материала играет
удачно подобранный
геометрический образ.
Поскольку для топологии
существенно важны
деформации объектов и те их
свойства, которые не
меняются при деформациях,
математики часто
прибегают к наглядным
конструкциям даже при
доказательстве глубоких
формальных теорем.
Конечно, процесс
непрерывной деформации можно
в принципе записать с
помощью формул, однако
эта запись обычно
настолько громоздка, что от
нее часто отказываются
и заменяют язык формул
более разговорным
языком, в котором уместны,
например, такие термины,
как «растянем сферу» или
«вытянем ручку». Этот
язык, часто используемый
в серьезной научной
литературе, отнюдь не следует
считать каким-то
приближенным или неточным —
он вполне адекватно
отражает сущность топологи-
88
ческих операции и
является в такой же степени
профессиональным и
точным языком, как язык
химии. И, продолжая мысль
об адекватности,— не
надо удивляться, что при
наглядном изображении той
или иной топологической
теоремы в рисунках то и
дело появляются наряду
с геометрическими
конструкциями и зрительно
знакомые образы, скажем,
образ человеческого тела,
сохраняющего, несмотря
на сильное искажение
(то есть деформацию),
свои основные, если
хотите, топологические
свойства (рис. 5).
Критические точки в
трехмерном многообразии
иллюстрируются наглядно
комбинацией диск—отрезок,
изображенной здесь в виде
колокола
Разумеется, далеко не
все математические
конструкции допускают точное
геометрическое
изображение. Очень часто
приходится сознательно
ограничиваться передачей даже
не образа, а лишь
атмосферы, в которой живет
и плодоносит та или иная
математическая идея.
Своеобразный «математи-
ческиймир» не вымышлен,
не придуман; он просто
наглядно изображен,
скорее, даже
сфотографирован в воображении и
перенесен на бумагу. Этот не
совсем привычный мир
пронизан идеей о
математической бесконечности,
столь сильно действующей
на воображение не только
математиков. Одной из
попыток графически
выразить эту идею (рис. 6) мы
и закончим заметки о
наглядном изображении
математических понятий.

tr
Топологическая конструкция.
Проект памятника
6
Идея математической
бесконечности допускает самые
разные трактовки; здесь —
лишь одна из попыток
графически выразить эту
идею

1 ll'
У§
[Яг
МАО*
ШШ^Г^Ш^^Ъ т^^яш
11Я.'?|Г^^вЯ^И^^
1 Ki^Lyu ■ ш~Р^5я
||яД|^Я1У|
|Д gr^i^Tv И
ШЦ
ШШШ
Щг \^J*!^^^^_^_^Bf J^iJKTa«Ш аф-Щ 1
У1|^Юшй1Ч|
йЭВщВШя
^ЁХ1 ■ ^НЯ ^ii ИЯ'
Ш1
infill
ЬлКЙИяДК?*^»*'*''*' ^\ 4j 11
Чж»ЭЯЕ|^^1к Щ)£г1!
Ия/^^^8К|!^^^31
r^^^^^*^^E!SI
Математический
человек
Р. МУЗИЛЬ
Мы предлагаем вниманию читателей
литературный документ,
принадлежащий перу австрийского писателя,
классика немецкоязычной литературы XX
века Роберта Музиля. Статья «Der ma-
thematische Mensch» («Математический
человек») была опубликована в 1913
году. Это небольшое произведение,
написанное в свободной форме
художественно-философского эссе, почти
с документальной точностью отражает
и духовную ситуацию времени, и облик
самого автора — человека, сидящего
«между двух стульев», одновременно
принадлежащего и науке, и искусству.
В отличие от своих знаменитых
собратьев — Томаса Манна, Германа Гессе и
многих других,— Музиль был не
гуманитарием, а представителем точного
знания; получив военно-техническое
образование, он усердно занимался
математикой, физикой,
экспериментальной психологией. Его научная
деятельность совпала с эпохой революционного
кризиса западноевропейской науки. Он
был свидетелем грандиозной попытки
пересмотра оснований математики,
предпринятого в начале XX в., и
кризиса естествознания,
проанализированного В. И. Лениным. Отголоски этих
событий слышны в эссе Музиля. Однако
речь в нем идет не только о
революции в точных науках. Как никто другой
из его современников, Музиль ощущал
драматический раскол буржуазной
культуры Запада — разрыв между
«математикой» и «поэзией», между все
усложняющимся научно-техническим
знанием и рафинированным упадочным
искусством. В противостоянии
рационализма и иррационализма Музиль стоит
на стороне разума. Он предвидит
грядущий синтез науки, философской
мысли и искусства. Об этом в несколько
нарочито возвышенных тонах говорится
в заключительном абзаце статьи.
Статья «Математический человек»
включена в юбилейный сборник прозы
Р. Музиля, выпущенный на языке
оригинала московским издательством
«Прогресс» в конце прошлого года — к
столетию со дня рождения писателя.
По-русски статья публикуется впервые.
Знаменитых полководцев часто называют математиками на поле боя. Это — одно
из недоразумений, связанных с непониманием сути математической науки, ибо
трезвый расчет на войне, если он хочет избежать риска вызвать катастрофу, не
должен выходить за пределы четырех арифметических действий. Если бы
командиру вдруг пришлось решать более громоздкую задачу, пусть даже такую
относительно несложную и не требующую особых способностей, как решение простого
дифференциального уравнения, тысячи людей были бы обречены на гибель.
Это не умаляет гения полководцев, но лишь говорит о своеобразной природе
математики. Математику считают наиболее экономным способом мышления, и это
тоже верно. Однако мышление само по себе вещь ненадежная, оно склонно
растекаться вширь. Оттого оно с давних пор одержимо — хотя бы в силу
первичной биологической потребности экономить силы — парадоксальным стремлением
к самоограничению, и эта страсть заставляет его забывать о цели и смысле этой
90

экономии, подобно тому как скряга забывает, ради чего он копит деньги, и
чуть ли не наслаждается своей затянувшейся бедностью.
Операцию, которую, вообще говоря, никогда невозможно довести до конца,
например сложение бесконечного ряда, математика в благоприятных условиях
способна выполнить в считанные секунды. С многочисленными вычислениями,
вплоть до сложных манипуляций с логарифмами, вплоть до интегрирования, она
управляется играючи и без участия человеческого ума, при помощи машины,
человеку же остается задать исходные числа и повернуть рукоятку или -что-нибудь
в этом роде. Какой-нибудь рядовой сотрудник кафедры, технический исполнитель,
может сегодня формулировать задачи, за решением которых еще двести лет
назад ему пришлось бы ехать к господину Ньютону в Лондон или господину
Лейбницу в Ганновер. Что же касается задач, не решаемых машинным способом, которых,
конечно, гораздо больше, то и для них математика предлагает идеально
действующий логический аппарат, который позволяет с абсолютной гарантией предугадать
все мыслимые варианты решения.
Организованное таким образом мышление есть поистине праздник духа.
Взамен трудного путешествия под дождем и снегом, под угрозой нападения
разбойников — по дорогам ума курсируют комфортабельные спальные вагоны.
Вот что означает с теоретико-познавательной точки зрения экономия мысли.
Можно спросить себя: а сколько из мыслимых вариантов используется в
действительности? Подумать только, какое неисчислимое множество человеческих
жизней, какая бездна денег, времени, таланта и честолюбия была принесена в
жертву этой чудовищной науке экономии за столько веков и продолжает
расходоваться сегодня — и все это только для того, чтобы человечество не позабыло
ничего из накопленного! Попробуйте подсчитать, какова реальная польза от всего
этого. Но и тут массивный, разросшийся и, конечно же, далеко не общедоступный
аппарат математики окажется самым экономным и в сущности незаменимым
средством. Ибо вся наша цивилизация порождена им, другого пути мы не знаем;
именно он, этот аппарат, обслуживает и удовлетворяет ее потребности, и его на
первый взгляд избыточная, как бы работающая на холостом ходу громада есть
на самом деле отражение невообразимого множества отдельных сиюминутных
фактов.
Лишь при условии, что мы не будем обращать внимания на внешнюю пользу,
но попытаемся понять, как соотносятся между собой неиспользуемые части внутри
самой науки, нам откроется другое и необычное лицо математики. И мы внезапно
заметим, что оно, это лицо, отнюдь не выражает целеустремленность или
пресловутое стремление к экономии, но искажено мукой. Обыкновенный человек,
заканчивая среднюю школу, в дальнейшем не особенно нуждается в математике;
инженеру она нужна лишь постольку, поскольку ему приходится иметь дело с
формулами в технических справочниках — а это тоже не бог весть какие высоты;
даже физик редко прибегает к особо изысканным математическим приемам.
Однако и в более серьезных случаях он вынужден рассчитывать на собственные
силы, так как сами математики мало интересуются прикладными задачами. Вот
почему специалистами по некоторым важным для практики разделам
математической науки становятся часто нематематики. Но рядом с этими разделами, позади
них — простираются необозримые области, предназначенные только для
математиков. Так возле точек прикрепления немногочисленных мышц располагаются
обширные нервные сплетения. Где-то в глубине, внутри своей науки трудится
одиночка-математик, и его окна выходят не на улицу, а в соседние помещения.
Он специалист, ибо никакой гений не может охватить науку целиком. Когда-нибудь,
он верит в это, предмет его раздумий найдет практическое применение; но не
это его подхлестывает; он служит истине, то есть своей судьбе, а не ее цели.
Пусть результат даст тысячекратную экономию, не в этом суть; все дело в
самоотдаче, в страсти.
Математика есть роскошь, которую позволяет себе чистый разум, — роскошь
броситься вперед очертя голову. Одна из немногих, какие еще остались.
Некоторые филологи тоже заняты предметами, польза которых сомнительна для них
самих; не говоря уже о филателистах или коллекционерах галстуков. Но все это —
невинные забавы, далекие от серьезных проблем нашей жизни. А вот математики
предаются самому отважному и восхитительному авантюризму, какой доступен
человеку, именно посреди этих проблем, в их средоточии. Маленький пример
пояснит сказанное. Можно утверждать, что от достижений этой науки — хотя бы
сама она была к ним равнодушна — практически зависит вся наша жизнь. Мы
выпекаем хлеб, строим дома, пользуемся транспортом благодаря математике.
Если не считать того немногого из одежды, мебели, обуви, что изготовляется
91

вручную, если не считать наших детей, мы все получаем по милости математики,
пользуясь расчетами и вычислениями. Вся реальность нашего земного бытия, все,
что движется перед глазами и окружает нас, все это не только доступно
уразумению с помощью математики, но по сути дела возникло благодаря ей, ибо на ней
покоится самое существование именно так, а не иначе упорядоченного мира вещей.
Некогда зачинатели математики, опираясь на определенные постулаты, выработали
представления, из которых вытекали вычислительные приемы, умозаключения и
выводы, ставшие затем достоянием физиков; они в свою очередь добыли новые
данные, и наконец явились инженеры: эти просто воспользовались готовыми
результатами, произвели с их помощью другие вычисления, и так возникли машины.
И вдруг, когда все так прекрасно устроилось, зажило и задвигалось, математики,
те самые, кто сидел по темным углам, колдуя над своими формулами, — объявили,
что в самом фундаменте их науки что-то такое абсолютно невозможно привести
в порядок. Они глядели в корень и в конце концов углядели, что все огромное
здание держится, можно сказать, ни на чем. Но машины-то работали! Отсюда
следовало, что наше существование — какой-то обман, призрак; мы живем,
собственно говоря, в результате ошибки; если бы не она, нас тут вовсе бы не было.
Невозможно подыскать аналогию ощущения, какое испытывает математик:
ощущение фантасмагории.
Этот интеллектуальный скандал математик демонстрирует самым наглядным
образом, открыто гордясь дьявольским безрассудством своего разума и уповая
только на него. Я мог бы привести другие примеры, когда, например, адепты
математической физики, не моргнув глазом, заявляли, что пространства или времени
не существует. Причем ссылались не на какие-то там туманные абстракции, подчас
столь любезные философам, чья профессия сама по себе как бы извиняет эти
бредни, но на принципы, которые буквально стоят перед глазами в виде какого-
нибудь автомобиля, принципы, которым хочешь не хочешь, а надо верить!
Одним словом, ясно, что это за ребята.
Мы, прочие смертные, растеряли мужество тех, кто жил до нас, в эпоху
Просвещения. Небольшой осечки оказалось достаточно, чтобы сбить нас с толку, и мы
позволяем любому безответственному болтуну пятнать великие имена Д'Аламбера
и Дидро обвинениями в плоском рационализме. Мы хнычем, упрекая разум в том,
что он будто бы задавил чувство, и забываем, что чувство без разума, за редкими
исключениями, уродливо, как смертный грех. Оттого и литература наша прокисла до
такой степени, что, прочитав подряд два немецких романа, надо взять интеграл,
чтобы привести себя в форму.
Нечего ссылаться на то, что вне своей специальности математики часто бывают
тупыми посредственностями и даже сама их хваленая логика покидает их, когда
они оставляют свою науку. Там уже не их область. Зато в своей они делают то,
что нам надлежало бы выполнять в нашем деле. В этом и состоит смысл их
существования и урок, который они нам дают: они — пример для тех людей духа,
которые должны прийти.
И если шутка, в которую мы облекли здесь наши соображения о существе
математики, заключает в себе нечто серьезное, то пусть не покажутся странными
следующие умозаключения. Многие брюзжат, что-де наша эпоха недостаточно
культурна. Фразу эту можно толковать и так и этак, но суть дела в том, что культура
всегда представляла собой нечто целое, объединяемое либо религией, либо
общественными условиями, либо искусством. Для социального единства нас
чересчур много; для единой религии нас тоже многовато, о чем здесь достаточно
упомянуть, не вдаваясь в подробности. А что касается искусства, то мы — первая
эпоха, которая не умеет любить своих поэтов. И все же именно в наше время как
никогда прежде необходима не только творческая энергия, но и единодушие,
целостность духа. Было бы глупостью думать, будто все упирается только в знание;
суть заключена в самом характере мышления. Со своими притязаниями на глубину,
смелость и новизну мышление пока что ограничивает себя исключительно сферой
рационального и научного. Но такой разум поедает все вокруг себя. Лишь сливаясь
с чувством, он обретает качество духа. Совершить такой шаг — дело поэтов.
Обучиться этому с помощью науки, какой-нибудь там психологии или чего-либо
подобного, невозможно. Остаются одни претензии. Не зная, как приняться за дело,
они беспомощно топчутся, облегчая душу брюзжаньем. Но если уровень их
мышления таков, что современникам он кажется выше их понимания, то сами поэты не
должны забывать о том, что осталось там, ниже их уровня.
Перевел с немецкого
Г. ШИНГАРЕВ ^
92

Короткие заметки
Картошка с помидорами
Вероятно, почти у каждого, кто читал сказку
про вершки и корешки не в детском возрасте,
а будучи уже умудрен жизненным опытом,
возникало сожаление и даже недоумение.
Почему же это в самом деле у
сельскохозяйственных культур наиболее ценным, а чаще
всего даже единственным
продовольственным продуктом бывает либо то, что растет
под землей, либо то, что вызревает в
надземной части растения? Что за странный запрет
наложила природа на одновременное
развитие на благо человека и того и другого?
А может быть, никакого запрета нет, а просто
к этому привела селекция?
По-видимому, узкая специализация выгодна
не только в производстве, по-видимому, она
дает определенные преимущества и в
природе. Однако никакого принципиального
запрета тут быть не может — хотя бы уже потому,
что природа вовсе не направляет своих усилий
на удовлетворение или неудовлетворение
человеческих нужд. А поскольку природных
запретов тут нет, люди вряд ли
удовлетворятся такими исключениями, как петрушка,
и попробуют получить двойную пользу и от
других культур.
Впрочем, уже пробуют. Наибольших
результатов, по-видимому, в ближайшее время
можно ожидать от клеточной инженерии.
Хотя пока еще тут делаются только первые шаги.
По сообщению журнала «Science News»
A981, № 16), сейчас в разных странах
проводятся эксперименты по скрещиванию растений
разных видов путем слияния их клеток,
последующего их размножения и выращивания
растений из таких гибридных клеток.
Последняя стадия — самая трудная.
Так вот, специалисты из ФРГ слили клетки
то мата с клетками картофеля, и получили
гибридные клетки, и вырастили из них
растения, у которых были клубни, как у картофеля,
и плоды, как у томата,— попросту говоря,
помидоры.
Правда, до картофельно-помидорных
плантаций дело пока не дошло. Полученные
растения еще не отличаются устойчивостью, легко
теряют нужные человеку свойства. Но лиха
беда начало.
Конечно, картофельно-томатные гибриды—
это сравнительно простой случай. Они созданы
внутри одного семейства — пасленовых, у
которых и раньше наблюдались гибридные
растения. И все же, возможно, не за горами время,
когда обмануть соседа, предлагая ему то
вершки, то корешки, уже не удастся. И
картошка — хорошо, и помидор — неплохо.
Д. АНДРЕЕВ
150 лет
язвенной болезни
Медицинские журналы отметили
оригинальную дату: 150 лет назад профессор
патологической анатомии в Париже Жан Крювелье
описал в качестве самостоятельного
заболевания язву желудка. Юбилей — хороший повод
для подведения итогов. Что изменилось за эти
полтора века?
Крювелье назвал язву пептической, то есть
вызванной самоперевариванием стенки
желудка; он недоумевал, почему это происходит
только в определенной точке, на строго
ограниченном участке. Почему желудок не
переваривает себя целиком? На этот вопрос и
сегодня по сути дела нет ответа. Крювелье описал
симптомы болезни: боль под ложечкой,
похудание, рвоту. Они перечислены и в наших
современных учебниках. Крювелье полагал,
что лучший способ терапии — диета («отдых
желудка», по его выражению), и это правило
остается незыблемым по сей день.
Тем не менее кое-какой прогресс в познании
и лечении язвенной болезни желудка и
двенадцатиперстной кишки (таково современное
наименование недуга) все же имеется.
Популярные в прошлом туманно-умозрительные
модели пептической язвы как болезни всего
организма, возникшей «на нервной почве»,
уступили место конкретному, деловому
изучению местных механизмов заболевания. Одна
из новейших теорий связывает появление
язвы с генетическим дефектом — нарушением
синтеза гликопротеидов, охраняющих стенку
желудка от разъедающего действия
желудочного сока. В лечении господствует
сдержанность, ориентация на разумный консерватизм;
ведущие лекарственные средства — антациды,
нейтрализующие кислый желудочный сок
(например, викалин), холинолитики (атропин,
метацин), некоторые фармакологические
новинки (циметидин и синтетические проста-
гландины). Ликвидировать обострение
язвенной болезни в общем-то не фокус, но не всегда
ясно, кому сказать спасибо: лекарству или
циклическому — вспыхивающему и
затихающему — характеру недуга...
Г. МОИСЕЕВ
93

Невидимые границы
«Вилами на воде писано» — так говорят,
когда хотят подчеркнуть зыбкость каких-либо
предположений. Действительно, разве можно
провести в море или озере какую-либо
заметную черту?
И все же в водоемах такие невидимые
границы есть, и их тонко чувствуют мельчайшие
обитатели жидкой стихии — планктонные
организмы. Прогреется какой-либо участок
водного бассейна, накопится в нем
побольше питательных веществ — и тотчас же в этой
зоне начинает бурно плодиться планктон.
А где есть планктон, там есть и рыба.
А как искать эти невидимые границы
человеку? Скажем, для того, чтобы узнавать
преимущественные места скопления рыбьих
стай? Самый простой способ — брать в
разных местах водоема пробы воды, определять
в них численность планктонного населения
и по этим данным строить карты, подобные
топографическим. Беда только в том, что
занятие это очень уж хлопотное...
Гораздо более удобным оказался метод
нахождения невидимых водных границ
(«Гидробиологический журнал», 1980, т. XVI, вып. 5),
основанный на измерении вертикального
градиента потенциала электрического поля
водоема. Оказалось, что местам скопления
планктона соответствуют аномально высокие
значения отрицательного электрического
потенциала, и поэтому вместо отбора проб и
подсчета числа организмов можно вести
непрерывную регистрацию электрических
свойств водной толщи с помощью прибора,
буксируемого за кораблем.
Но самое интересное заключается в том,
что невидимые границы соответствуют...
границам загрязненных участков водной
среды. В чем тут дело? Почему на этих границах
наблюдаются и электрические аномалии, и
повышенное содержание планктона?
По этому поводу высказываются разные
соображения. Можно, например,
предположить, что в какой-то концентрации
загрязнения способны быть пищей для некоторых
обитателей водного царства, служащих в свою
очередь кормом для других организмов;
аномальное же электрическое поле — просто
результат повышенной жизнедеятельности.
Но может быть и так, что на границах раздела
чистой и загрязненной воды в результате
физико-химических процессов возникают
электрические аномалии, которые уже и
привлекают к себе планктон.
Как бы то ни было, теперь человек может
не хуже инфузории сказать —\ где по воде
идет граница.
8. ХРАМОВ

Голова или поясница?
Пишут, что.
...рацион спортсменок,
тренирующихся с большими
физическими нагрузками,
необходимо обогащать железом
(«Физиология человека»,
1981, т. 7, № 4, с. 710)...
...для токсикологических
исследований вместо животных
можно использовать
культуры клеточных тканей («New
Scientist», 1981, т. 90, № 1259,
с. 818)...
...чтобы быстрее уснуть,
перед отходом ко сну
рекомендуется делать по 40 минут
каждой рукой упражнение с
эспандером («Psychophysio-
logy», 1980, т. 17, с. 577)...
...на основе явления
фотоэлектронной эмиссии создан
микроскоп, позволяющий не
только видеть объекты, но
одновременно определять их
химический состав и
физические свойства («New
Scientist», 1981, т. 90, № 1254,
с. 490)...
...у прибрежного краба
Hemigrapsus Sanguinena
наблюдается, в основном, шесть
типов поведения («Биология
моря», 1981, № 2, с. 76)...
Мы справедливо восхищаемся грациозными
позами животных. Еще больше восторгов
вызывают у нас полные красоты и совершенства
позы артистов балета и спортсменов. Но даже
когда человек просто стоит, он тоже находится
в позе — в позе ... просто стоящего человека.
И все же просто стоять в действительности
не так уж просто. Ведь устройство
человеческого скелета таково, что его механической
моделью может служить система
водруженных друг на друга перевернутых маятников —
система не то что неустойчивая, а
неустойчивая до крайности. Центр тяжести — очень
высоко, площадь опоры — чрезвычайно мала.
Такая система сама по себе стоять никак не
будет; чтобы поддерживать ее в состоянии
равновесия, нужна непрерывная, тонкая и
согласованная игра множества мышц, управляемых
множеством согласованных друг с другом
сигналов.
Но откуда берутся все эти управляющие
сигналы? На протяжении полутора сотен лет
считалось, что равновесием тела человека
заведует, конечно, орган равновесия —
вестибулярный аппарат. И лишь совсем недавно
группа сотрудников Института проблем передачи
информации АН СССР позволила себе в этом
усомниться («Физиологический журнал»,
1981, т. 7, № 3).
Чтобы выяснить, что происходит, когда
человек стоит, испытуемых помещали на
платформу, которая слегка покачивалась с той или
иной частотой; как ведут себя при этом
мышцы, определялось по их электрической
активности, а специальные тензодатчики
фиксировали углы, образуемые скелетом в
суставах.
Когда частота покачиваний составляла 1 Гц,
корпус человека колебался как единое целое,
а равновесие помогали сохранять мышцы
стопы. Затем голову испытуемого закрепили в
шлеме, жестко связанном с неподвижными
стенами комнаты, где шел эксперимент.
И что же, изменилась ли от этого реакция ног
на покачивания опоры? Ничуть не бывало.
А вот если прекращались покачивания
корпуса, то реакция становилась иной.
Значит, информацию о положении тела ноги
получают не от головы, а от корпуса, точнее,
от его поясничного отдела. В самом деле,
разве у головы мало своих забот?
М. ЛАРИН
...сейчас в мире действует
58 тыс. промышленных
роботов («24 heures», 9 июня
1981 г.)...

А. ЧУРАКОВУ, Москва: Кристаллическая решетка оксида
титана не идеальна, в ней может не хватать катионов или
анионов, между узлами могут внедряться «лишние» атомы, и
поэтому состав меняется от Ti^jO до ТЮ\^.
С. Л. КУЗНЕЦОВУ, Иркутск: Алюминий всегда считали
исключительно трехвалентным, и только недавно удалось при
гелиевых температурах снять инфракрасные спектры молекулы
А1-,0
Л. Н. МАТРЕНИЦКОМУ, Тирасполь: Некоторые чертежника
для снятия туши с кальки пользуются нанесенной на тампон
смесью из 1 части клея БФ и 5 частей уксусной кислоты;
испытайте.
Н В ОСОВСКОМУ, Харьков: Вряд ли И. Кункеля можно
считать первооткрывателем рубинового стекла, поскольку еще в
1649 г., за тридцать лет до Кункеля, золотое рубиновое стекло
получил И. Р. Глаубер.
A. КОГЕРМАН, Таллии: Пиретрум из далматской ромашки
по-прежнему производят, хотя, видимо, не столько, сколько
требуется; а синтетические пиретроиды выпускают в нашей
стране пока лишь в виде опытных партий.
С ПЕТРИКУ, Днепропетровск: Фотопленка тридцатилетней
давности почти наверное пришла в полную негодность, разве
что добавить в проявитель 0,5 г\л бензотриазола — вдруг
поможет...
B. П ШИТОВУ, Кировская обл.: По нашим сведениям, в
Кировской области нет ПТУ, готовящих аппаратчиков для
химической промышленности, а в соседней Горьковской области —
есть, например в Дзержинске.
Ю. А. КсПИМЕНТОВУ, Киев: Препарат «ультрацид» (он же
«супрацид») против сосущих вредителей растений
действительно существует, но из-за высокой токсичности его
применение в СССР запрещено повсеместно, а в комнатном
цветоводстве — в первую очередь.
А. А. ВАСИЛЬЕВУ, Миасс: Суточная норма цинка в питании
определена в 10—22 мг, основные источники этого
микроэлемента — мясо, твердые сыры, бобовые, орехи, овсяная крупа.
И. И. ЩЕДРОВУ, Омск: В только что вышедшем «Справочнике
по диетологии» (М., «Медицина», 1981) ксилит по-прежнему
рассматривается как полноценный заменитель сахара, слухи о
его вредном действии, надо полагать, необоснованны.
Читателю из Уфы: По нашему скромному опыту, корейская
капуста, о которой шла речь в заметках про соль,— штуки весьма
«к грая, так что перец в нее кладут, видимо, все-таки жгучий.
Л ШАРОВОЛЬСКОЙ, Киев: Приняли к сведению, что
«злыдни», согласно толковым словарям, не синоним «злодеев»,а вовсе
крайняя бедность, нужда или же козни, что по отношению к
слепням, о которых рассказывала статья «Таежные злыдни»,
справедливо лишь отчасти..
Редакционная коллегия:
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. М. Жаворонков,
В. Е. Жвирблис
(зав. отделом хим. наук),
М. Н. Колосов,
Л. А. Костандов,
В. С. Любаров
(главный художник),
Л. И. Мазур,
В. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
Н. Н. Семенов,
В. М. Соболев,
Б. И. Степанов,
A. С. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
B. А. Энгельгардт
Редакция:
М. А. Гуревич,
Ю. И. Зварич,
A. Д. Иорданский,
О. М. Либкин,
Э. И. Михлин
(зав. производством),
B. Р. Полищук,
B. В. Станцо,
C. Ш. Старикович,
Т. А. Сулаева
(зав. редакцией),
Г. М. Файбусович,
В. К. Черникова
Номер оформили
художники
Г. Ш. Басыров,
Р. Г. Бикмухаметова,
М. М. Златковский
Корректоры
Л. С. Зенович, Л. А. Котова.
Сдано в набор 10.09.1981 г.
Т24047
Подписано в печать 16.10.1981 г.
Бумага 70X108 1/Н-
Печать офсетная. Усл.-печ. л. 8,4.
Усл. кр. отт. 10329 тыс.
Уч.-изд. л. 12,0.
Бум. л. 3,0. Тираж 435 000 экз.
Цена 45 кол. Заказ 2198
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
117333 Москва В-333
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20, 135-52-29
Чеховский полиграфический
комбинат Союзлолиграфпрома
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли,
г. Чехов Московской обл.
■.С' Издательство «Наука»,
«Химия и жизнь», 1981

«|Й ХИЩНИК, НО
Почему песЦы таи
риями?ж Достоверного на сто процентов ответа пока;
положения. Наипервейшее*-отношение к «калорическому
Он не только красив ■*— как теплоиэолятор #н превыше веянии noxeg.
.калачиком и прий^Ав^ггёшйстым хвостом 6рк5хо и ноги, песцы,, даже с
животом, могут суткаЭД }п<
покойно лежать
Цапнут лишь при мосязбе.ниж^ минус семи,
Ь^ отсутс^еи* * i
** СЛИ
I теплее
икарнои
им ни к чему.
0ьШкдо и спадов? Уьфа^Пвя^ь' научным» яЭьиГем*'
щубр fehiifce валенка,
~ держать себя в, *ст| '
икэ людей не меша
Ha«,fBJipenoM ветру. Дрожать от «олоДа ей
|Д^И градусов! Так что жировая теплой^
*T^B|h^|Hi Деществ идет чинно и р^мерённо,
постоянный метабол
:К>
■V
.. *v*'fc

Дыхание жеребца Долгожданного
Стремясь узиать как можно больше о возможностях спортсменов, ученые ие обошли своим
вниманием и полноправных участников конноспортивных состязаний — лошадей. Недавно,
например, журнал «Коневодство и конный спррт» A981, № 7) напечатал статью М. Леоновой
«Взаимодействие у рысаков дыхания и движениям
Во время заезда на круге ипподрома лошадь расходует в 60 раз больше энергии, чем
в состоянии покоя; на резвой рыси легочная вентиляция превышает 2 тысячи литров в
минуту. Для этого, понятно, необходимо глубокое и ритмичное дыхание. Оно возможно лишь
тогда, когда дыхательные и двигательные мышцы работают абсолютно синхронно, а такая
синхронность достигается специальной тренировкой...
Любители конного спорта прекрасно знают, что одна из серьезных ошибок рысака и его
наездника — это сбой, переход с рыси на галоп. За несколько таких ошибок участников
безжалостно карают — лишают призового места. Обычно лошадь совершает сбой, когда не
поспевает за соперниками. Поэтому оиа переходит на более быстрый и естественный для нее
аллюр — галоп. До сих пор считалось, что при этом она еще получает возможность
отдышаться, восстановить силы. Однако исследование М. Леоновой опровергает это
распространенное представление. На осциллограмме жеребца Долгожданного хорошо видно, что при внезапном
переходе с рыси на галоп дыхание становится сбивчивым и неритмичным, а при восстановлении
рысистого аллюра дыхательные и двигательные мышцы рысака вновь начинают работать
абсолютно согласованно.
Между прочим, когда кто-то из фаворитов заезда сбивается с рыси, у сотен болельщиков
на трибунах замирает сердце и задерживается дыхание. Наверное, было бы весьма интересно
посмотреть на их электрокардиограммы и осциллограммы дыхания.
Издательство «Наука»
«Химия и жизнь» № 11,
1981 г., 96 с.
Индекс 71050
Цена 45 коп