Создано человеком!

DjVu

      Полный текст книги

      Дорогие друзья! Вот уже много лет подряд судьба дарит мне ежегодно настоящий праздник — встречу с собственной молодостью и завтрашним днем химии, которой я служу верой и правдой многие годы.
      Имя празднику — первое сентября.
      В этот день я выхожу из дома рано. Еще не светятся окна домов старого арбатского переулка, которым мне предстоит выйти на Кропоткинскую, еще и дворники не приступили к своим утренним обязанностям, а я иду...
      Потому что путь предстоит пройти неближний: до Миусской площади к зданию Московского химико-технологического института имени Д. И. Менделеева — родной Менделеевки. В нем учился когда-то я сам, его окончили моя жена и дочь. Сейчас в нем учится внучка. Сюда, на Миусскую площадь, чтобы сразу после выступления ректора сказать студентам несколько напутственных слов, я и прихожу ежегодно первого сентября.
      Дорога к Миусской площади пролегла, по сути, даже не через пол-Москвы через всю жизнь. Но начинается она отсюда, с Кропоткинской, бывшей Пречистенки, где в первые послереволюционные годы находилось институтское общежитие. Из его окон и открывался нам мир, который по глубокому убеждению моих друзей и товарищей предстояло решительно переделать. Впрочем, смотреть и.?
      окон доводилось крайне редко, поскольку жизнь делилась на учебу и поиски работы, сводившейся к бесконечным погрузкам и разгрузкам на Московской железной дороге.
      Но так жили не только студенты моего поколения. Солдатам Великой Отечественной, донашивавшим свои шинели в вузовских аудиториях, все это тоже знакомо. Прожить на стипендию ни нам, ни им не удавалось — все подрабатывали. Соседняя с нашей улицей студенческая Остоженка тоже жила думами о заработке. А если «заказ» оказывался уж очень неподъемным, то обращались за помощью к нам, менделеевцам. В общежитие мы возвращались под утро и, едва отмывшись от угольной пыли, мчались на Миусскую, чтобы, не дай бог, не опоздать на занятия.
      Вот об этом я и говорю ребятам первого сентября.
      А еще о том, какое это счастье не искать работу, а знать, что она у тебя будет. Я говорю о великом счастье учиться, а потом всю жизнь служить науке, достижения которой определяют научно-технический и социальный прогресс.
      Ибо химия — та фундаментальная основа, что способна обеспечить глубокое понимание процессов и явлений, связанных непосредственно с потребностями общества.
      От ее успехов во многом зависят достижения сельского хозяйства и промышленности, рациональное использование энергетических и минеральных ресурсов, предотвращение загрязнения окружающей среды, экономическое благополучие страны, ее обороноспособность. Последняя особенно. Потому что военная мощь любого государства определяется в современном мире прежде всего научными достижениями. Поставить их на службу миру, а не войне, прогрессу, а не разрушению — задача всех людей Земли.
      Роль науки, в том числе химии, здесь не переоценить.
      Это она наряду с физикой и биологией вносит свой вклад в универсальный, философский аспект человеческих знаний.
      Превращениям и преобразованиям, осуществляемым химией, нет конца. Ей обязаны своим рождением и так называемые новые материалы, обеспечивающие прогресс, достижения научно-технической революции во всех без исключения областях народного хозяйства.
      Вот о чем идет разговор у меня со студентами каждое первое сентября. И я счастлив, что редакция «Эврики» предложила мне продолжить его на страницах книги, которую вы держите сейчас в руках. В ней говорится об успехах и проблемах, решаемых сейчас химией и химической технологией, о людях, посвятивших служению им жизнь.
      Синтетический каучук, пластмассы, разнообразные волокна, композиционные и строительные материалы — цементы, стекла и керамика, металлы и сплавы с заданными свойствами, препараты медицинские и стимуляторы роста растений, гербициды и биологически активные вещества и еще многое, многое другое дает народному хояяйству химия. И во все вложен многолетний труд ученых и инженеров. И если, прочитав эту книгу, вы захотите пополнить их ряды, буду искренне рад.
      Однако должен предупредить: легкой жизни и случайных успехов на этом поприще нет. A есть труд и ответственность. Ибо именно химия и химическая технология определяют успех тех отраслей промышленности, которые базируются на ее достижениях. Таких отраслей много, и все они главные, ключевые в экономике сграны. Замедлит, скажем, свое развитие химическая индустрия, и тотчас сократится производство минеральных кислот и удобрений, щелочей и солей, синтетических органических веществ углеводородов, Сахаров, полимеров, красителей, пестицидов, моющих средств, пластических масс, волокон, лаков, красок... А это не замедлит сказаться на ритме работы других отраслей народного хозяйства: не выполнят планов текстильщики, снизится выпуск трикотажных изделий. Масштабы производства цементов, стекол, керамических и прочих изделий, созданием которых занята промышленность строительных материалов, тоже определяется успехами химии и химической технологии. А значит, и решение задачи огромной социальной важности — обеспечение каждой советской семьи к 2000 году квартирой напрямую связано с тем, как, в каком режиме трудится химическая промышленность страны, над какими проблемами работают в своих лабораториях ученые и исследователи.
      Коксохимическая и нефтеперерабатывающая, нефтехимическая и целлюлозно-бумажная, черная и цветная металлургия, ядерно- и военно-химическая, микробиологическая и медицинская, пищевая и легкая промышленность — вот неполный перечень отраслей народного хозяйства, непосредственно связанных с достижениями той науки, которой я посвятил жизнь. Но она еще трудится и над задачами, от выполнения которых зависит прогресс машиностроения, приборостроения, электроники, космонавтики. Одним словом, отраслей, сегодня вполне справедливо называемых катализаторами научно-технического прогресса.
      А катализаторы, как известно, вещества, ускоряющие ход химических реакций. Вот почему новейшие материалы и соединения, стимулирующие развитие всех приоритетных направлений НТП — бесчисленные «добавки», химические реактивы, особо чистые вещества, нередко именуют еще и катализаторами катализаторов. Производство таких веществ малотоннажно, так как создаются они внебольших количествах — в граммах, килограммах, реже ь тоннах. В отличие от крупнотоннажных, когда готовая продукция комбинатов и заводов измеряется в тысячам, миллионах тони. Я счел необходимым объяснить разницу этих чисто «химических» понятий уже на первых страницах книги, поскольку они будут еще не раз и не два встречаться читателю в дальнейшем. Впрочем, специальных терминов в рассказе о химии не избежать, потому некоюрые из них мне придется пояснять в ходе повествования. Здесь же я хочу извиниться и перед памятью уже ушедших от нас ученых, и ныне здравствующих за то, что перед фамилиями не всегда будет стоять научное звание. Соблюди я это требование — и многие страницы рассказа превратились бы в сплошной перечень «титулов», должностей. Так много выдающихся, а теперь всемирно известных людей стояло у истоков и продолжает трудиться на благо советской химии и химической технологии. Пользуясь авторским правом, обозначу национальность и круг научных интересов только перед фамилиями иностранных исследователей. А соотечественники пусть меня извинят... Все мы, кандидаты наук, профессора, академики и не увенчанные почестями и славой исследователи — рыцари и служители Химии.
      Что же касается точности «перевода» химических терминов и обозначений, то я постараюсь неукоснительно соблюсти данное требование, ибо, как вы узнаете из первой главы книги, от этого слишком многое зависит.
      Искусство превращения
      Слово о слове
      Один из знаменитых отечественных химиков профессор Иван Алексеевич Каблуков, поражал нашего брата — студента, отнюдь не отличавшегося строгостью речи, почти фантастической небрежностью в употреблении слов.
      Нисколько не считаясь с правилами грамматики, он склонял и спрягал их сугубо по-своему, по~каблуковски, «тасуя» с легкостью фокусника, проделывающего головокружительные манипуляции с карточной колодой.
      «Приходите ко мне во вторницу, — говорил, к примеру, профессор, — в пятник принять не смогу... семинар».
      Каблуковские «афоризмы» заучивались наизусть, записывались в блокноты, цементировались памятью навечно. Я и до сей поры не могу забыть, как живописал Иван Алексеевич удушающие свойства углекислого газа, его пагубное воздействие на человеческий организм.
      «В Италии есть пещера, наполненная углекислым газом, — посвящал он слушателей в роковую тайну, — человек входит в нее живым, а выходит мертвым».
      А среди химиков моего поколения и поныне живет притча, поведанная нам предшественниками. Собралсяде Иван Алексеевич в гости и отправился на Мясницкую (ныне улица Кирова), славившуюся своими кондитерскими. Заглянул в два первых магазина — подходящего торта не оказалось, зашел к Эйнему (был такой немец, державший в Москве до революции монополию на кондитерскую торговлю), купил что было нужно и пошел в гости.
      Только уже по дороге к друзьям почувствовал себя профессор как-то не очень уютно, словно потерял что-то.
      Оказалось, и в самом деле забыл где-то любимою трость с «набалдым золоташником», без которой и шага ступить не мог. Пришлось возвращался.
      — Не оставлял ли я у вас тростп? — спросил ученый в первых двух магазинах.
      — Никак нет. господин профессор, — ответили ему услужливые приказчики.
      У Эйнема и спрашивать не пришлось. Будьте добры, господин профессор, тотчас любезно подали ему забытую вещь. Изволили оставить...
      — Вот что значит немецкая честность, — довольно рассказывал Иван Алексеевич в гостях. В русских магазинах не отдали, а немец тотчас вернул трость.
      Все это, конечно, забавно... Но вряд ли я бы рискнул отвести даже очень смешным историям столько места в моем рассказе, если бы все они не работали на главную тему книги. Дело в том, что, понимая парадоксальность выводов, к которым нередко приходил в делах житейских, сопоставляя порой несопоставимое, игнорируя причинноследственные связи между событиями, профессор время от времени конфузливо «винился» перед слушателями, изрекая афоризм иного рода: самый внимательный человек, друзья, человек рассеянный.
      И все сразу становилось на свои места. Где уж Изащ Алексеевичу было следить за словами, если они не успевали за его мыслью, и когда было профессору анализировать свои поступки и действия, происходящие вроде бы независимо от его воли и желания, в то время как думы ученого занимала «одна, но пламенная страсть». Он служил Химии. А о том, как результативно было это служение, свидетельствует сама история науки. А многочисленные ученики «рассеянного» человека, путавшего «вторницу» с «пятником», внимательнейшим образом изучают сегодня природу через призму химии, оставаясь прежде всего, как и учитель, приверженцами истины.
      Именно истина и заставляет меня вступить в спор по поводу тех терминов и определений, искаженное употребление которых в последнее время вошло в моду и отнюдь не по рассеянности и забывчивости некоторых ученых.
      Такие словосочетания, как «промышленная технология», «индустриальная технология», «безотходная технология»
      и т. д. сегодня, к сожалению, узаконены не только популярной литературой.
      Но почему все-таки столь важно для химика установить истинность употребляемых терминов? Причин здесь несколько. Неверное употребление слов искажает русский язык, красоту и могущество которого неоднократно подчеркивал Владимир Ильич Ленин, борясь против ею засорения.
      А. В. Луначарский, например, рассказывает в своих воспоминаниях, с каким негодованием В. И. Ленин высказался однажды по поводу употребления слова «ишрабы» — так в 20-х годах называли школьных работников:
      «Что за безобразие назвать таким отвратительным словом учителя! У него есть почетное название — народный учитель. Оно и должно быть за ним сохранено!» И рааве непонятно с тех же позиций стремление ученого к точное г л употребления слов и их сочетаний. Любого ученого, любого исследователя, а химика особенно. Потому что, ьак сказал еще выдающийся французский химик М. Бертлов конце XIX столетия, химия в отличие от всех прочих наук сама создает предмет своего исследования. А вопрос о том, какие материалы создавать и какие свойства им придавать, был и всегда будет неотделим от вопроса, каким способом это делать. Ответ же на этот первостепенной важности вопрос дает технология — наука о промышленном производстве.
      Слово «технология» обязано своему утверждению в русском языке двум греческим словам, его составляющим, techne (искусство, ремесло, мастерство) и logos (слово, учение, наука) и дословно означает «наука о ремеслах». Нужно сказать, что до XIX века на Руси в том же смысле употреблялось свое исконно славянское слово «художество». И означало оно не только искусство в том привычном понимании, которое и кажется нам сегодня единственно верным, но и искусство производить материалы, продукты и другие изделия, что равнозначно техническим ремеслам и промышленности. Вспомните-ка знаменитое ломоносовское «Слово о пользе химии»:
      «Науки художествам путь показывают: художества происхождение наук ускоряют. Обои общею пользою согласно служат».
      Именно этому согласному служению «общею пользою»
      химической науки и химической промышленности народному хозяйству и посвящена книга, которую вы держите сейчас в руках. Речь в ней пойдет прежде всего о создании новых материалов и химической технологии. А поскольку слово «технология» будет встречаться читателю на ее страницах еще великое множество раз, то хотелось бы сразу все расставить по своим местам. Этот термин пришел в русский язык более 150 лет назад как наименование одной из важнейших прикладных инженерных наук — науки о промышленном производстве. И в этом смысле сохраняет свое значение поныне. Так что употребление таких словосочетаний, как «технология производства», представляет собой просто-напросто ненужное повторение однозначных слов. Поставьте-ка вместо «технология» адекватное ему «наука о промышленном производстве». Что получится? Бессмыслица, «масло масляное» — тавтология (в БЭС слово «тавтология» расшифровывается как ненужное повторение слов, свидетельствующее о бедности языка говорящего).
      Еще больший абсурд — употребление «технологии»
      вместо слов, имеющих другой смысл. Например, взамен техники, процесса, метода. Так, к сожалению, все чаще говорят и пишут «плазменная технология», «сорбционная технология», «технология обогащения», «технология сварки». Но речь-то в данном случае идет совсем об ином — о технологических процессах. При чем же здесь наука о промышленном производстве? И совсем уж нелепо звучит выражение «технология торговли», «технология перевозок», «технология складирования», «технология мышления».
      Очень широко в наши дни стали пользовать «технологию» применительно к сельскохозяйственному производству. В печати, радиопередачах и телевизионных программах то и дело встречаешь такие «шедевры» словотворчества, как «технология стойлового содержания скота», «технология безотвальной пахоты», «технология возделывания пшеницы», «технология воспроизводства карпа в озерах»... Но, во-первых, во всех этих сочетаниях слово «технология» вообще лишнее, ненужное, и, во-вторых, сельскохозяйственное производство в отличие от промышленного основано не на технологии, а на биологии и на прикладных ее науках — агрохимии, зоотехнике, физиологии растений и животных, рыбоводство же соответственно — на ихтиологии.
      Но почему так, собственно, важно называть все своими именами? Разве не права блистательная по своей бесшабашности поговорка, живущая на Руси испокон веков:
      хоть горшком назови, только в печь не ставь? Конечно же, нет. И дело здесь отнюдь не в казуистике или в сверхщепетильности любителя изящной словесности, а в том, что каждое слово нашего языка точно отражает стоящее за ним понятие. Употребленное не к месту, оно тотчас ведет к незамедлительному нарушению давно установившейся синхронности между ними.
      Но почему же все-таки неверное употребление слова «технология» столь широко распространилось в последнее время. Думается, что причин здесь несколько. Одна из них — искаженный перевод с английского. Я бы сказал, уж очень русское «переосмысливание» данного слова.
      Между тем, в странах английского языка (Англия, США)
      «технология» чаще всего употребляется в смысле «техника». Всем, кто увлекается проблемами науки, например, хорошо известен американский журнал «Science and Technology» (он по содержанию соответствует нашему «Наука и техника»).
      Между тем, термину «технология» еще в начале века дано точное и всеобъемлющее определение Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Откройте энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, прочтите статью великого нашего химика — и все станет на свои места.
      «...Технология или учение о выгодных (т. е. поглощающих наименее труда людского и энергии природы) приемах переработки природных продуктов в продукты, потребные (необходимые, или полезные, или удобные) для применения в жизни людей. Хотя технология по своему предмету глубоко отличается от социально-экономических учений, но у ней с ними много прямых и косвенных связей, так как экономия (сбережение) труда и материала (сырья), а через них времени и сил, составтяет первую задачу всякого производства, и существо учения о фабрично-заводских производствах совершенно теряет почву, если утрачивается из вида выгодность (экономичность)
      производства. Дело, например, химии изучать получение железа из его руд или иных веществ природы, где оно содержится, а дело технологии изучить выгоднейшие для того способы, выбрать из возможностей наиболее приемлемую — по выгодности — к данным условиям времени и места, чтобы придать продукту наибольшую дешевизну при желаемых свойствах и формах».
      И далее: «И хотя многие приемы, применяемые на заводах и фабриках, ведут свое начало от опытом оправданных начал естествознания, тем не менее в практическом сочетании частностей должно ждать своих обобщений, с которыми в будущем может выступить технология как самостоятельная прикладная наука».
      Это определение Д. И. Менделеева полностью соответствует современному пониманию технологии как науки о промышленном производстве, которая, образно говоря, ногами стоит на фундаменте естественных наук, а головой упирается в экономику.
      Прежде всего технология — наука о производстве средств производства, а ее главная задача — изучение, разработка и непрерывное совершенствование основных процессов и их совокупности в производстве машин, аппаратов, приборов и других современных орудий труда.
      Что же касается химической технологии, то это — на»ка о наиболее экономичных методах и средствах массовой химической переработки природного и сельскохозяйственного сырья.
      Химическая технология — научная основа химической, нефч ехимичесъол, коксохимической, целлюлозо-бумажной, пищевой, микробиологической промышленности, промышленности строительных материалов, черной и цветной металлургии и многих других отраслей.
      Все многообразие ее процессов можно свести к пяти основным группам процессов: механическим, гидромеханическим, тепловым, диффузионным (или массообменным) и химическим.
      К механическим относятся процессы дробления, измельчения, классификации, транспортирования твердых материалов, гранулирования, таблетпрования, упаковки конечного продукта и др. В технологии металлов это — процессы резания, прокатки, штамповки, волочения и т. п.
      К гидродинамическим — процессы перемещения жидкостей и газов по трубопроводам и аппаратам, перемешивание в жидких и твердых средах, создание кипящего слоя твердых частиц — псевдоожижения, процессы обработки неоднородных жидких и газовых систем (очистка газов от пылей и туманов, разделение суспензий и эмульсий, отстаивание, фильтрование, центрифугирование и т. п.), скорость которых определяется законами механики и гидродинамики.
      Группу тепловых процессов составляют процессы нагревания, охлаждения, конденсации, выпаривания, теплообмена и т. п.
      Группа диффузионных или массообменных процессов связана с переносом вещества в различных агрегатных состояниях из одной фазы в другую (абсорбция (поглощение), дистилляция и ректификация (разделение), адсорбция (поглощение), десорбция — процесс удаления поглощенных абсорбентами и адсорбентами веществ, экстракция, растворение, кристаллизация, увлажнение, сушка, сублимация — переход вещества из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости, ионный обмен и т. п.).
      Последняя группа — химических процессов — наиболее многочисленна, поскольку номенклатура производимых в современных условиях веществ и материала на основе химических превращений чрезвычайно многообразна. Одно только перечисление процессов, входящих в эту группу, заняло бы не менее двух страниц книги.
      К этим пяти группам в последние десятилетия добавилась шестая процессов управления и оптимизации химико-технологических аппаратов и отдельных химических производств в целом с широким использованием электронно-вычислительной техники.
      Но цель любого производства, как известно, получение конечного продукта при минимальных затратах. Отсюда и задача химической технологии изыскание наивыгоднейших условий проведения химических процессов в цехах, на заводах и комбинатах. А это уже дело химика-технолога. Именно инженер-химик-технолог творчески «овеществляет* добытые «чистыми» химиками знания, соединяет их с элементами обширных знаний других областей науки физики, математики, механики, биологии, экономики, кибернетики. Такое объединение различных знаний служит химику-инженеру для разработки новых методов производства, новых технологических процессов и аппаратов и машин, пригодных для практического использования. Образно говоря, химик-исследователь познает новое. Инженер-химик-технолог создает новое.
      А наибольший успех достигается лишь в случае объединения усилий исследователей и инженеров, когда они могут по праву разделить этот успех. И только в этом случае успехи и достижения науки открывают новые возможности и перспективы перед другими науками и производствами. Но об этом речь впереди.
      Пока же вновь хочу вернуться к Слову, с приобщения к которому всегда начинается жизненный путь человека в науку или в производство.
      Недалеко от рязанского села Стрелецкие Выселки, где я родился и прожил первые 18 лет своей жизни, в нескольких верстах от старинного русского города Михайлова в селе Маково была усадьба графа Дмитрия Толстого. Брошенная на произвол судьбы в тяжелые послереволюционные годы, привлекала она наше внимание только с точки зрения практической. Из железа, снятого с крыш наглухо заколоченных зданий, мы под руководством преподавателя ручного труда делали ведра, печные заслонки, самоварные трубы, которые он менял на хлеб 0 тем кормил свое большое семейство. Это было в 1918-1919 годах.
      Кто знает, не столкни меня и моих друзей судьба с удивительным человеком — Николаем Ивановичем Турченевым, учительствовавшим в наших местах, я бы никогда и не узнал о сокровищах, таившихся в графской библиотеке. Но Николай Иванович привез однажды из города ключ, открыл тяжелую дверь и мы увидели... «аршины» книг, тесно стоявших на прогибающихся от их тяжести полках. Чего только здесь не было! Тома по истории культуры, описания путешествий. Бесконечные ряды неразрезанных, не читанных никем «Нив» и «Вокруг света» и приложений к ним. Сочинения Жюля Верна, Май-н Рида, Райдара Хэггерда, Фенимора Купера и многих, многих других таили в себе чудеса. Слова строились в строки, строки — в страницы. А они рассказывали о неведанном, о путешествиях и людях, о фантастических планах и поисках.
      Так моя судьба оказалась предрешенной. Наука и только наука — твердо знал я к концу школьной жизни.
      Наука, но какая? И здесь никаких сомнений тоже не было. Ибо мой учитель «болел» химией. Мог ли не занедюжить ею и я? Маковская школа второй ступени в 1919 году перестала существовать, и по рекомендации того же Н. И. Турченева, который был назначен начальником уездного отдела народного образования, я поступил в Михайловскую школу второй ступени имени ИI Интернационала.
      И хотя после окончания школы в 1925 году я получил путевку в педагогический институт имени Герцена в Ленинграде, очень скоро оказался в том же вузе, где к тому времени учился и Н. И. Турченев — Московском химико-технологическом институте имени Д. И. Менделеева. Вот с тех пор химия и химическая технология стали моей судьбой и жизнью.
      Приглашение к разговору
      Ясным летним днем, когда по всем разумным понятиям москвичам надлежало быть в лесу или на реке, стоял я однажды в медленно продвигающейся к дверям музея длиннющей очереди и, стиснутый со всех сторон счастливыми обладателями билетов, дающих право на осмотр предметов и ценностей из гробницы Тутанхамона, невольно ловил обрывки разговоров соседей. Повод для суждений был, разумеется, общий — уникальная коллекция древностей, прибывшая в столицу. Людей интересовало буквально все: история открытия памятника, судьба отдельных предметов и даже чисто профессиональные тонкости реставрационной работы.
      А как все это богатство доставили к нам? — настойчиво повторял кто-то рядом.
      Вопрос, как говорится, риторический. Между тем, праздным его никак не назовешь. Могу заявить об этом со всей ответственностью, потому что именно нам, химикам, приходится нередко заниматься проблемами, связанными с транспортировкой уникальных экспонатов, редчайших шедевров искусства, которыми регулярно обмениваются музеи всего мира, а, значит, и думать о создании специальной «упаковочной» конструкции, представляющей собой своеобразный научно-инженерный шедевр. Так, те же сокровища из гробницы Тутанхамона приезжали ва выставку в Москву в 250-килограммовом стальном ящике, который, согласно сообщениям ее устроителей, «не тонет, не горит и не подвергается воздействию сырости». Температура в этом контейнере поддерживалась на уровне 20 градусов (как в основном месте хранения), влажность воздуха также сохранялась постоянной. Создание такого контейнера, конечно же, стало возможным только благодаря успехам материаловедения, автоматики и, разумеется, химии.
      И не сотвори объединенными усилиями представители трех, казалось бы, столь различных направлений, надежного хранилища, сокровища гробницы не смогли бы проделать такого длительного и весьма опасного для уникальных предметов путешествия.
      Дело в том, что практически все материалы, созданные природой ли, людьми ли, подвержены разрушительному воздействию окружающей среды и времени и потому нуждаются в защите. Недаром наиболее ценные картины, исторические документы покрывают обычно для профилактики специальными защитными пленками, маслами, парафином. Но последние, трескаясь, портясь от времени, света, влаги, сами способны, к сожалению, исказить внешний вид документа или произведения искусства.
      К тому же такого рода покрытия — защита весьма относительная. Именно поэтому наводнение, постигшее Флоренцию двадцать лет назад, безвозвратно погубило огромное количество старых книг, бесценных рукописей, творений живописцев.
      Но, как говорится, беда всегда учит уму-разуму. И чтобы хоть как-то застраховаться от подобного рода стихийных бедствий, химики предложили защищав поверхности произведений искусства с помощью кремнийорганического полимера. Насколько это надежно, можно судить хотя бы по следующему примеру: обработанная таким полимером бумага (ее называют гидрофобизированной)
      выдерживает, не деформируясь и не подвергаясь в дальнейшем никаким изменениям, давление водяного столба высотой в два с половиной метра. Но как ни хороша, как и я надежна такая обработка, она все же не панацея от всех житейских передряг и случайностей, которые выпадают порой на долю произведений искусства.
      Вот и пришлось для сокровищ Тутанхамона, с рассказа о выставке которых я начал разговор, строить специальный контейнер. Правда, уникальным, единственным в своем роде его все же назвать трудно, потому что еще более сложный «контейнер» существует давным-давно.
      Это всем нам хорошо известный самолет. Да и задача у него куда более сложная, чем функция простой емкости, пусть даже работающей на заданном режиме. Комфорт, безопасность, скорость — вот что гарантирует пассажирам современный лайнер. А собран он из нескольких десятков тысяч деталей, на изготовление которых идет свыше 400 металлических и около 600 неметаллических материалов, к созданию которых причастна в первую очередь химия.
      Написал я это слово «материалы» и сам удивился:
      какое оно емкое, всеобъемлющее. Камень и глина, песок и дерево, растительные и животные волокна, кожа — материалы. Переработанное природное сырье — тоже материалы; керамика, стекло, электропроводники, резисторы, диэлектрики — опять же материалы. В общем, понятие «материал» столь широко, что возьмись я перечислять все его компоненты, то боюсь, что читатель держал бы сейчас в руках не книгу, а номенклатурный справочник, который, как ни старайся его составитель, все равно бы оказался неполным.
      Судите сами. Только неорганический синтез в принципе может привести к созданию колоссального количества соединений, большинство которых не встречается в природе. В среднем же в мире ежегодно создается не менее 50 тысяч соединений, в том числе около 8 тысяч неорганических. И это под силу только химии, и только она открывает перед человечеством перспективу овладения «второй» природой, синтезируя новые искусственные материалы вместо «классических», внедряя их повсеместно, везде, где это необходимо для достижения конструкторских и технологических задач и, разумеется, где экономически оправдано.
      Не так давно, например, в Институте элементоорганпческих соединений (ИНЭОС) АН СССР в лаборатории, возглавляемой академиком И. Л. Кнунянцем, было синтезировано вещество, получившее название хромоксана.
      Его результативность так поразила производственников еще во время промышленного эксперимента, что новорожденному соединению поспешили приписать поистине сказочные возможности. Это как раз тот редкий случай, когда слухи достоверно отразили действительность.
      Дело в том, что вещество, подобное хромоксану, уже давно ждали приборо-, автомобиле-, вагоностроительные предприятия, карбюраторные заводы. Нужен он и другим отраслям народного хозяйства. Об этом красноречивее всего говорят многочисленные заявки на хромоксан, присланные в адрес института. Нужда в нем и в самом деле очень острая, поскольку хромирование, никелирование, платинирование поверхностей деталей и приборов — процесс трудоемкий, дорогой и небезопасный для окружающей среды. А обойтись без него, к сожалению, нельзя: коррозия не щади г металл, превращая в прах автомобиль, инструмент, прибор. Вот и приходилось, не считаясь с затратами, особенно часто обращаться к хромированию — наиболее распространенному способу покрытия металлических поверхностей. Выглядело это приблизительно так: деталь или заготовку погружали в ванну, заполненную раствором серной кислоты и хромового ангидрида (ангидриды — химические производные неорганических и органических кислот, образующихся при их дегидратации — отщепления воды). После того как изделие, подлежащее хромированию, присоединяли к отрицательному полюсу источника постоянного тока, на поверхности детали начинал выделяться водород, одновременно зеркальный слой восстанавливаемого хрома начинал нарастать, превращая еще недавно невзрачную, как Золушка, деталь или заготовку в сверкающую принцессу. Но, во-первых, такой процесс восстановления энергоемок, вовторых, чрезвычайно расточителен, неэкономичен: пузырьки водорода захватывают, испаряясь, капельки раствора и пары ангидрида. Из последних, кстати, и образуется едкий, токсичный туман. Бороться с ним, конечно, можно, но опять же дорого. Вентиляционное хозяйство, различного рода улавливатели и т. д. обходятся предприятию, как говорят, в копеечку. А если к этим затратам прибавить еще расходы на очистные работы и проведение мероприятий по обеспечению техники безопасности, то окажется, что стоимость самого хромирования даже дороже всех этих необходимых, но все же накладных расходов.
      Правда, химики уже однажды предложили специалистам поверхностно активное вещество, образующее на поверхности раствора стойкую шапку пены, сквозь которую ни капельки раствора, ни пары ангидрида пробиться не могут. Это вещество — хромин. Но, во-первых, он дорог — 55 рублей килограмм, во-вторых, недолговечен, поскольку сильноокислительная среда и довольно жесткие условия электролиза быстро разрушают даже фторорганический каркас хромина. Да и производство его небезопасно, а экологически очень вредно. Поэтому особых «поклонников» у этого вещества практически нет. А если его все же и применяют, то, поверьте, не от хорошей жизни.
      Другое дело — хромоксан. Он снимает с повестки дня сразу многие проблемы технологического процесса хромирования.
      Директор института академик А. В. Фокин так характеризовал создание хромоксана: «Это интересная и полностью оригинальная работа. Нашему институту принадлежит приоритет не только на применение вещества, но и на его синтез. Такой отрадный результат вырос из многолетних фундаментальных исследований, выполняемых школой Ивана Людвиговича Кнунянца».
      Заменить хромин — именно так скромно определялась создателями нового вещества первоначальная задача. Но заменитель должен быть не менее эффективен и дешев.
      Как же решить эту проблему?
      Нет, не зря академик А. В. Фокин упомянул о многолетних фундаментальных исследованиях. К ним, к опыту лабораторного фторорганического синтеза, и решено было обратиться. А он в 70-е годы обогатился методом катализа анионами (анион — отрицательно заряженный ион) фтора. Помнится, что одно время фтор-ион популяризаторы науки именовали в своих статьях не иначе, как «протоном фтороргаников». С помощью именно этого метода, путем катализа пятифтористой сурьмой ученые института из недефицитных, выпускаемых отечественной промышленностью, соединений получили необходимую для производства хромоксана соль. А в промышленных объемах синтезировали его на опытном заводе Боркславского филиала ГосНИИХлорнроекта.
      Здесь, вероятно, вполне уместно сказать, что коллектив филиала отличается удивительным чутьем на новое, творческим подходом к решению самых сложных, но и самых злободневных проблем. Знаю это по опыту совместной работы ИОНХа с бориславскими коллегами над созданием промышленною способа получения муравьиной кислоты, о чем речь еще впереди.
      Завершить же СБОЙ рассказ об одном из 50 тысяч соединений, синтезированных советскими химиками, хочу краткой характеристикой нового вещества: хромоксанпри всей дешевизне в девять раз долговечнее хромина, а требуется его, чтобы практически полностью предотвратить потери хрома, в 13.5 раза меньше. Покрытия, наносимые методом электролиза с добавками хромоксана, оказываются удивительно монолитными, поскольку соединение действует еще на стадии образования пузырьков водорода. По крайней мере, хромирование титана — важнейшего и необходимейшего для всех приоритетных направлений научно-технического прогресса металла, стало вя»- можиым только после применения хромоксановой добавки. Она, без всякого преувеличения, счлит народному хозяйству миллионные прибыли.
      Химии под стать и превращения другого рода. Она, к примеру, может так изменить, облагородить, «перекроить» существующий испокон веков материал, что он приобретает новые, не значившиеся за ним прежде достоинства и свойства. Недаром же в двери химических лабораторий все чаще стучатся энергетики и машиностроители, медики и пищевики, микробиологи и фармацевты, строители и аграрники. И чем невиданней заказ, тем интереснее работать над ним.
      Иногда приходится объединить в одном и том же материале «лед и пламень». Как уж тут не вспомнить удивительную сказку о снежной королеве, несколько переиначенную в недавней телевизионной постановке? В ней по воле сценариста королеве с ледяным сердцем (играет ее. как всегда превосходно, Алиса Фрейндлих), которой и теплый ветер — серьезная угроза, захотелось вдруг горячего молока. Но то — сказка. А если в жизни, в технике необходимо совместить, казалось бы, абсолютно несочетаемые свойства в одном и том же материале? Ну, например, такие, как способность поглощать тепло и одновременно защищать от него заданную поверхность.
      Вот такую нелегкую задачу поставила перед моей наукой в свое время космонавтика. И химия блестяще с ней справилась, создав расплавляемые и уносимые набегающим потоком газа материалы, получившие название абляционных.
      Обмазки, созданные на их основе, надежно защитили от перегрева и сгорания при входе в атмосферу наши космические летательные аппараты и головные части ракет-носителей. Они же успешно охладили камеры ракетных двигателей.
      Если специальной обмазкой, обладающей такими способностями, покрыть несущие деревянные конструкции в здании, они окажутся для огня неуязвимыми. И если уж в химическом цехе и случится пожар, то опоры межэтажных перекрытий, обработанные такой обмазкой, окажутся под надежной теплозащитой. Ее обеспечит вспучившаяся поверхность. А что значит выиграть при пожаре дополнительные минуты, говорить не приходится. Аварийная ситуация ликвидируется. Но обмазки — вещества «экзотические», с редким применением. Да и пожары, к счастью, случаются не каждый день.
      Надо сказать, что, помимо явных «отклонений» от нормы, эти новые материалы еще и не вписывались в силу своей специфичности в многочисленное конструкционное семейство, поскольку последнему вменяется в обязанность противостоять внешним силам и не разрушаться под их воздействием. И хочешь — не хочешь на повестке дня появился вопрос: какие же материалы можно считать собственно конструкционными? Те, «традиционные», которым в качестве основного свойства положено обладать заданной удельной прочностью или жестокостью?
      А если крайне важным для повседневной научной и инженерной практики оказываются материалы с иными достоинствами, в которых на первый план выступают то же абляционные свойства или повышенное сопротивление коррозии, или, наконец, диэлектрические характеристики?
      Вот и пришлось изменить «устав» конструкционных материалов, внося в него поправки с учетом требовании развивающейся техники. Однако в настоящее время и конструкционные (то есть используемые при конструировании машин и аппаратов материалы о заранее определенными конкретными свойствами), и специально синтезированные химией по заказу различных отраслей науки и техники материалы все чаще называют общим именем — новые. Сюда относят и композиционные материалы или, как их все чаще сегодня называют, композиты.
      Что же принято сегодня называть композиционными материалами? Это материалы из металлической или неметаллической основы (матрицы) с заданным распределением в ней упрочнителя. В качестве последнего могут выступать всевозможные волокна и даже кристаллы. Прообразом композитов считается железобетон.
      Композиционных материалов сегодня множество, и «семейство» их постоянно увеличивается, а основные их качества становятся все более разнообразными. Всю эту богатейшую номенклатуру делят на несколько групп.
      Наибольший интерес для техники и приоритетных направлений научно-технического прогресса представляют армированные волокнами или нитевидными кристаллами, и слоистые, где упрочнитель — материалы, полученные путем прокатки или прессования. Разумеется, такое разделение композитов весьма условно.
      Среди новых материалов сотни любопытнейших.
      Иные уже освоены промышленностью, другие стоят на заводских порогах, ожидая применения. Взять, к примеру, конструкционную техническую керамику.
      К ней, не преуменьшая ведущей роли металлических конструкционных материалов, исследователи проявляют все больший интерес. Правда, речь идет в данном случае не о традиционных видах керамических материалов, а о новых материалах на основе специальной жаростойкой и ударопрочной керамики. В настоящее время работы в этой области продвинулись вперед настолько, что, по-видимому, в ближайшие годы именно они станут одним из важнейших промышленных конструкционных материалов наряду с металлами, вяжущими веществами на основе цемента и полимерами.
      Основа специальной технической керамики — оксиды (окислы), нитриды, карбиды, силициды, бориды и алюмосиликаты некоторых металлов. Большой интерес, в частности, представляют нитриды кремния, бора и титана, оксиды алюминия, кремния, бериллия, титана, цинка, циркония и других металлов, карбиды кремния, бора, титана и т. п. Материалы на основе этих веществ обладаю:
      многими достоинствами: малый удельный вес, высокая прочность и твердость, неограниченная сырьевая база (азот, кислород, кремний, углерод, как известно, наиболее распространенные элементы в природе).
      Одно из основных направлений исследований — повышение ударной вязкости хрупких по своей природе керамических материалов. Это достигается лишь при использовании сверхчистых ультратонких порошков, а также путем легирования некоторыми оксидами металлов (например, алюминия, магния), графитом и др. Хорошие результаты дает армирование керамических материалов волокнами углерода, карбида кремния и оксида алюминия.
      Среди важнейших и наиболее прогрессивных направлений, развитию которых в последнее время уделяется особое внимание, — создание керамических материалов для деталей двигателей. Наиболее широкое использование керамики ожидается в перспективе в газотурбинных и так называемых адиабатических дизельных двигателях, то есть ие получающих тепла извне и не отдающих его.
      При работе газотурбинного двигателя с ротором из карбида кремния или нитрида кремния допустимы температуры порядка 1400 градусов Цельсия, в то время как лишь немногие из специальных сплавов могут работать при 1100 градусах.
      Адиабатические двигатели внутреннего сгорания с деталями из керамики для легковых и грузовых автомобилей также имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными. Благодаря большой теплостойкости они ие требуют водяного охлаждения. По прогнозам это позволит не менее, чем на 30 процентов, повысить эффективность использования дизельного топлива.
      Работы по синтезу и использованию новых керамических материалов в некоторых странах в последнее время ааметно продвинулись, особенно в Японии и США.
      У пас они то/ко ведутся и сразу несколькими организациями. Однако усилия, к сожалению, все еще разрозненны. Нечего скрывать — мы здесь несколько отстали от твоих зарубежных коллег не только в экспериментальном плане, но и в фундаментальных исследованиях; а они необходимы. Прежде всего потому, что еще предстоит обеспечить конструкционной керамике требуемую ударную вязкость и решить проблемы армирования. Да л гам метод получения армирующих волокон тоже нуждается в совершенствовании.
      Программа исследований в области новых керамических материалов уже составлена. Она объединяет усилия многих научных учреждений страны металловедческого профиля, и в том числе ряда академических институтов.
      Мнение науки по данному вопросу однозначно: конструкционная керамика одно из главных направлений научно-технического прогресса в современном материаловедении, и к нему требуется максимальное внимание.
      А ситалы или пирокерамы? Вещества, созданные на основе стекла с повышенной прочностью и термостойкостью? Их тоже никогда прежде не знала ни природа, ни техника... Сегодня они с успехом применяются в качестве облицовочного материала в строительстве, при изготовлении оптической техники.
      Без рукотворных способностей химии сегодня нельзя ни модулировать лазерный луч, ни создать устройства оперативной памяти ЭВМ. Да и все дальнейшее развитие научно-технической революции просто немыслимо без бурного опережающего развития химической науки и промышленности. Взять хотя бы синтез неорганических высокомолекулярных соединений. Он уже дал отечественно:!
      промышленности великое множество конструкционных материалов, обладающих высочайшей жаропрочностью, отличными полупроводниковыми свойствами, механической и химической стойкостью. « А возможности этого метода практически неисчерпаемы.
      Химия буквально вселилась в наши дома, несказанно все преобразив, внеся в них комфорт и достаток. Холодильник и приемник, телевизор и мебель, телефон и декоративные ткани на окнах — все это достижения химии, реализовавшиеся в бытовых потребностях человека.
      Пластмассы, красители, отбеливающие вещества, лакокрасочные и множество других материалов, обязанных своим рождением химии, успешно трудятся сегодня ил наш быт, экономя время, резко повышая производительность труда. Взять хотя бы такую довольно часто употбляемую фразу: химизация — один пз основных факторов повышения производительности труда и эффективности производства. При всей огромной значимости этого положения оно конкретизируется вполне определенно: получение и использование в различных областях народного хозяйства одного миллиона тонн полимерных материалов гарантирует высвобождение 300 тысяч работников. А применение полумиллиона тонн полимерных волокон высвобождает 700 тысяч человек. При DTOM затраты обществеиного труда на производство химических материалов значительно ниже, чем, скажем, при использовании того же естественного сырья.
      Ну, представьте хотя бы на мгновенье такую поистине фантастическую ситуацию: из нашей жизни — нет, не исчезли предметы, которым дала жизнь химия, а лишь на время прекратился их выпуск. Что произойдет? Я, например, даже вообразить себе не могу. Окажись, допустим, человечество перед фактом, что пьезокварц, на котором основывается в наши дни вся радиотехническая аппаратура в мире, больше не производится — и десятки стран переживут серьезный экономический и научный кризис. Дело в том, что природные запасы этого минерала крайне ограниченны и только гидротермальное выращивание (выращивание кристаллов в условиях высоких давлений и температур) промышленных кристаллов пьезокварца решило в свое время уже довольно остро стоявшую проблему. Технологический цикл получения чудокристаллов измеряется сутками, природе же для его выращивания требуются миллионы лет.
      Разумеется, разработка и создание пьезокристаллов — социальный заказ пауки. Его прежде всего и выполняли ученые. А выяснилось, что свои «права» на них заявила...
      мода на ювелирные изделия.
      Впрочем, не только на них, и во Всесоюзном научноисследовательском институте синтеза минерального сырья уже получен искусственным путем малахит, наиболее удачные образцы которого практически неотличимы от всемирно известного уральского ювелирно-поделочного малахита. На срезе образца, который, как и положено малахиту, состоит из тонко- и скрытокристаллических плотных «агрегатов», отчетливо видны концентрические полосы и зоны, выделяющиеся различными оттенками зеленого цвета. Такой камень, если он встречается в естественных условиях, считается у каменных дел мастеров особенно удачным.
      Получение новых неорганических соединений в виде кристаллов, выращивание, изучение их свойств и структуры — одна из важнейших задач химии и химической технологии. Кстати сказать, кристаллы теперь выращивают не только из водных растворов (как это было при получении пьезокварца), из газовых сред или гидротермальным синтезом, но и производят их методом электрокристаллизации и другими способами, отнюдь не всегда моделирующими процессы, происходящие в природе.
      Химии стал по плечу выбор своего собственного, присущего только ей пути развития. Так могло случиться только при единственном условии: когда наука, отойдя от эмпирических методов, из описательной превращается в науку точную. А раз так — к ней со стороны смежных наук и спрос иной. Вот и приходится принимать не только похвалы, но и упреки.
      К слову сказать, в одной из зарубежных статей, теперь уже более чем десятилетней давности, прогнозирующей «создание необходимых материалов» на 10 лет вперед, состояние материаловедения характеризовалось как переходное: от эмпирических методов к методам целенаправленным, опирающимся на достижения химии и физики твердого тела. И в этой же статье, кстати, констатировалось, что до недавнего времени создание многих материалов было скорее искусством, чем наукой. А теперь существование материаловедения как неоспоримого научного направления — факт. И химия с радостью принимает от него заказы и, увы, упреки.
      «Дитя» обрело самостоятельность, твердо стало на ноги и, как уже водится в жизни, тут же забыло, чем оно обязано родителям — физике и химии.
      Среди них есть материалы с поистине массовым потреблением, и мы давно воспринимаем их как само собой разумеющиеся. Мы о них даже не говорим и вроде бы не замечаем... Что такое, скажем, транзистор? Электронный прибор или карманный радиоприемник?
      А многие ли из нас помнят, что функциональную жизнь транзистору, как и многим иным промышленным и бытовым приборам, дали полупроводниковые материалы? Или взять еще более ходовые и еще более незаменимые материалы. Я имею в виду люминофоры, освоение которых привело в свое время к огромным, прямо-таки революционным изменениям в быту, культуре и на производстве. Именно люминофоры, излучающие свет под действием электронной бомбардировки, открыли, к примеру, принципиальную возможность цветного телеизображеиия.
      Однако взятые мною почти наугад в качестве примера полупроводники и люминофоры все еще дороги. А это значит, что предстоит изыскать новые, более дешевые, но не уступающие им по комплексу свойств, материалы.
      Скажем, для радиоэлектронной промышленности большой интерес представляет в перспективе синтез молекул, которые сами по себе могут функционировать как индивидуальные проводники, резисторы, емкости и т. д. «
      комбинирование которых может привести к созданию «молекулярных» усилителей, тех же ячеек памяти в компьютерах. Такое направление, где понятия «конструкция»
      и «функция» как бы сливаются воедино на молекулярном уровне, обещает революцию в области электронных мини-устройств, очень малых цо своим размерам, но обладающих большой мощностью и быстpoдействием.
      Прототип их — живые организмы, в которых электропроводность осуществляется с помощью «тщательно подобранных» рядов электропроводящих протеинов внутри клетки. Понимание механизма переноса электронов в протеинах позволит создать органические и неорганические проводники на молекулярном уровне.
      В общем, у химии богатейшие возможности, а перспективы самые заманчивые. И с некоторыми из них я непременно познакомлю читателя. А закончить эту небольшую главу, которую прошу рассматривать как приглашение к серьезному разговору, хотелось бы выражением надежды, что он окажется содержательным и интересным.
      Из всего — все
      Эти слова по праву могли бы стать девизом химии, ибо у превращений и преобразований, происходящих по ее воле, нет ни конца, ни начала. Они вершились всегда и будут твориться вечно...
      Но как ни точно, как ни объемно по своей сути это выражение, принадлежит оно, к сожалению, не химику, а писателю. Изумительному знатоку русской природы, заступнику и поэту ее — Леониду Леонову. А если уж быть совсем точным, то профессору Впхрову, главному герою романа «Русский лес», лесоводу по специальности, философу и борцу за нравственность народа — по сути своей. Я и ныне готов подписаться под каждым словом той знаменитой лекции, которую произнес Иван Вихров в тяжелую пору ленинградской блокады перед будущими лесниками. Обратимся к ней и мы с высот сегодняшнего дня, сопоставляя современные заботы экономики с заботами и нуждами тех дней.
      Итак, слово профессору Впхрову, стражу и творцу нашего леса... «Все жертвы святы в борьбе за советское дело, и не содрогнутся сердца лесоводов, когда гряда за грядой падает сейчас Белорусское Полесье, образуя зввалы на путях фашистских танков. Не впервой русскому лесу стоять с нами плечом к плечу в труде и ратной сече: в годы разрухи и интервенции он тоже в полную силу поработал для рабоче-крестьянской республики... Отрезаны фронтами уголь и нефть — он тянет по стран?
      красноармейские и хлебные эшелоны, везя в столицу героическую осьмушку, он крутит промерзшие станки предприятий, он поддерживает тепло рабочих жилищ. Его убыль такова, что Ленин на Девятом съезде Советов поднимает голос за исключение древесины из топливного баланса, за возвращение лесоводов из армии и отовсюду на их основную работу. Закон того времени ясно говорит о необходимости рубок по приросту и сметам, то есть о лесоводстве на твердых научных основаниях...»
      Как скоро беда научила нас рачительности, известно всем. А мне, как руководителю секции порохов, взрывчатых веществ, боеприпасов и сырья для них Научно-технического совета при уполномоченном Государственного Комитета Обороны (им 10 июля 1941 года был назначен С. В. Кафтанов), пожалуй, лучше других. Острая нехватка дефицитных материалов заставила нас не только в срочном порядке их создавать, но искать и находить источники сырья нередко заново, с новых позиций переоценивая имеющиеся ресурсы.
      В чем мы тогда только не нуждались! Научились беречь соду (каустическую и кальцинированную), хлор, серную кислоту, карбид и цианамид кальция, фосфор, глицерин, этиленгликоль, этиловый спирт, бутанол, черные и цветные металлы и еще великое множество других химических продуктов. А поиски заменителей привели ученых к «палочке-выручалочке» русского народа — лесу, древесине.
      Сейчас в это трудно поверить, но в то время даже корпуса авиабомб вместо традиционно металлических стали делать бетонными и бумажными. Были созданы конструкции бетонных корпусов и организовано их производство на Павшинском заводе бетонных изделий. Но, к сожалению, из-за больших потерь промышленных мощностей цемент также стал весьма дефицитным продуктом. Поэтому под руководством профессора Е. Н. Подклетного разрабатывается поточный метод производства «литых» бумажных корпусов, сырьем для которых служили древесная масса и бумажная макулатура. Метод реализовывался на заводах пищевой промышленности. Небольшие авиабомбы в бумажных оболочках, сбрасываемые на скопления танков врага с малой высоты самолетами-штурмовиками, оказались очень эффективными, а сами штурмовики Ил-2 и Ил-10 неуязвимыми для вражеского огня, так как имели надежную стальную броню. Разработали ее во Всесоюзном институте авиационных материалов С. Т. Кишкин и Н. М. Скляров.
      Широкое распространение в промышленности нашел новый метод получения этилового спирта из непищевого сырья путем гидролиза древесных опилок и других отходов лесопиления, предложенный сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института гидролизной промышленности В. И. Шарковым, К. Д. Мартыненко и С. В. Чепиго.
      А уж если возвращаться к лекции профессора Вихрова, то именно лес пришел на помощь блокадному Ленинграду: научные сотрудники Центральной научно-исследовательской лаборатории бродильных процессов Р. В. Гивартовский, Е. А. Плевако, Н. И. Гутгер совместно с группой инженеров-химиков и механиков разработали метод получения белковых дрожжей из непищевого сырья и организовали их промышленное производство. Исходным материалом стали накопившиеся за многие годы отходы древесных опилок деревообрабатывающего завода в Дубровке. Опилки подвергались гидролизу слабым раствором серной кислоты, в гидролизат вводились биогенные вещества — азотные и фосфорные соли (большие запасы серной кислоты, суперфосфата и селитры имелись на Невском химическом заводе) — и выращивались дрожжи, восполнявшие дефицит пищевых белков в осажденном Ленинграде.
      Но то — в пору бедствий, испытаний, когда совершенно иным смыслом наполнялись привычные понятия, когда и в малом вдруг открывалось большое и значимое.
      А как хозяйничаем мы сегодпя в лесу, как заставляем служить древесину народному хозяйству?
      Ведь именно дерево наряду с металлами и полимерами остается для нас одним из самых необходимых материалов. И прежде всего это возобновляемое сырье, необходимое для производства многочисленных веществ и изделий. Дерево — естественный композиционный материал, в котором матрицей является лигнин, а арматурой — целлюлозные волокна.
      Мы многое умеем делать из древесины, придавая ей заранее заданные свойства. Современная химия способна превращать дерево в материал гибкий, огнеупорный, текучий, сверхтвердый, нестираемый. Но сколько мы еще теряем, выбрасываем, сжигаем... На одну только ящичную тару тратим ежегодно в пересчете на круглый лес более 30 миллионов кубометров. А почему бы не заменить деревянные ящики картонными коробками, на производство которых идет щепа и отходы? Ведь простой подсчет показывает преимущества такой «подмены», тем более что рсартонная тара может использоваться многократно.
      Дерево — уникальное создание природы. Оно дарит человеку жизнь, поставляя ему кислород, и способно в буквальном смысле слова кормить, поить, одевать.
      Возьмем, к примеру, хвою. В одном ее килограмме в полтора раза больше витаминов, чем в таком же количестве многолетних трав. Тонны высушенной хвои достаточно, чтобы сбалансировать по содержанию витаминов до шестидесяти тонн комбикормов. Из хвои готовят каротиновую пасту, из опилок и отходов — кормовые дрожжи. Те самые, которые помогли когда-то выдержать ленинградцам блокаду. У нас самая мощная гидролизная промышленность в мире, без которой немыслимо сегодня существование того же промышленного птицеводства.
      Но до полной утилизации древесных отходов нам все еще очень далеко. Наши коллеги из ГДР, отличающиеся умением находить резервы и оценивать их возможности, подсчитали, что общее количество скопившихся в стране лесных и промышленных древесных отходов приближается к трем миллионам кубометров. А выход из создавшегося положения они видят прежде всего в возрастающей комплексности использования древесины и в переходе от механической к преимущественно химической ее обработке. Во всем мире наблюдается тенденция к росту абсолютною потребления древесины, считают химики ГДР. Причем, наиболее резкого роста можно ожидать в целлюлозно-бумажной промышленности.
      В ближайшее время ожидается интеграция в рамках всей химии полимеров, что вызывает появление совершенно новых областей применения древесины. Пиломатериалы, шпон, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, фанера, целлюлоза, бумага, фитонциды и эфирные масла, кормовой белок, этиловый спирт, скипидар — вез это лес. Он могучий, возобновляемый экономический резерв планеты. Но он и неотъемлемая часть ее, без которой наша Земля потеряла бы свою прелесть и неповторимость. Лес — детище родной планеты и верный ее страж; до половины всей биомассы синтезировано лесом.
      Он очищает атмосферу от углекислого газа, поставляя ей кислород.
      Среди растений есть поистине санитары-чемпионы, поглощающие окислы азота, губительные для здоровья человека. Американская сосна, железное дерево, американский клен, ясень усваивают, например, листьями двуокись азота без всякого ущерба для собственного здоровья. Когда-то, характеризуя один из крупнейших по тем временам сибирских городов, Федор Михайлович Достоевский писал: «Омск гадкий городишко. Деревьев почти нет. Летом зной и ветер с песком, зимой буран. Природы я не видел...»
      Мне довелось много раз бывать в Сибири, и смею утверждать: ее города сейчас — это сады, парки, леса.
      Придет время, и мы действительно научимся создавать из всего все. По разве от этого мы оскудеем душой настолько, что разглядим в красавице березе одно лишь сырье для перерабатывающей промышленности? Это было бы ужасно...
      Лес — неотъемлемая часть русской природы, русского характера. С любовью к нему мы появляемся на свет и уходим из жизни, дабы возродилась она в грядущих поколениях... И честь и хвала химии, утверждающей:
      древесину можно и должно перерабатывать так глубоко, чтобы ничто не шло в отходы, тогда и леса рубились бы по плану, и количество материалов, поставляемых лесом народному хозяйству, не убавлялось бы. И хотя волшебства самого различного масштаба и свойства — прямая специальность химии, ее всемогущество в годы войны поражало даже нас, ученых и исследователей.
      Я понимаю, конечно, что столь невиданные темпы развития химической науки определялись тогда острой необходимостью в новых веществах и материалах, ненавистью к врагу, которого предстояло победить. Вся страна жила и сражалась во имя Победы, и не было других забот, а мечты заветнее. Сотни миллионов артиллерийских снарядов и мин получила Советская Армия за годы войны...
      А ведь их надо было сделать.
      Потребность в разнообразных артиллерийских боепряпасах, в бризантных, инициирующих и метательных взрывчатых веществах с первых дней войны была огромна. В чрезвычайно больших количествах взрывчатые вещества требовались для снаряжения авиационных бомб и морских торпед, ручных гранат, противотанковых мин.
      Однако в первый год войны и до конца 1942 года обстановка была очень напряженной. Многие заводы западных районов страны эвакуировались на восток. Требовалось время, чтобы смонтировать и сдать в эксплуатацию вывезенное оборудование, и именно в этот период на всех действующих заводах силами ученых и инженеров была проведена большая работа по интенсификации производства аммиака, азотной кислоты, аммиачной селитры, метанола и, конечно, по строительству промышленных установок для производства новых химических веществ. А это все — основа производства удобрений, порохов, взрывчатых веществ, промышленных полимерных материалов.
      В этих работах творчески участвовали сотни заводских инженеров и сотрудников эвакуированных научно-исследовательских институтов и вузов. Так, выполненные па Кемеровском азотпо-туковом заводе исследования по интенсификации процесса концентрирования азотной кислоты привели к повышению производительности установок почти втрое. Метод был распространен на все заводы.
      А усовершенствование производства синтетического аммиака на Березниковском заводе позволило довести производительность агрегатов до 40 тонн при проектной мощности 25 тонн в сутки.
      Академик П. Л. Капица предложил оригинальную установку для получения жидкого кислорода, в которой низкая температура, необходимая для сжижения воздуха и его разделения на азот и кислород, достигалась путем расширения части сжатого до шести атмосфер воздуха в высокоэффективном турбодетандере. Это дало возможность использовать для сжатия воздуха турбокомпрессоры, что открывало перспективы создания установок большой производительности. Весной 1942 года первая такая установка производительностью 200 килограммов в час жидкого кислорода была пущена в эксплуатацию в Институте физических проблем Академии наук СССР.
      А как был тогда нужен кислород! Поистине как... кислород. Он использовался в дыхательных масках военных летчиков при полетах на большой высоте. Созданная затем в рекордно короткий срок промышленная установка для производства жидкого кислорода обеспечила работы по резке и сварке металла при ремонте танков и другого военного оборудования.
      В 1942 году было расширено или организовано заново производство ряда взрывчатых веществ, таких, как гексоген, тринитроксилол, ТЭН (тетранитропентаэритрит)т этиленгликольдинитрат, диэтиленглжкольдинитрат, тетрил, нитрогуанидин, и других необходимых для снаряжения артиллерийских осколочных и бронебойных снарядов, мин, авиабомб, детонаторов и других боеприпасов. Во многих случаях это потребовало предварительного проведения исследований по уточнению свойств данных веществ, условий их синтеза, технологических параметров, причем сроки проведения таких исследований измерялись обычно неделями и редко месяцами.
      Одной из блестящих работ, выполненных советскими учеными и инженерами в начале войны, стало создание кумулятивного снаряда. Дело в том, что для борьбы с вражескими танками в то время наряду с минами и зажигательными смесями применялись и бронебойные снаряды из очень твердой стали, а также подкалиберные снаряды с сердечником из вольфрама и его сплавов. Но изучался и эффект кумуляции (концентрации) энергии взрыва. Испытания первых образцов кумулятивных силрядов на одном из подмосковных полигонов превзошли все ожидания. Кумулятивные снаряды, гранаты и мины стали новым средством борьбы с, казалось бы, неуязвимыми немецкими «тиграми» и «пантерами». Снаряды пробивали лобовую броню толщиной, равной калибру снаряда и даже более мощную, а кумулятивные мипы — броню толщиной до 200 миллиметров. Впервые массовое применение кумулятивных снарядов произошло в танковых сражениях на Курской дуге.
      И опять на повестке дня остро встает вопрос о сырье, прежде всего толуоле — для производства главного бризантного взрывчатого вещества тротила. Основной источник толуола — каменноугольная смола, образующаяся при производстве металлургического кокса. Но большинство коксохимических заводов оказалось на территории, временно оккупированной врагом (Приднепровье и Донбасс), а коксохимические заводы Урала и Сибири не могли удовлетворить потребности промышленности в толуоле и других ароматических производных.
      Однако и эти серьезнейшие задачи удалось решить.
      Были построены новые батареи коксовых печей — в Кузнецке, Кемерове, Магнитогорске, Нижнем Тагиле, Губахе.
      На большинстве заводов применили предложенный учеными метод повышения выхода толуола путем впрыскивания в коксовые печи керосина, разработали и реализовали методы извлечения толуоло-бензиновой и ксплолбензиновой фракций путем четкой ректификации сырых яефтей, получения толуола, бензола и других ароматических веществ пиролизом керосиновой фракции.
      Ученые-химики И. Д. Зелинский и Н. П. Шушид провели исследования, позволившие получить из нефтяных фракций на платиновых катализаторах ароматические углеводороды для производства взрывчатых веществ, а группа научных сотрудников Центрального института авиационных топлив и масел во главе с Б. Л. Молдавским для той же цели создала метод каталитического производства циклических углеводородов. П. Г. Сергеев, Р. Ю. Удрис, А. Т. Меняйло и их сотрудники решили очень сложную и важную задачу получения фенола и.* бензола и пропилена.
      Исследования окисления изопропилбензола позволили создать изящную и технологически совершенную схему получения гидроперекиси изопропилбензола, разложение которой давало фенол, необходимый для изготовления бризантных взрывчатых веществ, и ацетон — ценнейший, а главное, дешевый растворитель.
      Исследования, проведенные в военные годы и в области нефтехимии, усовершенствования процессов переработки нефти и увеличения выработки авиационного бензина и других видов моторного топлива, а также смазочных масел увеличили ресурсы жидких горючих для авиации и автотранспорта.
      Конечно, перечень этих работ можно было бы продолжать и продолжать... По роду своей деятельности в годы войны мне приходилось встречаться с выдающимися учеными: А. Н. Бахом, О. Ю. Шмидтом, А. Н. Крыловым, А. Ф. Иоффе, И. В. Курчатовым, С. И. Вавиловым, И. П. Бардиным, А. Е. Ферсманом; военачальниками:
      маршалом Б. М. Шапошниковым, адмиралом Л. П. Галлером, Главным маршалом артиллерии Н. Н. Вороновым, руководителями промышленности народными комиссарами В. А. Малышевым, Б. Л. Ванниковым, И. Т. Тевосяном, А. П. Завенягиным, М. Г. Первухиным и другими.
      Приходилось бывать на многих химических предприятиях, в вузах и научно-исследовательских институтах, в воинских частях. Впечатления того времени и до сей поры вызывают чувство почтительного преклонения перед мужеством, беззаветной преданностью социалистической Родине, моральной стойкостью и волей к победе советских людей.
      Самый, самый, самый...
      В каких же материалах сегодня больше всего нуждается промышленность?
      В разных, обладающих столь широкой палитрой свойств и достоинств, что их невозможно перечислить.
      И все же «королями» по-прежнему остаются металлы.
      Именно они в совокупности с многообразными сплавами определяют и сегодняшнее состояние практически всех отраслей народного хозяйства и перспективу их развития.
      Сталь и чугун, как и в начале века, лидируют в обширном семействе материалов. А без так называемых цветных и редких металлов немыслим вообще никакой прогресс в материаловедении и технике. Потому что только с их помощью чаще всего обеспечиваются уникальные достоинства сплавов. А все рудные залежи, уже эксплуатируемые или еще ожидающие своего часа — это их сырьевая база.
      Взять, к примеру, всемирно известное предприятие — Норильский горно-металлургический комбинат имени А. П. Завенягина. Его история и развитие определены месторождениями руд, содержащих медь, никель, кобальт.
      Присутствие этих металлов даже в минимальных количествах гарантирует как раз те самые новые качества, которые желательны сегодня во многих материалах. Никель и кобальт, к примеру, обладают удивительнейшим свойством придавать железу и стали сверхпрочность.
      Именно на этой основе (наряду с карбидом вольфрама)
      советскими учеными был создан в свое время сверхтвердый сплав «победит», внесший поистине революционные, преобразования в отечественную металлообрабатывающую индустрию.
      Но это далеко не все достоинства удивительного металла, потому что кобальт еще и ферромагнитный металл, причем — «самый-пресамый» ферромагнетик, поскольку его точка Кюри (так называется температурный предел, при котором ферромагнетик утрачивает магнитные свойства) очень высокая 4-1130 градусов Цельсия. Необходимо сказать, что именно этим его качеством и не преминула воспользоваться в первую очередь военная промышленность. Впервые на службу «богу» войны кобальт был «мобилизован» Англией. В годы интервенции на севере Страны Советов эта капиталистическая держава использовала против нашего Северного флота магнитные мины. Изготавливались они из кобальтовых сплавов, позже к ним обратились и фашисты. Геббельс утверждал, что немецкие мины «превосходят нервную систему многих высших существ, созданных творцом». Если это так, то с кем или с чем сравнить советских ученых, очень скоро создавших систему противоминной защиты кораблей. Решающую роль в этом сыграли в первые месяцы войны И. В. Курчатов и А. П. Александров.
      Но значительно важнее мирные профессии кобальта.
      А они — самые разные. Так, жаропрочные свойства металла открыли ему дорогу в авиацию и космонавтику, в турбостроение. Он используется также и в гальванотехнике. А это трудная и почетная работа, поскольку металл (или сплав), из которого делают аноды, не должен ни растворяться в самых крепких кислотах, ни вступать во взаимодействие с содержимыми гальванической ванны.
      И все же — это традиционные профессии кобальта.
      Но существуют еще радиоактивные его изотопы. По мощности излучения они превосходят радий, особенно широко применяется в технике один из них кобальт-60. Контрольные приборы, созданные на его основе, сравнительно легко и дешево обнаруживают внутренние дефекты массивных конструкций, сварных швов и самых ответственных узлов громоздких механизмов. Кобальтовое излучение помогает, например, быстро и точно определить толщину слоя металла, что немаловажно при обследовании, например, тех же паровых котлов, находящихся постоянно под высоким давлением.
      Лучами радиоактивного кобальта обрабатываются даже алмазы, в результате они приобретают нежный голубоватый оттенок. Радиоактивный кобальт широко используется в сельском хозяйстве и медицине. Знаменитой кобальтовой пушкой «обстреливают» раковую опухоль, и она прекращает свой губительный для человека рост.
      Так что кобальт прежде всего материал «в рабочей спецовке», и сфера его применения ширится день ото дня, из года в год.
      У второго «кита» норильской металлургии — никеля — еще более солидный послужной список. Никелевая»
      сталь, например, гарантирует отличные прочностные качества. Именно из такой стали сделаны современные хирургические инструменты и «вечные», практически не знающие износа детали, используемые в химической промышленности.
      Семейство никелевых сплавов постоянно растет, каждый раз открывая индустрии новые, невиданные прежде возможности. Где только не трудятся никелевые сплавы! В судостроении и химическом машиностроении, в электроприборах и часах, турбинах и радиотехнике.
      А некоторые никелевые сплавы вообще уникальны.
      Так, они способны «помнить» свое прошлое. Например, спираль, сделанную из сплава никеля с титаном, нагревают до 150 градусов, а затем охлаждают, подвесив к ней груз, и она, естественно, вытягивается. Но стоит такую проволоку нагреть до 95 градусов, как она вновь становится... спиралью.
      Применение удивительного сплава практически не ограничено. Особенно незаменим он при сборке в открытом космосе готовых конструкций и антенн. Собственно, как это убедительно показали американские исследователи, такую антенну и собирать не надо. До определенной поры, туго свернутая, она спокойно лежит в космическом аппарате, занимая ничтожно малое место. Но в космосе, нагретая солнечными лучами, тотчас «вспоминает» заданную ей конструкторами форму и вновь ее обретает.
      А медь? Казалось бы, ее-то к новым материалам уж никак не причислить. Какая может быть новизна, если бронза, основным компонентом которой является медь, дала название целой эпохе. Чего только люди в разные времена не производили из меди. Топоры и оружие, колокола и самовары... Но медная проволока и медные детали и поныне неизменные компоненты современных приборов и станков.
      Электропроводимость меди удивительная. Говорят, что меди доступно все: она и летает, и стреляет, и ток передает. Именно медь определяет многие достоинства огнестрельного оружия. Судить об этом можно хотя бы по такому факту, теперь уже ставшему историческим. В конце второй мировой войны, когда фашистская Германия уже терпела неудачи, США неожиданно получают от швейцарских часовщиков крупный заказ (оказалось — для Германии) на бериллиевую бронзу, в состав которой входит медь. Казалось бы, чего же тут особенного?
      Но дело в том, что бериллиевая бронза применяется не только в часах. Ее замечательные качества открывают зеленую улицу и в авиацию (в современных самолетах свыше тысячи деталей изготавливаются из этих сплавов), пружины из нее применяются в самых разных устройствах. Разумеется, «швейцарская» хитрость немцев была разгадана. Но бизнес есть бизнес, и в немецких пулеметах, стрелявших в те годы в американцев, бериллиевая бронза все-таки появилась!
      Наше время предъявляет к меди свои требования. Медный прокат и медные трубы, медные заклепки и проволока, такая тонкая, что ее и глазом не различить — вот в чем остро нуждается развивающаяся промышленность.
      Так что медь — материал сегодняшнего дня и материал будущего.
      Все сказанное в одинаковой степени относится и к другим металлам. В том числе и к меди, своими старыми достоинствами создающей новые качества новейших материалов. Но уж коли эту главу книги я решил посвятить металлам — одним из самых старых и самым новейшим материалам, то позволю остановиться еще на некоторых из них. Прежде всего о титане. На долю этого металла немало выпало превратностей.
      Титан несколько раз открывали: ему приходилось менять «имя» и. наконец, его достоинства долго и обидно принижались. Титанами, как известно, называли сыновей богини Земли Геи, сильных и выносливых юношей. Так что зваться титаном — значит быть ПОЧТРТ сверхпрочным.
      А вот этим качеством как раз металл, открытый сначала английским любителем — минералогом Вильямом Грегором (назвавшего свое открытие «меннакипом») и вторично немецким химиком Мартином Клопротом (давшим своему «крестнику» звучное имя «титан») как раз и не отличался. Правда, сам титан, как оказалось, в том был неповинен: оба его первооткрывателя получили лишь белый кристаллический порошок двуокиси титана; чистого металла ни тому, ни другому выделить не удалось. Ошибся и английский ученый Волластон (XIX в.), принявший за чистый титан его соединение с золотом и углеродом.
      Честь получения чистого без всяких примесей титана принадлежит (1875 г.) русскому ученому Д. К. Кириллову. «Исследования над титаном» — так была названа его брошюра, в которой рассказывалось о результатах проделанной работы. Так что получивший в 1919 году сравнительно чистый титан американский химик Хантер — отнюдь не первооткрыватель этого металла.
      Но почему химики многих стран столь упорно работали над получением металла без дополнительных примесей? Чем последние им так не угодили? Дело в том.
      что пменно примеси делают титан хрупким, неподдающимся механической обработке. И до того, как доброе имя чистого титана было восстановлено, ему приходилось выполнять работу второстепенную, не соотве!ствующую истинным его возможностям. Из него приготовляли белила, с помощью двуокиси титана окрашивали ткани я кожи, использовали в производстве фарфора, стекла, искусственных бриллиантов.
      Совершенно иную жизнь даровали в 1925 году титану голландские ученые Ван Аркель и де Бур, освободившие металлы от примесей. Теперь его можно было ковать, прокатывать из него проволоку, фольгу, листы.
      Что же сегодня нам известно о титане?
      Он прочнее стали многих марок, но гораздо легче (почти вдвое) железа. Титан в 12 раз превосходит по твердости алюминий и в 4 раза медь и железо.
      Есть у титана и другие достоинства: он обладает высокой коррозийной стойкостью, ему не страшна никакая химическая среда: ни серная, ни азотная кислоты, ни пары хлора. Титан способен облагораживать, придавать заданные свойства самым различным сплавам и маркам стали. Он обладает большим электросопротивлением и совершенно немагнитен.
      Популярен титан и в медицине. Во-первых, потому что абсолютно инертен и не может нанести вреда гомеостазу (внутренней среде) организма. А, во-вторых, на хирургический инструмент, изготовленный из титана, всегда можно положиться: он надежен, остер и минимально травматичен.
      Так почему же при всех его достоинствах титан не столь широко применяется в различных отраслях народного хозяйства, как того бы хотелось? Может быть, это редкий металл? Ничего подобного. Его запасы в недрах многократно превышают содержание в них меди, хрома, ртути, вольфрама, серебра, золота, цинка, свинца, висмута, никеля, сурьмы, олова, молибдена и платиновых элементов, вместе взятых. Все дело пока что в дороговизне производства чистого титана. Экономический способ получения металла — дело химии.
      «Новые» достоинства открыло материаловедение и в семействе драгоценных металлов. В золоте, например, техника наших дней больше всего ценит его удивительную химическую стойкость. Ни кислоты, ни щелочи ему не страшны. Оно растворяется только в смеси азотной и соляной кислот, так называемой «царской водке». Как известно, именно в ней растворил свою нобелевскую медаль Нильс Бор, покидая Копенгаген во время второй мировой войны. После освобождения Дании от фашистов ученый выделил золото из раствора, колба с которым была им спрятана, и из него вновь отлили нобелевскую медаль. Сегодня в производствах, где требуется особая стойкость к воздействию химических веществ, и применяется золото. Из сплава золота и платины делаются детали оборудования, с помощью которого получают синтетические волокна, сверхстойкие к любым химическим средам. Технически чистое золото используется в вакуумной технике, при производстве транзисторов. Золото служит нуждам ядерной физики — из него изготавливают кольца и шайбы для наиболее ответственных узлов ускорителей заряженных частиц, золото широко используется уже сегодня в космическом материаловедении — золотое покрытие обеспечивает надежное терморегулирование. Все большее применение находит благородный металл в океанологии.
      И все же серебро, известный конкурент золота, сегодня, пожалуй, отняло у него пальму первенства. Ибо современная электронная, космическая, авиационная и прочая техника не может обходиться без серебра — идеального проводника электричества.
      Но истинную метаморфозу пережил в наши дни алюминий, о котором еще в начале столетия самые авторитетные европейские газеты с иронией писали: «Что же можно ожидать от металла, который разрушается слабыми кислотами и щелочами, в то время как едва ли существует жидкость, не содержащая несколько кислоты или щелочи и поэтому легко разрушающая прекрасную поверхность алюминия или уничтожающая его массу...»
      Где только сегодня не используют алюминий! Для строительства кораблей и подводных лодок, в электротехнике (обмотка моторов, конденсаторы, цоколи ламп и т. д.), транспортном строительстве, при создании космических кораблей и аппаратуры, в пищевой промышленности (алюминий не разрушает витаминов, содержащихся в продуктах). Он легок, коррозионно стоек.
      Именно алюминий первым вошел в семейство композиционных материалов, порожденных научно-технической революцией. Но самые широкие возможности этот удивительный металл дарит, вероятно, все-таки авиации, космонавтике и строительству. Последнему потому, что открывает возможность облегчить строительную конструкцию, не увеличив при этом стоимость возводимого здания. Кремлевский Дворец съездов — одно из первых общественных зданий, построенных из этого чудо-металла.
      К тому же здания, возведенные из алюминия, полностью отвечают современным требованиям. Таков, например, Дворец спорта «Крылья Советов», возвышающийся на западе столицы. Его главная арена может служить 12 различным видам спорта. Конечно, при строительстве дворца использовались самые современные материалы. И сталь, и стекло, и пластики, но основным был все же алюминий. Кроме навесных стеновых панелей, впервые в мировой практике здесь применены алюминиевые перекрытия. Они в десять раз легче стальных и потому могут монтироваться с помощью обычного автомобильного крана. Строительство в какой-то мере экспериментальное, но уже сейчас несомненное преимущество алюминия перед всеми иными — налицо.
      А как нужны облегченные конструкции в отдаленных районах, в условиях бездорожья и гористой местности!
      Впрочем, алюминий очень податлив и к обработке. Он легко режется, штампуется. Но главное его достоинство в том, что запасы минералов, содержащих алюминий, в земной коре очень велики.
      Способы получения этого металла постоянно совершенствуются. Появляются новые приемы его экономии, вторичного использования. Металл вполне такого отношения достоин. А наука ищет кардинально новые пути увеличения алюминиевых ресурсов. Это прежде всего использование нефелиновых отходов, образующихся при производстве апатитового концентрата — сырья для производства фосфорных минеральных удобрений.
      Нефелин (алюмосиликат натрия и калия) — один из распространеннейших алюминийсодержащих минералов.
      Одно из самых богатых апатито-нефелиновых месторождений пашей страны открыто на Кольском полуострове еще в 20-х годах академиком А. Е. Ферсманом. Ныне общая добыча сырой руды этого месторождения составляет около 50 миллионов тонн в год. Из нее извлекается апатитовый концентрат, а остальная масса, так называемые «хвосты», идет в отвалы «хвостохранилище». В них лежит бесполезным грузом более 500 миллионов тонн ценнейшего сырья, на две трети состоящего из нефелина и на одну треть — из примесей других минералов, представляющих для народного хозяйства самостоятельную ценность. В том числе сфен и титаномагнетит — содержащие двуокись титана. Белила, сделанные на ее основе, белизной превосходят цинковые.
      Нефелин сравнительно легко отделяется от примесей обычными, широко известными методами обогащения.
      А метод переработки нефелина путем спекания его с известняком уже давно разработан советскими учеными и инженерами. При этом кремнезем связывается в нерастворимый двухкальциевый силикат, а глинозем образует хорошо растворимые в воде алюминаты натрия и калия.
      После выщелачивания, отделения шлама и очистки от остатков кремнезема алюминиевые растворы обрабатываются углекислым газом. В результате из них образуются легкорастворимые карбонаты натрия и калия, а гидроокись алюминия выпадает в осадок, который путем кальцинации (прокаливания) превращает в товарный глинозем — главное алюминиевое сырье.
      Процесс, как очевидно и неспециалисту, прост и относительно недорог. При этом все, как говорится, идет в дело, ничего не пропадает. Судите сами: спек силиката кальция перерабатывается на портландцемент, который просто необходим строительной индустрии;* содопоташные растворы, освобожденные от гидроокиси алюминия, выпаривают, разделяют и получают товарную соду и поташ.
      На каждую тонну глинозема, произведенного этим способом, получается еще и 0,8 тонны кальцинированной соды, 0,35 тонны поташа, 7-8 тонн портландцемента, несколько десятков граммов галлия. Последний необходим для производства арсенида галлия — ценного материала электронной техники. Его применение открывает возможности значительного повышения быстродействия ЭВМ.
      В свое время группе ученых и инженеров (во главе с бывшим директором Волховского алюминиевого завода И. Л. Талмудом) за разработку метода комплексного использования нефелиновых отходов и его реализацию была присуждена Ленинская премия. Да и практика показала высокую экономическую эффективность переработки нефелинового концентрата на глинозем, кальцинированную соду, поташ и цемент. Себестоимость глинозема, полученного таким образом, более чем на 60 процентов ниже среднеотраслевой, соды — на 40, цемента — на 9. Казалось бы, все ясно внедряй в производство и как можно быстрее, тем более что решения о строительстве необходимых установок при существующих цементных заводах были приняты своевременно.
      Однако с места дело так и не сдвинулось. Отвалы нефелиновых «хвостов» продолжают расти, пылят, наносят серьезный ущерб окружающей среде. Вот уж поистине — богатства пускаются по ветру в буквальном смысле слова. Между тем, если вовлечь в переработку отходы нефелина Кольского производственного объединения «Апатит», мы могли бы значительно увеличить производство алюминия, ставшего ныне одним из важнейших конструкционных материалов. Его применение могло бы значительно расшириться, обеспечив, в частности, строительство легких и простых в изготовлении хранилищ зерна и других сельскохозяйственных продуктов. А они необходимы для реализации Продовольственной программы.
      Решение «нефелиновой» проблемы позволило бы решить и еще одну проблему — содовую. Потому что для производства глинозема используется много низкокачественных бокситов, при переработке которых нужна кальцинированная сода, значительное количество которой импортируется. Использование нефелина для произвол,-, ства глинозема дает возможность улучшить баланс и этого важнейшего продукта.
      Большое значение имеет и получаемый при этом поташ — дефицитнейшее калийное удобрение, без которого не получишь хорошего урожая того же картофеля. Практикуемый же сейчас в картофелеводстве хлористый калий (из-за отсутствия поташа) отрицательно сказывается на способности клубней к хранению.
      Что же мешает сегодня решить проблему рационального использования нефелина в полном объеме? Ведомственная разобщенность трех министерств: цветной металлургии, строительных материалов и химической промышленности.
      Впрочем, справедливости ради надо сказать, что Министерство химической промышленности свою часть проблемы (создание мощностей по получению обогащенного нефелинового концентрата из «хвостов») выполнило, однако из-за отсутствия спроса на концентрат вынуждено было использовать эти мощности не по прямому назначению. А ведь экономические расчеты показывают, что от задержки широкого внедрения уже апробированного промышленностью метода переработки нефелинового сырья народное хозяйство несет колоссальные убытки. И таких примеров нерадивого отношения к минеральному сырью — основе производства металлов — можно привести очень много. А они так нужны народному хозяйств*!
      «Послужной список» необходимейших материалов земной цивилизации можно продолжать бесконечно. Причем, рядом с их достоинствами нередко соседствуют недостатки, и, как правило, серьезные. Взять, к примеру, тот же свинец. Свинцовый град, свинцовый ливень... Эти выражения всегда ассоциировались в нашем представлении с войной. Из свинца и сегодня льют пули. Что поделаешь?
      Пока пуля еще весомый «аргумент» в современном мире, отказываться от нее рано.
      Но свинец работает не только на военные нужды, и лишь алюминию, меди и цинку уступает он по объемам производства. Особенно много используется этого металла в автомобилестроении: около трети всей мировой добычи свинца идет на изготовление электроаккумуляторов.
      Не обходится без него и самолетостроение, его используют химическая и электротехническая промышленность.
      А поскольку свинец применяется и в топливной индустрии (тетраэтилсвинец — в качестве добавки к бензину), то его ядовитые пары выбрасываются вместе с выхлопными газами в атмосферу. Например, по подсчетам Калифорнийского технологического института, каждый год над норями и океанами нашей планеты выпадает около 50 тысяч тонн свинца, и половина его — свинцовая добавка к бензину. Отказаться бы от нее раз и навсегда!
      Но ведь именно она делает работу автомобильного двигателя наиболее экономичной. Где же выход?
      Искать и создавать новые материалы, способные заменить не всегда безвредный металл в самых разных производствах. Или использовать, ослабляя отрицательные его свойства.
      Следующий пример — ртуть. Она применяется в качестве катода для электролизеров при производстве едкой щелочи. Ртутные вентили, используемые в выпрямителях переменного тока, отличаются особой надежностью в работе и долговечностью. Не забыты и печально знаменитые амальгамы — тончайшие золотые пленки, получаемые после того, как ртуть, в которой растворяют золото, испаряется. Но почему же печально?
      Потому что пары ртути чрезвычайно ядовиты. Сегодня амальгамы используются в тех случаях, когда кеобходимо защитить тончайшей золотой пленкой металл, который она покрывает, от воздействия коррозии, бактерий, агрессивной среды.
      Говоря о губительном воздействии ртути на человеческий (равно и на любой другой) организм, обычно приводят в качестве примера трагедию рабочих, наносивших позолоту на купол знаменитого Исаакиевского собора в Петербурге. Дело это было под стать богатырям. Предстояло покрыть медными листами, на которые методом амальгамирования нанесли более ста килограммов растворенного в ртути червонного золота. В итоге 60 рабочих погибло от отравления. Вот почему слово «амальгама» и ассоциируется до сих пор с человеческой трагедией.
      Но потребность в ртути от этого нисколько не снижается. Многие физические измерительные приборы (в том числе и медицинские термометры) без ртути обойтись пока что не могут. Но гораздо шире ее используют при создании так называемых ртутных ламп, все настойчивее претендующих на звание основных приборов для освещения улиц. Такой опыт уже известен в стране.
      А завершить этот необычный экскурс в историю открытий и использования металлов мне бы хотелось работой, к которой я имею сегодня непосредственное отношение.
      Началась же она давным-давно. 140 лет назад профессор Казанского университета К. К. Клаус заинтересовался отходами платинового производства петербургского Монетного двора. Тогда платину выплавлять не умели, и монеты для широкого обращения изготавливали прессованием разогретого порошка. Как известно, именно этот метод лежит сейчас в основе перспективного направления переработки металлов — порошковой металлургии. Но в то время об этом еще не думали. Как и о том, что отходы этого производства послужат для еще одного важного открытия.
      Исследуя отходы, К. К. Клаус обнаружил новый, неизвестный ранее элемент, который в честь России назвал рутением (от латинского названия нашей страны). Открытие было не из легких, поскольку все платиноиды (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина) очень близки по своим химическим и физическим свойствам, а потому работу К. К. Клауса вполне можно назвать научным подвигом, в котором ярко проявились выдающиеся знания, опыт, мастерство и интуиция ученого. Он подробно исследовал свойства рутения и сопутствующих ему родия, иридия, палладия.
      Весть об открытии нового металла была встречена зарубежными учеными с некоторым недоверием. Но после повторных опытов крупнейший в то время химик Я. Берцелиус написал К. Клаусу: «Ваше имя будет неизгладимо начертано в истории химии».
      Долгое время рутений и другие платиновые металлы не находили промышленного применения. После Великого Октября в 1918 году был создан Институт по изучению платины и других благородных металлов. Под руководством его первого директора выдающегося химика профессора Л. А. Чугаева были разработаны первые технологические процессы отечественного аффинажа (разделения) всех платиновых металлов. Уже в 20-х годах страна стала создавать свою платиновую промышленность.
      Сейчас платиновые металлы добывают при переработке полиметаллических руд. Содержание в них платины и палладия исчисляется граммами на тонну, а других платиноидов — миллиграммами. Даже в крупномасштабном производстве балапс этих металлов ведется с точностью до граммов. Сегодня платиновые металлы не только активы национальных банков, но и важнейший технический материал. В ряде случаев они не могут быть заменены ничем другим.
      Давно известна уникальная способность платиновых металлов резко ускорять химические реакции, лежащие в основе современного многотоннажного производства многих продуктов. Окислением аммиака на сплавах платины и родия получают азотную кислоту, необходимую для производства удобрений и многих других важных продуктов. Платина входит в состав катализаторов, используемых для получения высокооктановых бензинов, а также полупродуктов для производства красителей, фармацевтических препаратов, порохов, взрывчатых веществ, органического стекла и других полимерных материалов.
      В последнее десятилетие резко возросло применение палладия в качестве катализатора.
      Высокая коррозионная стойкость и тугоплавкость платиновых металлов и сплавов сделала их незаменимыми в различных реакторах для получения особо чистых веществ и материалов для радио- и электронной техники, изготовления фильер, в производстве стеклянного волокна и т. п. Нашел свое применение здесь и рутений, особенно при работе в агрессивных средах при повышенных температурах.
      Использование палладия в качестве контактов в технике слабых токов (радио, телефон, телеграф) исключает образование помех. В технике сильных токов контакты из сплавов платиновых металлов обладают исключительно высокой надежностью. Словом, развитие научно-технического прогресса заставило столь широко использовать в технике платиновые металлы, что для традиционного ювелирного дела, например, остается их очень незначительная часть.
      Но и на этом поприще уникальные возможности рутения раскрыты не в полной мере. Еще сказывается сложность его выделения из природного сырья, а также отделения от других платиновых металлов. Вот почему в нашей стране исследование соединений, образуемых рутением, всегда привлекало внимание специалистов.
      В Институте общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова (ИОНХ) АН СССР — одном из важнейших центров исследований по координационной химии в нашей стране, руководить которым я имею честь, — изучение свойств платиновых металлов, в том числе и рутения, проводится широким фронтом. Это вполне естественно, ибо ИОНХ — восприемник тематики и научных идей Института по изучению платины и других благородных металлов. Работы научных сотрудников института в области координационной химии платиновых металлов отмечены крупными достижениями. Но сейчас хотелось бы остановиться на исследовании окисных соединений рутения.
      До середины 60-х годов соединения благородных металлов с кислородом были изучены слабо. Однако открытие в 1962 году немецким ученым X. Шефером и его сотрудниками металлического характера электропроводности у двуокиси рутения стимулировало интерес химиков к такого рода материалам, расширило возможности их практического использования.
      Выяснилось, что окисные соединения рутения, родия, иридия, осмия и других платиновых металлов обладают уникальным сочетанием физических и химических свойств; инертностью по отношению к окислительным и восстановительным реагентам, термоустойчивостью, износостойкостью, широким диапазоном электрической проводимости в зависимости от своего состава. Эти удивительные качества позволили создать титановые электроды (аноды) с поверхностно инертным покрытием из окислов рутения. Они экономически более выгодны при производстве хлора и каустической соды электролизом, чем угольные.
      В ИОНХ была открыта закономерность изменения электропроводности двойных окислов платиновых и неблагородных щелочных металлов и установлена ее связь с электронной конфигурацией иона соответствующего платинового металла. Стало ясно, что значение удельного электрического сопротивления таких двойных окислов может меняться в очень широких пределах — на 7-8 порядков. А это дает возможность выбора материала с нужными электрическими свойствами. Производство наиболее прогрессивных в электронной промышленности печатных микросхем не обходится без толстопленочных резисторов и проводящих паст, одним из важнейших компонентов которых стали окисные соединения рутения и других благородных металлов.
      Рутений начинает активно работать в народном хозяйстве. Металл, открытый в нашей стране и названный о честь России, широко исследуется советскими химиками.
      Дальнейшее изучение свойств платиноидов еще более расширит области применения этих ценнейших металлов.
      В общем, потребности в этом и других металлах не снижаются, а возрастают. И все же... говоря о металлах как необходимейших материалах наших дней, перечисляя их многочисленные достоинства, проявляющиеся в разных областях науки и народного хозяйства, я пока лишь походя упомянул самое-самое, как говорится, их новое качество. Они все чаще становятся основой композиционных материалов, создание которых обязано актуальнейшим потребностям техники и науки. Им металлы и передают своп достоинства, свои качества, характеризуя которые люди испокон веков употребляли определение — «самый».
      Мы вас ждем...
      «...Что ни шаг. то встреча с полимерами. Выбежал в магазин за хлебом в руках полиэтиленовый пар;ет, сунул соску малышу — резина и пластмасса. А чем записать урок, лекцию, сделать домашнее задание? Конечно, пластмассовой шариковой ручкой. И если внимательно послютришь вокруг или хотя бы изучишь содержимое своего портфеля и сам портфель, то убедишься: без полимерных материалов сегодня — никуда. Или, может быть, недостаточно доказательств?
      Сегодня многие хотят похудеть. И не только люди.
      Избавляются от лишнего веса самолеты и автомашины, станки и приборы, радио- и телеприемники и пр.
      И здесь основательно помогают полимеры. Загляните в автомобиль: отделка салона — полиуретаны, штурвал — этролы на основе ацетобутирата целлюлозы, лобовое стекло — безосколочный триплекс (многослойное силикатное стекло с промежуточным слоем из поливинилбутираля).
      Не за горами и полностью полимерный автомобиль с керамическим двигателем, одним из создателей которого может быть кто-нибудь из нынешних юных химиков.
      С самолетами сложнее — здесь к полимерным материалам требования жестче из-за большего перепада температур, больших механических нагрузок. Тем не менее нашлись полимерные материалы и для самолетостроения.
      Например, полиимиды, сохраняющие свои физико-химические свойства в интервале от — 270 до + 300 градусов Цельсия. Полиимидные пенопласты отличная высокотемпературная звукоизоляции в реактивных двигателях.
      Создана и электропроводящая пластмасса на основе полиацетилена и полиамида. В недалеком будущем познакомимся с ней поближе, когда на смену батареям центрального отопления придут тонкие ворсистые ковры-пластики, которые можно будет положить на пол или повесить на стену.
      А как вы посмотрите на яблоко размером с голову человека и на виноград величиной со сливу? С удивлением и недоверием. Удивляться здесь надо искусству ученых и инженеров-полимерщиков, создавших биологически активные полимеры — стимуляторы роста.
      Еще один пример — полимерные мембраны. Если в диффузорный газоразделительный аппарат установить селективную полимерную мембрану, то можно выделить из природного газа, содержащего 0,45 процента гелия, газовую смесь, состоящую из гелия на 70 процентов.
      Обо всем и не расскажешь, хотя интересного очень много: искусственное сердце и почка, кровезаменители, сосуды и контактные линзы, съедобная упаковка, элементеорганические полимеры, содержащие кремний, фосфор, алюминий, титан и потому обладающие уникальными свойствами, современные процессы нанесения лакокрасочных покрытий на полимерной основе, где используют бомбардировку ускоренными электронами, лазерное и ионизирующее излучение, электроосаждение, электростатическое поле и тлеющий разряд.
      Но главное — заменить дефицитное природное сырье полимерными материалами. Уже сейчас созданы материалы, заменяющие металлы и даже превосходящие их по некоторым свойствам. А синтетические ткани из полиэфирных и других полимерных волокон? Причем каждое новое волокно по своим свойствам все ближе к своим природным аналогам — дефицитным шерсти, хлопку и шелку и даже нередко превосходит их. Так что «за полимерами будущее» сказано не ради красного словца.
      Впереди непочатый край работы для конструкторов, инженеров, ученых и руководителей производств — выпускников полимерного факультета МХТИ имени Д. И. Менделеева. Если хотите работать на переднем крае науки и техники в неисчерпаемом и увлекательном мире полимерных материалов, приходите к нам учиться.
      Мы вас ждем».
      Эта небольшая корреспонденция декана полимерного факультета МХТИ доктора химических наук Г. М. Цейтлина, опубликованная в одном из номеров журнала «Химия и жизнь», обратила на себя мое внимание сразу по нескольким причинам. Во-первых, появилась она в разделе «химические профессии». А знакомство молодежи с делом, которое может оказаться единственным на всю жизнь, чрезвычайно важно и ответственно. Не знаю, как другие публикации этой рубрики, но та, что мне попалась на глаза, написана и по-деловому, и достаточно занимательно. Одним словом, так, как может и должен писать об этом человек, по-настоящему любящий свое дело. А, во-вторых, как ни парадоксально, но именно последняя и достаточно стереотипная концовочная фраза «мы ждем вас», заставила отнестись к ней внимательно.
      Суть в том, что это достаточно примелькавшееся выражение для химической науки давно трансформировалось в некий рефрен, сопровождающий ее на всем пути становления и развития. Насколько помню, мы всегда ждали специалистов на химических предприятиях и нам всегда их недоставало. «Мода» в других отраслях народного хозяйства то окружала ореолом славы специальности, особенно необходимые на данном этапе развития экономики, то довольно резко «сдергивала» их с пьедестала почета. Химикам подобных взлетов и падений, к счастью, пережить не довелось. Потому что спрос на них всегда, во все времена был достаточно высок.
      А ведь в советской химии представлены все направления современной химической науки.
      Разумеется, их становление происходило не параллельно, не одновременно, а по тем законам, которые определялись тенденцией развития науки вообще. Так, в последнее столетие для химии во всем мире характерен широкий размах работ по синтезу органических соединений, именно в этой области достигнуты выдающиеся успехи, превратившие органическую химию в основу изучения жизненных процессов и познания тайн жизни.
      Неорганическая же химия развивалась в тот же период более медленно, главным образом, как научная основа традиционных отраслей промышленности: минеральных кислот, щелочей и солей, черной и цветной металлургии, вяжущих материалов, керамики и стекла.
      И только научно-технический прогресс задал ей тот ускоренный темп, выдвинул такие научные проблемы, которые заставили очень многое переоценить и переосмыслить. Более того, именно потребности научно-технического прогресса явились стимулирующим началом создания в неорганической химии нового крупного раздела — координационной химии. А объектом исследований стали соединения, в которых можно выделить центральный атом (чаще всего аюм металла) и присоединенные к нему (координированные) лиганды: атомы, ионы, молекулы неорганической и органической природы. Причем, как правило, в этих соединениях число лигандов превышает классическую валентность центрального атома, определяемую как число неспаренных электронов в его валентной оболочке.
      Возникнув на стыке двух больших областей химии — неорганической и органической, координационная химия стала полем их интеграции — процесса, прямо противоположного дифференциации, наблюдавшейся на протяжении всего предшествовавшего периода развития химической науки. Впрочем, современное развитие любой науки (химия — лишь один из примеров) характеризуется единством противоположных- тенденций — глубокой дифференциацией и специализацией, с одной стороны, и интеграцией и кооперацией различных областей знаний — с другой.
      Сегодня координационная химия (или, как ее еще называют, химия комплексных соединений) — традиционное направление исследований в нашей стране. А основополагающие работы советских ученых в этой области получили широкое международное признание.
      Речь идет прежде всего о развитии исследований по металлокомплексному катализу, внедрению координационных представлений в биохимию, интенсивном использовании комплексных соединений в медицине и сельском хозяйстве. Очень большое развитие получили химия редких и переходных элементов, в том числе и координационная химия этих элементов.
      Дело, по существу, обстоит так: редкие элементы, служившие в прошлом лишь своеобразным украшением периодической системы, постепенно входят в нашу жизнь, и, я уверен, скоро без них будет так же трудно обходиться как, скажем, без железа или поваренной соли.
      Выдающимся достижением неорганической химии последних лет стало, безусловно, и получение химических соединений некоторых благородных газов, внешние электронные оболочки которых чрезвычайно прочны, что по укоренившемуся мнению и препятствовало их взаимодействию с другими элементами. Миф о химической инертности благородных газов господствовал в науке долго, почти полстолетия. Но в июле 1962 года английский химик Н.Бартлет сообщил в печати о том, что ему удалось осуществить взаимодействие гексафторида платины и ксенона с образованием твердого химического соединения. Затем были получены прямым синтезом из ксенона и фтора ди-, тетра- ц гексафторпды ксенона.
      В настоящее время известно уже более 150 химических соединений ксенона, криптона и радона. Многие из них получены в нашей стране. Большая заслуга в этом академика В. А. Легасова.
      А если характеризовать в целом особенности современной неорганической химии, то их можно определить коротко: развитие исследований, без которых просто-напросто невозможно установление связей между химическим строением и структурой соединений, с одной стороны, и реакционной способностью и физическими свойствами (оптическими, магнитными, электрическими, механическими и проч.) — с другой. Между тем, именно выявление этих связей лежит в основе создания новых материалов. Надо ли говорить, какие сложные задачи встают в связи с этим перед химией, как расширяется для исследователя спектр исходных веществ и методов получения из них новых соединений и материалов. В технике, например, сейчас применяются многие тысячи металлических сплавов, в состав которых входит в различных комбинациях более 50 химических элементов.
      Было бы наивно думать, что эти комбинации находят, как поступали средневековые алхимики, наугад смешивая и соединяя различные вещества, так сказать, методом проб и ошибок. Но не менее односторонне полагать, что в наши дни все в химии поддается предварительному теоретическому прогнозированию и математическому расчету. И хотя современная химия становится все более точной наукой, базирующейся на закономерностях, связывающих свойства вещества с их химическим составом, кристаллической структурой, природой химической связи, искусство синтеза новых химических соединений есть и будет одним из важных условий ее развития.
      Надо сказать, что свойства этих соединений определяются наиболее злободневными нуждами промышленности. А они на разных исторических этапах разные. Причем, потребность в них нередко оказывается столь острой и неотложной, что ее удовлетворение означает ни мало ни много независимость отечественной экономики от иностранного капитала.
      Именно так обстояло дело в первые послереволюционные годы и с органической химией в целом, и специализированными ее областями нефтехимией, химией углеводов, высокомолекулярных соединений, красящих веществ, продуктов тяжелого и тонкого органического синтеза. Переоценить достижения советских химиков тех лет практически невозможно. А ведь именно в эти годы академиком Н. Н. Семеновым формулируется теория разветвленных реакций, сыгравшая выдающуюся роль в прогрессе химии и химической технологии.
      Из работ того времени в памяти людей моего поколения наиболее яркое впечатление оставили фундаментальные исследования академика С. В. Лебедева и его сотрудников по синтезу и изучению строения искусственных каучукоподобных материалов, приведшие в 1926 году к разработке промышленного способа получения каучука на основе полимеризации дивинила. Пуск и освоение в 1932 году первых в мире заводов синтетического каучука по этому методу были триумфом молодой советской химической науки и промышленности. А чуть позже, уже после войны, советские химики разработали и промышленно освоили метод получения стереорегулярных каучуков, не уступающих по качеству природным, а по некоторым показателям даже их превосходящих.
      Большим научным событием в конце 30-х годов стал метод синтеза кремнийорганпческих полимеров академика К. А. Андрианова, положивший начало созданию принципиально новых высокотемпературоустойчивых масел, каучуков, клеев, электроизоляционных материалов и организации новой отрасли химической промышленности.
      При активном участии ученых-химиков в предвоенные годы в Советском Союзе были созданы важные для народного хозяйства и обороны отрасли химической промышленности: анилинокрасочная, азотная, пластических масс, нефтехимическая и другие.
      Как известно, революция в физике в начале XX века распространилась на химию, биологию и другие науки, постепенно захватив все сферы познания. Физика, механика, математика, астрономия открыли путь атомной энергетике, электронным вычислительным машинам и управляющим устройствам и обеспечили выход человека в космос. Но это было бы невозможно без химии, которая создает новые источники энергии и новые материалы, столь необходимые для энергетики, электроники, космических кораблей и новых машип.
      Вместе с тем именно химия ставит перед производством, культурой, бытом человека еще одну кардинальную задачу — замену старых материалов и старых методов их получения и обработки на новые. Эта задача лаконично и четко сформулирована в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года:
      «Улучшить структуру и качество конструкционных материалов, исходя из задач создания новой прогрессивной техники и реализации ресурсосберегающего направления в развитии экономики. Ускоренно развивать производство экономических видов металлопродукции, синтетических и других прогрессивных материалов; расширить номенклатуру, улучшить технико-эконолшческие и повысить прочностные и антикоррозийные характеристики конструкционных материалов».
      И миновать эту проблему, обойти ее каким-то окольным путем невозможно. Взять хотя бы то же машиностроение. Задачи, стоящие сейчас перед ним, общеизвестны — не только достичь уровня мировых стандартов, но и превзойти их. А что это означает?
      Прежде всего создание машин, обладающих высочайшей надежностью. Проблема, как очевидно всем, не из простых. Но и не из неразрешимых, потому что складывается она из нескольких составных, каждая из которых по плечу и нашей науке и отечественной индустрии.
      Первая из этих составных — материалоемкость. Конструктор, достигавший прежде наибольшей надежности машины за счет традиционного увеличения массивности, сегодня все чаще должен ее обеспечивать, используя дешевые и легкие конструкционные материалы. Кто же их даст конструктору?
      Конечно же, химия. Достаточно привести всего один пример из истории Великой Отечественной войны, чтобы убедиться в правомочности такого утверждения. Вспомните тегендарный танк Т-34. Его создатели М. И. Кошкин, А. А. Морозов и Н. А. Кучеренко оснастили свое детище двигателем из... алюминиевых сплавов. Т-34, легкий, подвижный, маневренный, получил всеобщее признание как лучший танк второй мировой войны.
      Вторая проблема, которую предстоит решить для достижения наибольшей степени надежности, это трение.
      Здесь надо все переиначить, перевернуть, как говорят, с головы на ноги. И если сегодня именно с трением связаны серьезные тревоги машиностроителей, то завтра извечное зло может и должно превратиться в благо.
      Есть, например, материалы, которые не нужно смазывать. Они и так способны побеждать трение. Их немного, пока что всего два — графит и дисульфид молибдена, но, как говорится, лиха беда — начало. Кому же по силам такое чудо из чудес?
      Опять же химии.
      И, наконец, третья ступень, ведущая к пьедесталу надежности, вибрация. Оказывается и ее грозную разрушающую силу можно заставить трудиться на «здоровье» машины. Опять же не без помощи химии.
      В общем, решение проблемы из проблем машиностроения — высокой надежности — вполне реально, если, конечно, ему поможет химия.
      И более того, достижения отечественной науки открывают перед создателями новых конструкций невиданную прежде возможность: используя современные методы расчета, заставить материалы не растрачивать в процессе работы свои прочностные качества, а становиться все более и более прочными. А это немыслимо без знания их физико-химических свойств, без конструирования деталей на молекулярном уровне. Машину сегодня, если использовать все достижения техники, можно и должно создавать супернадежную, легкую, не знающую износа.
      Примеров тому немало. Взять хотя бы авиационную технику. Она и легка, и удивительно надежна. Или всем известный велосипед. Каких только конструкций его не бывает! И все в достаточной степени надежны. А вот вес у них разный. Прогулочный, например, в пять раз тяжелее трековых. В чем же дело? В том, что конструктор при создании последнего использовал мало металла и много полимерных и композиционных материалов. Но если кто-то думает, что цель применения их только в замене металлических деталей, в облегчении машины, то ошибается. Потому что с помощью новых материалов, создаваемых химией, сегодня решается прямо-таки фантастическая задача: деталь упрочняется именно в том направлении, в котором при работе она будет испытывать максимальную нагрузку.
      Способ изготовления композитов для таких нужд избирается тоже соответствующий: армирующие волокна укладываются в наиболее выгодном для данной детали направлении, а матрицей служат металлы, полимеры и другие вещества и соединения. Производство материалов таким способом практически безотходно. А это чрезвычайно важно, ибо комплексное использование сырья одна из главных задач современной индустрии.
      В качестве армирующих материалов в настоящее время применяются прочные волокна графита, бора, саифира, а матрицей служат легкие металлы и полимеры, карбиды и нитриды легких элементов. Над созданием таких материалов трудятся многие научные коллективы страны, а в практическом их внедрении заинтересованы все предприятия, избравшие для себя курс ускорения.
      Все чаще используется в машиностроении и композит металл-резина, слоистая конструкция которого представляет собой «пирог» из тонких листов металла или проволоки и резины и прекрасно «гасит» шум и вибрацию.
      Но как ни значимы, как ни важны для создания надежных машин композиты, металл все еще остается основой основ машиностроения, хотя и все чаще приобретает новые, не свойственные ему прежде свойства. В Институте машиноведения имени А. А. Благонравова АН СССР разработан, например, вибрационный способ закалки стали, резко повысивший ее прочность и пластичность.
      Все чаще в металл, составляющий конструкционную основу машины, включают еще и другой низкоплавкий металл, который в случае необходимости, плавясь, заполнит образовавшуюся трещину в детали. А в результате произойдет нечто вроде самозалечивания машины.
      Но еще более перспективны многослойные материалы, в которых чередуются металл и неметалл. Их теперь все чаще называют материалами Сандвичевой конструкции.
      Детали и узлы, изготовленные из них, гораздо легче металлических и способны значительно смягчить динамические нагрузки.
      Но не только материалы для узлов и деталей поставляет сегодня машиностроителям химия. Экономичное топливо, смазочные материалы — все это ее продукты. Если учесть, что практически все детали машины, совершающие . вращательное движение, закрепляются на подшипниках, станет очевидным, какой масштабности эта проблема. А если подшипник не подмажешь, то и с машины хорошей работы не спросишь. В общем, без смазки обойтись очень трудно.
      Трудно, но все-таки нужно! И опять же этот сюрприз машиностроителям преподнесла химия, подсказав им, где именно следует искать управу на трение. Сегодня фторопластовые подшипники (а именно фторопласт-4 рекомендовала химия) почти вдвое увеличили долговечность узлов трения в мощных БелАЗах, и они же достойно представили химию в текстильной и пищевой промышленности.
      Да, химия трудится в поте лица. И не только на машиностроение. Поверьте уж на слово: она действительно, как говорил М. В. Ломоносов, «широко простирает руки свои в дела человеческие». Чем глубже проникает наука в природу вещей и явлений, тем сильнее, могущественней она становится. И тем труднее, крупномасштабнее задачи приходится ей решать. А это значит, что к традиционно химическим специальностям все прибавляются новые. И нет конца этому обновлению. Вот почему призыв «мы вас ждем» и не исчезает с повестки дня.
      Нет на свете науки прекраснее химии и нет профессии нужней, чем специальности химиков. Можете мне поверить, друзья!
      Похвальное слово химии
      Сегодня, завтра, всегда
      Композиционные материалы, их свойства и особенности определяют в наши дни эффективность любых конструкций, от автомашин, самолетов до морских судов и космической техники. И это, я думаю, понятно каждому.
      Но почему композиционные материалы, создаваемые с заранее заданными свойствами, нередко удивляют и разочаровывают своих творцов, ломая их замыслы и расчеты, — загадка посложнее. Причем решается она каждый раз по-своему. Однако три заданных компонента должны в ней присутствовать обязательно. Потому что среди многих свойств конструкционных материалов эти три имеют уникальное значение: прочность (способность сопротивляться растягивающим нагрузкам), модуль упругости (жесткость, которая определяет устойчивость конструкций при воздействии сжимающих нагрузок) и, наконец, плотность материала, его удельный вес.
      Каждое из этих качеств не просто важно само по себе, но оно еше важно и своим влиянием на другие слагаемые уникальных свойств композита. Об эюм мы всегда обязаны помнить. Вот почему, приступая к созданию нового конструкционного материала, ученый обязательно прикинет, какие главные свойства будут в нем определяющими, и заложит в расчетах удельную прочность и удельный модуль упругости (прочность и модуль упругости, поделенный на удельный вес материала). Нужно сказать, что к качественным показахслем будущего композита предъявляются самые жесточайшие требования, и величина удельной прочности и жесткости, закладываемые в расчеты, измеряются в километрах.
      Чтобы представить воочию соотношение сил, влияющих на качество проектируемого материала, вообразим свободно висящий канат. Он разорвется под тяжестью собственного веса, когда достигнет длины, отвечающей удельной прочности материала, из которого данный канат сделан.
      Дело в том, что история конструкционных материалов представляет собой поиск композитов, способных в соответствующих условиях кристаллизации или аморфизации выявить оптимальные режимы их обработки и деформирования. Другими словами, конструктор стремится все к большему выражению удельной прочности и жесткости создаваемого им материала.
      Но у разных конструкций свои требования к материалам. Часто очень специфичные. Еще бы! Ведь одним из них придется трудиться при очень высоких температурах.
      Другим, наоборот, надо выдерживать низкие температуры, близкие к абсолютному нулю. Третьим — противостоять вибрационным нагрузкам, возникновению усталостных трещин. Четвертым, наконец, предписано проявлять высочайшую коррозионную стойкость.
      А это значит, что свойство материалов необходимо постоянно совершенствовать. А насколько эта работа результативна, можно судить хотя бы по таким примерам: в довоенном 1940 году прочность самых высококачественных сталей равнялась 110-130 кг/мм2, в 1985-м — уже 200-250. Произошли соответственно и изменения в прочности алюминиевых сплавов. Они сегодня обладают прочностью в 40 кг/мм2, а сплавы отдельных назначений — даже в 70 кг/мм2. Известны и данные ежегодного прироста прочности. Для стали они (за тот же период 1940-1985 годов) — 4 кг/мм2, для алюминиевых сплавов — 0,6 кг/мм2.
      В общем уровень характеристик конструкционных материалов у нас в стране и за рубежом достаточно велак. У стали он, например, 25-32 километра (такова единица измерения) по прочности и 2500-2600 километров по модулю упругости, примерно такие же показатели и у алюминиевых сплавов.
      Достаточно сопоставить эти числа, чтобы выявить нечто парадоксальное: показатель по модулю упругости и для стали, и для алюминиевых сплавов один и тот же.
      Практически так на самом деле и есть. Удельный модуль упругости всех металлических сплавов (кроме сплавов бериллия) не превышает 2500-2600 километров.
      Дело в том, что модуль упругости — «орешек» крепкий. Его не одолеть ни термической обработкой, ни деформационными изменениями. Другими словами, все технологические приемы, перед которыми «пасует» удельная прочность, применительно к модулю упругости оказываются бессильными. Но почему же в таком случае возник широко известный парадокс: даже самые высокие прочностные достоинства материалов не гарантируют столь же высокой надежности конструкций? Более того, у них появляются новые пороки, не проявлявшиеся ранее, когда использовались менее прочные конструкционные материалы? Увеличивается, например, чувствительность к концентрации напряжения, когда какая-то часть изделия испытывает большие нагрузки?
      Но какая же конструкция обходится без таких концентраций? Просверлили отверстие — сконцентрировали напряжение. Изменили сечение конструкции опять же рискуете вызвать «бунт» напряжения. А под его воздействием быстрее возникает коррозия, проявляется опасность трещин.
      Тем, кто помнит довоенное время, хорошо знакомо, например, слово «дюралюминий». Для большинства именно с названием этого сплава ассоциируется появление в магазинах страны посуды, хозяйственного инвентаря, сделанного из легкого практичного материала.
      Для ученых с дюралюминием связаны несколько иные воспоминания. Он первая удачная попытка упрочения алюминия. Легированный медью и магнием металл и давал сплав, поражающий всех своей прочностью — 40 кг/мм2. Казалось бы, чего же желать лучше? Используй по своему назначению дюралюминий хоть в технике, хоть в народном хозяйстве! Но такова уж жизнь, что остановок в ней не бывает. Если прочность дюралюминия уже 40 кг/мм2, то почему не получить и еще более прочный сплав?
      Вероятно, примерно так рассуждали химики и металлурги того времени. Тем более что развивающаяся техника и промышленность остро нуждались в сверхпрочных сплавах. А к повышению прочностных характеристик, казалось бы, нет препятствий. Стоит в алюминиевые сплавы, легированные медью и магнием, ввести дополнительно цинк (при этом, конечно, изменить процентное содержание меди и магния), как прочность их удвоится. Но то — теория. Что же получилось на практике?
      Изготовленные в те годы по новому способу сплавы растрескались еще в складских помещениях металлургических заводов, так и не попав к потребителю. Почему?
      Все по той же причине: сплавы погибли от коррозии под напряжением. А ее спровоцировала обычная влажность.
      Но сколь ни печальна оказалась попытка упрочения алюминиевого сплава, именно она привела исследователей к выводу о том, что необходимо искать так называемые добавки — стабилизаторы. Ну и, разумеется, совершенствовать режимы термической обработки сплавов.
      Итогом всех этих поисков явилось понижение склонности алюминиевых сплавов к коррозии под напряжением.
      Конечно, исследования в данном направлении велись не год и не два. Причем в разных странах они нмели своп особенности, С историей одного из них и связана трагедия американских самолетов «Мартин-202».
      Машины данной конструкции преследовали поистине роковые «случайности»: в полете на большой высоте у них обрывались крылья. Однако самые тщательные анализы компетентнейших комиссий, проверявших конструкцию самолета, так и не нашли в ней изъянов. Очень скоро, однако, о себе заявили во всеуслышанье непредвиденные, необъяснимые происшествия и с истребителями «Скорпион». И опять ученым и экспертам пришлось взяться за кропотливую работу. Что же выяснилось?
      В тех и других случаях причина бедствий не в конструкторском решении машины, а в использовании при их реализации алюминиевых сплавов, в которых обычные для алюминия примеси, такие, как железо и кремний, при повышении прочности «срабатывают» в прямо противоположном направлении: в металле развивались усталостные трещины, и кованые стыковые узлы «Скорпиона» разрушались. А поскольку губительный процесс развивался не сразу, а под воздействием повторных нагрузок, то в качестве виновника аварии в первую очередь было заподозрено конструкторское решение этой модели самолета. Когда же истинную причину бедствия установили, содержание железа и кремния в сплаве пришлось снизить до непривычного уровня — порядка одной десятой или даже сотых долен процента.
      Так появились сплавы повышенной чистоты, так называемые «пч», и «оч» очень чистые. Дополнительно был уточнен и процесс термической обработки. Были разработаны и нашли широкое применение методы, смягчающие режим старения, обеспечивающие хорошую коррозионную стойкость и повышенную вязкость сплавов при некотором снижении статической прочности. В результате сплавы, отличавшиеся на заре своего появления исключительной чувствительностью к коррозии и повторным нагрузкам, ныне обладают высокой коррозионной стойкостью и вполне удовлетворительной сопротивляемостью к повторным нагрузкам. Такова уж диалектика развития научного поиска.
      Правда, не обошлось и без усовершенствования конструкций. Пришлось увеличить радиусы переходов, устранить резкие перепады сечений — всякого рода риски и другие концентраторы напряжений. Чуть позже именно из высокопрочных сплавов были построены и успешно эксплуатировались крылья первого в мире реактивного пассажирского самолета.
      И опять возникла иллюзия, что алюминиевые сплавы незаменимы при создании конструкционных материалов, и вновь очень скоро на смену ей пришло разочарование — алюминиевые сплавы с цинком при низких температурах «не работали», становились хрупкими. Вот почему американские специалисты отказались от их применения при создании системы «Спейс-Шаттл». И для изготовления баков под горючее («Шаттл» использует жидкий водород, температура которого — 253° С, а в качестве окислителя — жидкий кислород 196° С) пришлось взять алюминиевый сплав средней прочности (порядка тех же довоенных 40 кг/мм2).
      Правда, при средней прочности этот сплав, легированный медью и марганцем, отличается той прекрасной особенностью, что с понижением температуры практически вплоть до температуры жидкого гелия у него параллельно растут и прочность, и пластичность.
      Вот сколько времени и усилий потребовала разгадка тайны прочности алюминиевых сплавов, а доведение ее до уровня 60 кг/мм2 с одновременным улучшением характеристик новых сплавов до нужной кондиции заняло более 30 лет. В настоящее время работы по дальнейшему повышению прочности сплавов ведутся сразу в нескольких индустриально развитых странах. Теперь берется еще более высокий рубеж — 75 кг/мм2.
      Задача эта крайне сложная. И совершенно очевидно, что сплавы с такой невиданной прочностью будут иметь узко ограниченное применение. К тому же не ясны возможности дальнейшего существенного повышения прочности конструкционных алюминиевых сплавов. И не ждет ли исследователей за едва приоткрывшимся горизонтом еще одна загадка — сказать трудно.
      Аналогично положение и с другими сплавами. Правда, в последние годы во всем мире наблюдается истинный бум по поводу разработки алюминиево-литиевых сплавов.
      Такую заинтересованность в этом материале нетрудно объяснить. Как известно, литий — элемент легкий. Введение его в алюминиевые сплавы позволяет снизить их плотность на 8-12 процентов при сохранении удовлетворительной прочности и даже некотором повышении модуля упругости. Применение данных сплавов уменьшает вес всей конструкции. А это уже новый этап в создании конструкционных материалов, тогда как вся предшествующая история знала лишь повышение удельной прочности за счет роста ее абсолютных значений.
      Другими словами, сейчас в действие вступил знаменатель той дроби, где он — удельный вес материала, а числитель — прочность. Обобщая же современный этап развития конструкционных материалов, неизменно приходишь к единственному выводу: высокие удельные и абсолютные прочностные характеристики сталей, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов уже достигнуты и возможности их дальнейшего существенного прироста невелики.
      Вместе с тем хорошо известно, что самые высокие прочностные характеристики лучших современных сплавов еще далеки от теоретической прочности кристаллических тел. А она, как показал член-корр. Я. И. Френкель, может достигать колоссальной величины — 1000 кг/мм2 N и выше. Чем же объяснить столь гигантское расхождение между теоретической и практической прочностями?
      Прежде всего дефектами структуры материала, главным образом линейными дефектами, именуемыми в науке и технике линейпыми дислокациями.
      Сегодня не только специалистам-материаловедам хорошо известны опыты академика А. Ф. Иоффе, объяснившего в свое время упрочнение каменной соли, погруженной в воду (с 0,5 до 160 кг/мм2), растворением поверхностного слоя кристаллов, вследствие чего ликвидировались и его дефекты. Причем роль дефектов структуры особенно отчетливо выступает при рассмотрении масштабного фактора, то есть зависимости прочности образцов от их размеров.
      Эту зависимость еще в 1926 году А. П. Александров и С. Н. Журков установили для стеклянных нитей: оказалось, что нить диаметром 22 микрона имеет прочность 22 кг/мм2, а диаметром 2,5 микрона уже 560 кг/мм2.
      Уменьшение диаметра стеклянных нитей с 22 до 2,5 микрона давало 25-кратное увеличение прочности! Результаты исследований были опубликованы в 1933 году в монографии А. П. Александрова и С. Н. Журкова «Явление хрупкого разрыва». И уже в наши дни была разработана и экспериментально подтверждена теория прочности и пластичности кристаллических тел, связывающих их с движением линейных дефектов — дислокаций.
      Дислокации очень подвижны. Собственно, пластическое течение кристаллических структур и осуществляется в результате скольжения дислокаций. При этом движение дислокаций (и соответственно деформация пластичных кристаллов) происходит при значительно меньших напряжениях, чем их теоретическая прочность.
      Именно поэтому проблема упрочения металлов и сводится к созданию условий, затрудняющих движение дислокаций и повышающих предельные напряжения, при которых дислокации начинают скользить. Такого эффекта можно достичь в термически упрочненных сплавах, когда после закалки образуется огромное количество мельчайших частичек. Они взаимодействуют с дислокациями и повышают напряжение, при котором дислокации приходит в движение.
      В высокопрочных алюминиевых сплавах с цинком и магнием упрочнение вызывается образованиями, представляющими собой начальную стадию образования соединения алюмптыя, магния, цинка. Эти мелкие частички тормозят движение дислокаций, и прочность сплава повышается.
      Аналогичная картина наблюдается и в сталях, магниевых и медных сплавах, когда прочность обусловлена мерой торможения движения дислокаций. Однако все эти способы не могут обеспечить заметного приближения к теоретической прочности. Оно может быть достигнуто лишь принципиально другим путем — не торможением движения дислокаций, а их устранением, созданием бездислокационной структуры.
      Как показали еще опыты А. П. Александрова и С. Н. Журкова, при уменьшении диаметра испытываемых нитей (вплоть до самого малого диаметра) прочность существенно повышается. Следовательно, реальное появление бездислокацпонной структуры и соответствующее повышение прочности может быть получено только п случае очень малого поперечного сечения -- волокон, нитей, игл.
      Современная техника сумела создать волокна, объединившие в себе высокие прочность, модуль упругости п сравнительно небольшой удельный вес. Это волокна бора, углерода, окиси алюминия и карбида кремния. Конечно, такие волокна получить трудно, но вполне реально. Например, осаждением бора из газовой смеси водорода и треххлористого бора на нагретую вольфрамовую проволоку диаметром 12,5 микрона.
      Для повышения термостойкости и лучшей связи с материалом матрицы тем же способом на поверхность борного волокна наносят тонкий слой (2-6 микронов) карбида кремния или карбида бора.
      Однако не стоит предвосхищать события: ожидаемый эффект может и не состояться, «смазаться» различного рода включениями, трещинами, пустотами в крупных кристаллах, устранение которых чрезвычайно сложная задача. Есть у борных волокон, с точки зрения специалистов, и еще один серьезный недостаток: при их создании используют в качестве подложки (или, как говорят, керна) вольфрамовую проволоку. А вольфрам дорог и тяжел. Вот почему ученые так настойчиво решали проблему замены вольфрамовой проволоки менее дорогой, а главное, более легкой подложкой в виде углеродных волокон.
      Сегодня борные волокна с использованием керна из углеродных волокон реальность. Причем сами углеродные волокна могут быть разных свойств и достоинств. Это зависит от качества сырья, из которого волокна производились, от условий их получения и, наконец, от дополнительных обработок, которым они подвергались. Существуют разновидности углеродных волокон, отличающиеся более высоким модулем упругости при несколько меньшей прочности и более высокой прочностью при сниженном модуле упругости.
      Но тому, кто интересуется проблемами материаловедения и созданием композитов, наверняка уже встречался термин «никалон». Пришел он в научно-популярную литературу из Японии, где освоено массовое производство бескерновых волокон карбида кремния. Их-то и назвали никалоном. Волокна эти отличаются малой плотностью, высокими механическими характеристиками, низким химическим взаимодействием со многими материалами. Свойства волокон никалона практически не меняются в интервале температур от абсолютного нуля до плюс 500 градусов Цельсия. А это значит, что на его основе может быть создан высокопрочный материал, успешно работающий во всем этом огромном температурном интервале.
      В США и Западной Европе проявляют повышенный интерес не только к никалону, но и к другим типам высокопрочных волокон малой плотности, стеклянным волокнам и к коротким волокнам (так называемым нитевидным кристаллам) карбида кремния и окиси алюминия.
      Но от волокна, обладающего даже суперкачествами, до конструкционного материала еще долгий и нелегкий путь. Сначала их нужно превратить в полуфабрикаты — плиты, листы, профили. Для чего волокно необходимо связать матрицей, которая может быть полимерной или металлической. Добиваются этого по-разному — спеканием, полимеризацией, погружением в жидкий металл (с последующим затвердением его).
      В качестве полимерной матрицы обычно используются синтетические смолы, а металлической — алюминиевые сплавы. Применяются также магниевые, титановые и никелевые сплавы. И получают в конце концов композиционный материал, в котором сочетаются лучшие свойства упрочняющих волокон и матриц.
      Такое сочетание металлических и полимерных компонентов открывает ученым и практикам не только широкие возможности варьирования эксплуатационных свойств, но и разработки принципиально новых материалов, обладающих уникальным комплексом характеристик.
      Взять хотя бы слоистый материал алор, представляющий собой сочетание алюминиевых сплавов с органопластикой. В зависимости от состава, структуры и метода изготовления его прочность может составлять от 45-55 до 70-85 кг/мм2. Применение алоров гарантирует снижение плотности на 10-20 процентов, повышение его удельной прочности на 15-20 процентов и уменьшение скорости роста усталостной трещины в 10 раз по сравнению с аналогичными характеристиками традиционных алюминиевых сплавов. Стоит ли говорить, что качественный скачок в повышении эксплуатационных характеристик композиционных материалов находится в прямой зависимости от того, как скоро будет поставлено «на поток» пространственное армирование упрочняющими волокнами.
      Вот почему создание композиционных материалов в наши дни становится все более важнейшей задачей науки и производства, настойчиво совершенствуются свойства волокон, расширяются масштабы и методы их производства. Возникла даже специальная наука, занимающаяся расчетами и конструированием деталей из композиционных материалов. За рубежом, например, функционируют десятки фирм, в том числе и многонациональных, специализирующихся на производстве волокон и композиционных материалов.
      Успехи в повышении качеств волокон поразительные.
      Так, прочность углеродных волокон в опытном производстве уже достигла рубежа 500-700 кг/мм2 (330-540 километров), а модуль упругости 50000-80000 кг/мм2 (57000 километров). А действующая в Японии общенациональная восьмилетняя программа (1981 -1989 гг.)
      под научным руководством профессора Хаяси предусматривает к 1989 году взятие «барьера» прочности металлических композиционных материалов на базе алюминиевых сплавов и непрерывных волокон карбида кремния порядка 235 кг/мм2 (100 километров). Материалы этого типа сегодня с успехом применяют, например, в Японии, гарантируя высочайшую надежность продукции машинои приборостроения.
      Тенденция широчайшего проникновения композиционных материалов в промышленность прослеживается повселестпо. Так, в самолетостроении в ближайшем будущем пх доля составит 40 процентов от веса конструкции.
      И нет никаких сомнений в том, что композиционные материалы, по существу, совершают сегодня настоящую техническую революцию.
      Убедиться в этом нетрудно. Достаточно сопоставить максимальную удельную прочность традиционных материалов, стали, алюминиевых, магниевых, титановых сплавов (она не превышает 25-30 километров), с перспективными композиционными материалами (здесь иной показатель — 100 километров). Удельный модуль упругости всех материалов (за исключением бериллия), как мы уже знаем, 2400-2600 километров, а лучших металлических композиционных материалов — 10000 километров.
      Все эти качества композиционных материалов открывают конструкторам возможность искать и находить новые невиданные решения, нередко ломающие традиционные представления о возможностях техники вообще. Так, создание американскими специалистами сверхзвукового самолета с обратной стреловидностью, направленной вперед (так называемая схема утки), а не назад, как в обычных сверхзвуковых самолетах, стало реальностью лишь благодаря использованию именно таких уникальных композитов. Схема утки перспективнейшее конструкторское решение, если, конечно, крылья модели будут обладать высочайшей жесткостью. Такую жесткость обеспечивают конструкции самолета композиционные материалы, и ни один традиционный металлический сплав здесь им не конкурент. Потому что только композиционные материалы обладают исключительно высокой усталостной прочностью, а процесс развития усталостных трещин происходит в них в сто раз медленнее, чем в материалах традиционных.
      Перспективы использования композиционных материалов, совершенствования их — самые обнадеживающие.
      По крайней мере, путь, по которому следует сегодня идти создателям новых материалов, совершенно ясен, поскольку очевидно, какие именно комбинации способны гарантировать наибольший эффект. Это, прежде всего, сочетание высокопрочных волокон и алюминиево-литиевых сплавов, а для условий работы при высоких температурах — использование титановой и никелевой матриц.
      Можно ли недооценивать роль композиционных материалов в ускорении научно-технического прогресса в таких важнейших отраслях, как машино- и приборостроение, электроника и авиация? И хотя советская индустрия и сегодня может гордиться серьезными достижениями в создании композиционных материалов, мы все еще рассматриваем их как материалы будущего.
      Но почему только будущего? Они нам нужны сегодня, понадобятся завтра, без них не обойтись и послезавтра.
      Им трудиться в нынешней двенадцатой пятилетке, определять достижения тринадцатой. Но для этого уже сегодня темпы работы по созданию композиционных материалов должны быть ускорены. Стране необходима мощная индустрия по производству волокон и композиционных материалов. Эта задача поставлена XXVИ съездом КПСС:
      «создать и освоить производство новых видов высокопрочных и высокомодульных химических волокон и нитей...» — говорится в его документах.
      Отечественная химическая наука располагает богатейшими возможностями для ее реализации. И это немаловажно. Ибо, как говорил Д. И. Менделеев, «...чтобы найти, надо ведь не только глядеть и глядеть внимательно, но надо и знать многое, чтобы знать, куда глядеть».
      Мы много знаем и знаем, куда глядеть. Значит, остается единственное реализовать эти знания, создавая в союзе с промышленностью новейшие композиционные материалы»
      По законам ускорения
      В ящиках моего письменного стола хранятся камни.
      Разные по весу, виду, округлые и с острыми краями, с тяжелым металлическим блеском и совсем темные, почти черные. Это все образцы руд, привезенные из многочисленных поездок по стране. И взяты они тоже из разных мест — на открытых карьерах и в подземных рудниках. Иногда выпадает свободная минута, выдвинешь ящик — и вспыхнут спящие в нем сколы неярким блеском, тотчас высветив в памяти, где, когда, какой из них взят. Вот этот кругляк, похожий на картофелину средних размеров, подарок морских геологов, «ежик», ощетинившийся каменными иглами, — из Казахстана.
      Ну а этот тяжелый, словно металлический битень, родом из Норильска.
      С Норильским горно-металлургическим комбинатом имени А. П. Завенягина, о котором я уже упоминал в этой книге, меня связывает старая дружба. Приходилось там бывать, а в последний раз совсем недавно.
      И каждый раз, вернувшись из поездки, очень долго переосмысливаешь то, что видел, с чем познакомился, к чему прикоснулся. Потому что живет Норильск по законам и правилам, получившим сейчас обобщающее определение ускорение.
      Коллективов и предприятий, работающих по тем же нормам, в стране много. И у каждого, естественно, свои особенности и свои трудности. А вот задача у всех общая — получить конечный продукт производства лучшего качества, в сжатые сроки и с наименьшими затратами.
      Пожалуй, в несколько упрощенном виде это положение и выражает сущность тех перемен, которые происходят сейчас во всем народном хозяйстве.
      Однако понятие «ускорение» отнюдь неэквивалентно убыстрению производственных темпов любыми способами, вплоть до расточительного отношения к недрам, к минеральным богатствам Земли. И нам отнюдь не безразлично, как, за счет чего тот же металл или уголь обошелся сегодня народному хозяйству недорого. А что будет завтра, послезавтра?
      Пресса и телевидение в последнее время все чаще рассказывают о пагубности погони за дешевизной добычи минерального сырья в некоторых регионах страны.
      В Воркуте, например, некоторые шахты находятся сегодня под угрозой закрытия, поскольку здесь долгое время эксплуатировались только угольные пласты, дающие сиюминутную выгоду. Такое расточительное отношение к недрам отнюдь не содействует ускорению, а подрывает его основу — многоплановое использование всех возможностей и резервов. И минерального сырья прежде всего.
      А оно, как известно, невосполнимо.
      Проблема рационального использования сырьевой базы складывается из многих компонентов. Поэтому над ней и работают представители разных наук. И, прежде всего, горняки. Это они определяют, каким именно способом добывать тот же уголь (открытым или закрытым), руду, минералы, чтобы те обошлись государству как можно дешевле.
      Определение же наиболее рациональных, безотходных способов переработки добытого сырья — дело химиков и металлургов. И представители этих наук, как и подобает хорошим хозяевам, в зависимости от потребностей экономики, время от времени «пересматривают» свои возможности, синтезируя, транформируя, соединяя, казалось бы, несовместимое. Создавая поистине «из всего все».
      Возникла, скажем, у создателей космической техники потребность в тех же жаропрочных и сверхпрочных материалах или в материалах с особыми электрофизическими свойствами — химия приняла на них социальный заказ. И не просто приняла, а постаралась выполнить его с наименьшим уроном для природы, минимально беря из ее бесценных кладовых нужные сокровища.
      — Конечно, для решения некоторых задач достижений и опыта одной какой-то конкретной науки оказывается порой недостаточно. И тогда трудности преодолевают объединенными усилиями. Так, нревращение графита в алмаз осуществилось, например, багодаря творческому союзу химии и физики. А когда понадобился материал более твердый, чем алмаз, и, главное, гораздо превосходящий его по теплостойкости, отечественная химия на основе нитрида бора создала боразон — сверхтвердый материал, ие теряющий режущих свойств даже в условиях сверхвысоких температур, когда алмаз просто-напросто сгорает.
      От такой «замены» одного супертвердого материала другим экономика и природа не остаются, как говорится, внакладе. Можно привести и другие примеры из истории научно-технической революции в нашей стране.
      Но такова уж специфика моей науки, что, преодолев одну трудность, она тотчас собирает силы для штурма другой, что полностью соответствует потребностям того же ускорения. Да и как, собственно, оно могло бы реализовываться, если б заранее не планировалось бы его технико-экономическое обеспечение. А оно определяется предвидением. И реализацией научных достижений в практическом применении, в производстве. «Правда», например, в одной из своих публикаций рассказывала о том, что в Удачнинском (Якутия) ремонтно-строительном специализированном управлении хорошо известны сверхтвердые материалы под названием «киборит», «карбонит», «теплонит». И хотя расшифровать эти диковинные названия могут далеко не все ремонтники, инструменты, изготовленные из этих, еще недавно никому не известных, материалов, помогают им многократно сократить сроки реставрационных работ деталей большегрузных карьерных самосвалов. А расшифровываются эти пока что непривычные названия довольно просто: киборит — как киевский, созданный на основе кубического нитрида бора, теплонит — обладающий теплопроводностью, большей, чем медь.
      Что же собой представляют эти материалы? Они сродни боразону. Только их основа в отличие от него не просто нитрид бора, а кубический нитрид бора.
      Новый искусственный режущий материал позволяет обрабатывать самые твердые сплавы, ему оказываются по силам такие операции, перед которыми пасовал в свое время инструмент с алмазным профилем. К тому же резцы из новых материалов так миниатюрны, что умещаются на ладони, а раньше под «станок», производящий точно такую же работу, приходилось отводить небольшую комнату.
      Созданы и киборит, и карбонит, и теплонит в Институте сверхтвердых материалов Академии наук Украинской ССР. В том самом институте, который четверть века назад освоил выпуск искусственных алмазов. И хотя черные, неказистые на вид резцы, изготовленные из новых материалов, и отдаленно не напоминают сверкающие камни, для промышленности они поистине — алмазы. Да и как иначе назовешь инструмент, несколько штук которого способны обеспечивать годовую потребность такого гиганта, как Киевский завод имени И. Лепсе. Потребность же его определяется количеством выпускаемых изделии.
      Одних только поршней для тракторных двигателей производится здесь несколько миллионов.
      В общем, новые сверхтвердые материалы создаются в соответствии с самыми взыскательными потребностями курса на ускорение. Созданы и уже работают на его реализацию, обеспечивая потребности обрабатывающей техники с числовым программным управлением, восстановительные операции целого рода деталей для «Жигулей» и сельскохозяйственной техники и др.
      Синтетические материалы успешно «спорят» с природными, неизменно выходя из столь необычного соревнования победителями.
      Другой важной технической задачей является интенсификация доменного процесса, конвертерная плавка, непрерывная разливка стали, разработка технологии и организация производства титана, циркония стали основой коренных количественных и качественных изменений в металлургии.
      Оказались, например, возможными разработка методов бескоксовой металлургии и создание сталеплавильных агрегатов непрерывного действия. Более того, восстановление железа из руд с помощью энергетических углей сегодня тоже реальность. А все вместе — это уже качественно иная перспектива отечественной металлургии.
      Металлургии без коксовых и доменных печей.
      Такое производство отвечает всем требованиям ускорения, поскольку резко снижает капиталовложения, выделяемые на его развитие, многократно повышает производительность труда, улучшает условия работы и существенно уменьшает загрязнение окружающей среды. Другими словами, отвечает тем экономическим и социальным требованиям, которые предъявляет к нему жизнь. Да и работает это производство экономно, максимально используя минеральное сырье.
      Кстати, разумное применение последнего, как правило, сопряжено не просто с количественным сокращением норм использования руды или энергии, но и с их рациональным использованием и получением в качестве конечного продукта материалов, обладающих новыми, недосягаемыми прежде качествами. Развивающаяся отечественная техника, например, широко применяет так называемые аморфные или стеклообразные металлы.
      Получают их методом, разработанным и внедренным в производство отечественными металлургами. Суть его в следующем: жидкий металл охлаждается с такой большой скоростью, что переходит в твердое состояние, минуя кристаллическую фазу. Например, когда расплавленный алюминий ударяется о криогенно охлаждаемую поверхность, он за одну миллионную долю секунды затвердевает, и образуется тонкая алюминиевая фольга.
      Есть другой способ: расплавленный металл распыляется в холодном инертном газе и затвердевает, минуя стадию кристаллизации, в виде тонкого порошка.
      Свойства полученных таким образом металлов поистине удивительны. Прочность и коррозионная стойкость деталей, изготовленных из этих порошков, возрастают многократно. Так, если обычная рядовая сталь с кристаллической структурой имеет прочность 30-40 кг/мм2 сечения, то изделие из аморфного порошка стали того же состава, уже 350 кг/мм2. Коррозионная стойкость аморфного обычного черного металла в 10-12 раз выше, чем кристаллической хромоникелевой стали. Объясняется многократное повышение прочности и коррозионной стойкости тем, что эти процессы происходят обычно на границе между микрокристаллами, образующими ту или иную структуру металла.
      Как видите, возможности для их практического использования самые широкие, а исходное сырье — все те же железосодержащие руды и бокситы, отнюдь нередко встречающиеся в недрах.
      Значительные успехи достигнуты и в создании методов получения и освоения в промышленном производстве элементарных полупроводников кремния и германия, а также сложных соединений на основе галлия, мышьяка, индия, фосфора и сурьмы, что определяется прогрессом в области химии и технологии получения веществ особой чистоты. Требования же к их чистоте непрерывно возрастают.
      Еще атомная техника поставила в свое время перед наукой задачу создания веществ и материалов, содержащих не более тысячной доли нежелательных примесей.
      Электронная техника ужесточила эти требования до миллионных долей. А техника передачи информации с помощью волоконной оптики — уже до миллиардных.
      Вообще-то существуют жесткие параметры, которым должно соответствовать вещество, если оно «претендует»
      на звание высокочистого: концентрация примесей в нем не может превышать десятитысячной доли процента.
      Вещества эти — материальная основа ряда отраслей техники и промышленности, определяющих сегодня темпы и уровень научно-технического прогресса. По целевому назначению высокочистые вещества — это полупроводниковые, оптические материалы, материалы для микроэлектроники и электронной техники. Вот почему во всем мире так активно ведутся работы по созданию и совершенствованию методов их получения.
      Существенный вклад в решение этой проблемы внесен в последнее время советским академиком Г. Г. Девятых.
      Вместе с учениками и соратниками ученый провел обширный цикл исследований по разработке методов получения высокочистых летучих веществ. Объектом изучения стали простые вещества, летучие гидриды (соединения металла с водородом), металлорганические (имеющие связи металл — углерод) соединения. Дело в том, что в высокочистом состоянии они просто необходимы и для нужд народного хозяйства, и для исследовательских целей. Причем разнообразные материалы, получаемые на их основе, могут быть и в виде массивных образцов, и в виде тонких пленок.
      И все же, чтобы по достоинству оценить труд, выполненный академиком, необходимо знать все его слагаемые.
      А они, как и подобает научным разработкам, организовинным оптимальным образом, состоят из трех компонентов: познание изучаемого объекта или явления; создание на оспове полученных знаний нового (материала, прибора, процесса) и, наконец практическая реализация познанного и созданного.
      В работах, о которых идет речь, все три компонента объединены столь тесно, что практически составили единое целое. Однако выделить главное, основное все же можно — это скрупулезное исследование методов глубокой очистки. Да и вывод, сделанный из него учеными, небезынтересен: химические методы, на которые всегда возлагались столь большие надежды при синтезе высокочистых материалов, не могут обеспечить получение веществ достаточной чистоты. Нужные качества гарантируют только многоступенчатые физико-химические методы очистки. Особенно так называемые кристаллизационные методы глубокой очистки.
      Эти методы позволили ученым повысить степень чистоты ряда летучих веществ на целых три порядка (а каждый порядок — десятикратное увеличение качества). Чтобы понять, насколько трудоемкую работу удалось осуществить исследователям и, главное, насколько она значима, сошлюсь на авторитет известного советского материаловеда академика Н. П. Сажина. Его мнение однозначно — повышение чистоты вещества всего на один порядок — научный подвиг.
      И это действительно так. Но и перспективы перед техникой и наукой такие вещества открывают удивительные. Это благодаря прогрессу в получении высокочистых летучих хлоридов в середине 70-х годов удалось в самые сжатые сроки развернуть работы по волоконной оптике и создать первые в стране линии волоконно-оптической связи.
      Разработанные методы получения и анализа высокочистых летучих веществ уже нашли самое широкое применение на предприятиях химической и электронной промышленности в металлургии.
      Рассказывая об этой суперважной работе (она удостоена Ленинской премии за 1986 год), осуществленной группой ученых Института химии АН СССР, я не зря обратил внимание читателей на те компоненты, из которых складывается современное исследование. Ведь еще недавно такое единение многие научные учреждения считали для себя необязательным, деля исследовательскую часть на чисто «научную» и «прикладную». Последней и вменялось в обязанность внедрение разработок в производство.
      Сегодня положение резко изменилось. И если все же внедрение оказывается не всегда по силам разработчику, то рекомендации практикам, советы по реализации научных достижений — его прямая обязанность. Так, собственно, работает Институт химии АН СССР. Думаю, что такой в самом хорошем смысле практицизм только на пользу делу. Разумеется, многое зависит в этом смысле от руководителя учреждения. Институт химии АН СССР возглавляет академик, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и трех Государственных премий Григорий Алексеевич Разуваев. Ученый прошел в свое время прекрасную ленинградскую школу, одной из отличительных черт которой всегда было умение делать многое собственными руками. Это удивительное свойство живет, к счастью, теперь и в Горьковской научной химической школе.
      Институт располагает основательным «подсобным»
      хозяйством — от электроцеха, механических и столярных мастерских до собственной водородной станции и криогенных установок. Казалось бы, мелочь. Но именно такое добротное «материальное» обеспечение надежно оберегает исследователей от зависимости от подсобных служб, всецело подчиняя время поистине научным изысканиям. Что же касается «выхода» в свет итогов этих исследований, то ими может гордиться вся отечественная химическая наука. В 1985 году, например, группа ученых института была удостоена Государственной премии СССР за разработку и создание так называемых металлорганических соединений — МОС, используемых для получения металлических покрытий, столь необходимых при создании новой техники.
      Но какой бы проблемой ни занимались сегодня исследователи, прогресс в этой науке немыслим без достижений аналитической химии и объединенных усилий электроники, физики высоких энергий, кристаллографии и еще многих, многих других наук.
      Энергичное сближение, взаимное обогащение различных наук, изучающих сокровенные тайны природы, — типичное явление наших дней. Изменилось и содержание, характер различных областей науки: биология стала, если можно так выразиться, все более химической, химия — физической, а физика математической. Это в союзе с физикой и математикой химия превращается в главную силу в познании многих биологических процессов и расшифровки биологических структур. Именно с помощью химических методов уже расшифрованы структуры сотен важнейших белков и нуклеиновых кислот, выяснено строение антибиотиков, витаминов, гормонов. Получены тысячи новых лекарственных препаратов, созданных путем химического видоизменения природных соединений. Это новейшие антибиотики и биологически активные белки. Химия сыграла особую роль в расшифровке генетического кода и в синтезе простейшего, но настоящего гена.
      Но чем могущественней становится наука, тем рациональнее она должна использовать свои возможности.
      А накопленный научный потенциал открывает перед исследователями такие перспективы, которые еще вчера казались дерзкой мечтой.
      Так, в ближайшем десятилетии все большую роль будут играть исследования строения электронной структуры неорганических молекул и веществ, поиски зависимости свойств вещества от его строения, что необходимо для направленного синтеза соединений и материалов с заданными свойствами.
      Наука, все глубже проникая в микроструктуру материи и необъятные просторы Вселенной, раскрывает и новые, неизведанные свойства самой материи. Несомненно, что уже в недалеком будущем она сможет разгадать секреты фотосинтеза и способы управления им. А это значит, что превращение энергии солнечных лучей в потенциальную энергию органического вещества растений станет процессом управляемым.
      Именно наука откроет тайну управляемой термоядерной реакции, обеспечив человечество практически неограниченными ресурсами энергии, сохранив и улучшив саму природу. В ее силах уничтожить навсегда голод, нищету, болезни, полностью удовлетворить материальные и духовные потребности всех людей Земли.
      Этой великой цели служит и химия, внося свой весомый вклад в интенсификацию курса ускорения.
      Попробую проиллюстрировать эту мысль на примере решения продовольственной проблемы.
      А она остро стоит сейчас не только у нас в стране, но и во всем мире. И если применительно к нашему государству ее решение означает обеспечение каждого советского человека научно обоснованной нормой питания, то в глобальном, общечеловеческом масштабе этот же вопрос ставится в очень суровой формулировке.
      Сможет ли Земля прокормить живущих на ней людей?
      Да! Вне всяких сомнений! По данным продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), общий объем производимого в настоящее время в мире продовольствия по калорийности и содержанию протеина даже превышает необходимый уровень (в среднем на душу населения планеты). И тем не менее огромное число людей, особенно в развивающихся странах, голодает. Четверть человечества питается намного ниже допустимой нормы, 30-40 миллионов ежегодно умирает от голода.
      В общем, по образному выражению великого русского ученого И. П. Павлова, над всеми явлениями человеческой жизни по-прежнему господствует забота о хлебе насущном. Хлеб и поныне, как и века назад, — самый главный продукт на Земле. Потому что здоровье, физическое состояние и развитие человека в первую очередь зависит от питания. И обеспечение людей всех континентов необходимым количеством пищи — важнейшая, глобальная задача современности. Однако общеизвестно: чтобы решить задачу, необходимо знать исходные данные.
      А они таковы: первичным источником питательных веществ для человека (и животных) служат продукты фотосинтеза, осуществляемого зелеными растениями с помощью солнечного света из углекислого газа, воды и минеральных солей. В основе фотосинтеза лежит химическая реакция Н20 + СО2 =02 + 1/6 C6H12O6.
      Так что в химическом синтезе, и только в нем, ключ к решению продовольственной проблемы. Возможности ше самих растений беспредельны. Об этом свидетельствует вся практика сельскохозяйственного производства, и мирового и нашего, отечественного, в частности, опыта.
      Известны случаи, когда, не внося в почву никаких «допингов» в виде минеральных и органических удобрений, а лишь разумно, со знанием дела эксплуатируя поле, луг, пашню, земледелец неизменно собирал хороший урожай.
      Взять хотя бы луга, испокон веков кормившие российские стада. И не рискуя давать квалифицированную оценку возможностям естественного травостоя, сошлюсь на авторитет специалистов-луговодов. Так, директор Всесоюзного научно-исследовательского института кормов имени В. Р. Вильямса (ВИКа), член-корреспондент ВАСХНИЛ М. А. Смурыгин в одном из своих интервью сказал, что луг, который культурно, со знанием биологии растений, почв, водного режима, связей биоценоза (то есть организмов, сосуществующих в его пределах) эксплуатируется, практически неисчерпаем. Например, в хозяйстве института есть опыт, заложенный более 50 лет назад. Это естественный луг со всем его многотравьем. Он никогда не подкармливался удобрениями, не поливался, на нем никогда не производились подсевы.
      А между тем его гектар в состоянии целый год кормить самую продуктивную корову.
      Подобный опыт осуществлен и с пастбищем. Выпас на нем ведется по специально разработанной методике, обеспечивающей отрастание новых растений, так называемой отавы, взамен уже потравленных, то есть уже съеденных животными. Вот такой бесперебойный конвейер и кормит корову. И не какую-нибудь, а с 6000-килограммовым удоем в год. Как же должен быть плодороден тот луг или пастбище, что 50 лет подряд кормит стадо высокопродуктивных животных, ничего не получая взамен!
      Впрочем, растения, в том числе и луговые, поистине достойны уважения. По сути каждое из них — не что иное как посредник между центральным очагом энергии в нашей планетной системе — Солнцем и жизнью на Земле. Это с помощью зеленых растений происходит восполнение органических веществ на Земле, расходуемых человеком в виде пищи, одежды, топлива и других материалов и накопление в запас энергии Солнца в виде химической энергии органического вещества. Поэтому земледелие и является тем звеном, которое с помощью культивируемых растений связывает человека, его творческую деятельность с Солнцем, посылающим на Землю лучистую энергию. Животноводство же преобразует энергию первичных растительных веществ в более ценные продукты питания — мясо, молоко, яйца.
      Однако значительная часть энергии кормов затрачивается на обеспечение жизнедеятельности самих животных. Например, переход энергии кормов в продукты животноводства при производстве говяжьего мяса составляет всего 10 процентов, свинины — 20, молока и яиц — 20. Но опыт последних десятилетий показал, что кормовой рацион, сбалансированный по протеину (белки, состоящие из аминокислот, легко усвояемых организмом), обогащенный витаминами, химическими биостимуляторами и минеральными веществами, повышает степень усвояемости кормов, а значит, и продуктивность животноводства. Пример тому — современные птицефабрики:
      расход кормовых веществ здесь не превышает двух килограммов на килограмм веса бройлеров.
      Значит, органическое вещество, поставляемое нам растением (а это полисахарид — целлюлоза), можно и должно использовать более рационально. А его огромное количество! Только за один год на Земле образуется до 1011 тонн целлюлозы, значительная часть которой вовлекается в биологический круговорот, вступая в различные процессы окисления и распада.
      Впрочем, данные о продовольственных ресурсах планеты самые противоречивые. И если советский академик С. С. Шварц оценивает ежегодную первичную продукцию биомассы в 380 миллиардов тонн (при производстве которой из воздуха извлекается 300 миллиардов тонн углекислого газа, из почвы — 5 миллиардов тонн азота и 10- 15 миллиардов тонн других элементов минерального вещества), то оценка тех же возможностей биосинтеза американскими учеными вдвое скромнее.
      Но и такие «уполовиненные» ресурсы сказочно велики, и растительного покрова Земли вполне достаточно, чтобы обеспечить продуктами питания сто миллиардов человек. Сто! А нас всего на земном шаре (даже с учетом предполагаемых демографических взрывов) в ближайшей перспективе будет не более двенадцати. Сколь же обильным может быть общечеловеческий стол! Если, конечно, мы научимся противостоять погоде, осуществим химизацию земледелия и животноводства, научимся получать два колоса там, где недавно рос только один, внедрим в практику интенсивные сорта, чрезвычайно отзывчивые на минеральные удобрения и высокую культуру земледелия.
      В общем, будем относиться к земле согласно принципам, лаконично сформулированным в старой крестьянской пословице: живи так, будто умрешь завтра, обрабатывай землю так, будто проживешь сто лет. Разумеется, применение минеральных удобрений может дать максимальный эффект, если оно сочетается с другими агротехническими мероприятиями и усовершенствованиями в сельском хозяйстве. Но, с другой стороны, никакая агротехника не может компенсировать недостатка в почве элементов питания растений, и в первую очередь азота, фосфора и калия, а во многих случаях серы и микроэлементов.
      Химических проблем в земледелии немало. Важнейшая из них — разработка методов наиболее эффективного применения удобрений. Другими словами, вся суть в том, где, когда, как и в какой мере питать растения.
      Ведь в различных почвах недостаток тех или иных питательных элементов и так налицо, а с повышением урожайности вынос их увеличивается, что обязательно должно компенсироваться внесением в почву удобрений.
      По мнению К. А. Тимирязева, все задачи земледелия сводятся, по существу, к изучению и созданию необходимых условий питания растений. Справедливость этого утверждения иллюстрируется уроками так называемой «зеленой революции», когда возможности высокоурожайных короткостебельных пшениц оказались полностью не реализованными из-за недостатка в почвах (особенно в старых земледельческих районах) необходимых питательных веществ и отсутствия здесь минеральных удобрений. Полное обеспечение растений минеральными элементами питания — основная задача агрономической химии, создателями которой в нашей стране были К. А. Тимирязев, Д. И. Прянишников и В. Р. Вильяме.
      Последний блестяще доказал это на практике. Недаром Всесоюзный научно-исследовательский институт кормов, на опыт работы которого я уже ссылался, носит имя последнего. Плохих, бросовых земель (переувлажнены ли они или страдают от засухи), по мнению ученого, у природы не бывает. Нет плохой земли, а есть плохой хозяин, не понимающий, что именно его полю, лугу, пастбищу нужно, в каких взаимоотношениях они находятся с растениями, на них произрастающими, понять единую биологическую цепочку «почва растение», их единение, взаимное обогащение. Вот к чему стремились В. Р. Вильяме и его соратник А. М. Дмитриев, когда в 1917 году организовали на базе Высших курсов по луговодству при Петровской сельскохозяйственной академии первую в России Станцию по изучению кормовых растений и кормовых площадей. Основоположники отечественного луговодства выбрали для нее не плодородные земли, а болота, топи. Собственно, целью их научного эксперимента и было доказательство положения о том, что луговые растения лечат почву.
      Кому приходилось здесь бывать, тот знает, — болот в этих местах нынче нет, а вот лугов — сколько угодно.
      Они-то и дали название железнодорожной станции, где находится Всесоюзный институт кормов, — Луговая. Научные разработки этого института и координируемой им сети опытных станций и хозяйств позволили уже сегодня резко повысить продуктивность с каждого гектара естественных лугов и пастбищ до 5-8 тысяч кормовых единиц без орошения и до 12-15 тысяч — при орошении. Более того, современный потенциал кормопроизводства столь высок, что открывает возможность в два с лишним раза увеличить производительность труда в том же луговодстве. Для практического земледелия страны это означало бы ни много ни мало — резкое снижение себестоимости кормов. А их сейчас производят в стране более чем на 380 миллионах гектаров пашни, сенокосов и пастбищ.
      Чтобы Продовольственная программа стала реальностью, в 1990 году необходимо колхозам и совхозам получать 540-550 миллионов тонн кормовых единиц. Вот тогда животноводству будут не страшны ни засуха, ни ранние заморозки. Реальны ли подобные планы?
      Безусловно. Увеличение же производства кормов должно осуществляться в первую очередь за счет резкого повышения продуктивности природных кормовых угодий.
      Как показывает практика работы института и, в частности, его опытного хозяйства «Красная пойма» Луховицкого района Московской области, возможности луговодства беспредельны, размеры естественных угодий в стране колоссальны: 320 миллионов гектаров, освоено же меньше 40 миллионов.
      В этом опытном хозяйстве успешно применяются, взаимно дополняя друг друга, все основные виды улучшения естественных угодий. От выкорчевывания кустарника до изменения водного режима с помощью мелиорации, совершенствования структуры почв за счет химизации.
      Но самую большую эффективность среди всех мероприятий по повышению урожайности поймы дает внесение минеральных удобрений. Один килограмм азота, например, гарантирует прибавку в сене от 30 до 45 килограммов. Попадешь в такой травостой — и заблудишься.
      Так он плотен и силен. В целом же по Нечерноземной зоне на пойменных лугах высокого и среднего уровня (именно так различаются они по характеру стояния вод), считают ученые, внесение 100 килограммов азота на гектар можег дать 60-100 рублей чистого дохода, а 100 килограммов на один гектар так называемых «полных» удобрений (то есть содержащих набор необходимых для развития растений веществ, но уступающих все же по силе воздействия на урожайность трав азоту) — 30- 70 рублей. При этом себестоимость кормовой единицы в зависимости от вида кормов составляет от 2,5 до 6 копеек.
      Вот какую отдачу гарантирует химизация естественных угодий страны. А они нуждаются в заботе и уходе, потому что бесчисленное множество поколений людей только брали у лугов и пастбищ силу (ведь скот раньше кормился одними выпасами), ничего не давая взамен. Между тем общеизвестно, что только клевер и другие травы, способные обогащать почву азотом, создали в свое время и славу русским заливным лугам и пастбищам, и открыли возможность перехода от трехпольной системы земледелия (Д. Н. Прянишников называл ее средневековой) к многопольной. А эта система гарантировала, например, после обогащения почвы многолетними травами урожай по 15-16 центнеров с гектара вместо 7, как это было в конце XVIII столетия!
      Впрочем, любые барьеры урожайности всегда брались в земледелии с помощью химии, а точнее, с помощью минеральных удобрений. Сравнивая когда-то условия земледелия в Бельгии, Голландии, Дании и других странах Запада с условиями нашей нечерноземной зоны, Д. Н. Прянишников подчеркивал, что почвы на Западе по природе хуже наших, их плодородие есть явление вторичное, оно связано с применением труда и знаний.
      И если в климатических условиях Англии и Дании неизвестны засухи Заволжья и сильные морозы зимой, то там нет и солнца Киева и даже летнего солнца Москвы. Тогда как в Подмосковье и во всем Нечерноземье налицо все возможности для интенсивного развития сельского хозяйства. Нужны лишь минеральные удобрения. Простое известкование порой способно сотворить чудо, «погасив» повышенную кислотность почвы. Вылеченная таким образом земля многократно повысит урожайность.
      И то же Подмосковье может и должно давать «на круг»
      по 50 центнеров зерна с гектара пшеницы, как дают их сегодня лучшие хозяйства зоны. Немногим меньше тонны зерна в пересчете на каждого человека обязывает получить к 1990 году Продовольственная программа.
      В этой тонне и фуражное зерно, идущее на корм скоту, но его можно и просто необходимо компенсировать травой, сеном, сенажом, получаемым с естественных и культурных кормовых угодий, а они нуждаются в подкормке минеральными удобрениями, дабы не терялась слава таких знаменитых лугов, как вологодские.
      Чтобы возродилось порастраченное, подзабытое уважение к знаменитому вологодскому маслу, пахнущему солнцем, медом, цветами, разнотравье наших лугов должно стать другим, но не в общепринятом смысле высоты трав, их густоты и непроходимости, растения в них должны быть специально подобраны.
      При этом необходимо помнить о том, что кормовые достоинства лугов и пастбищ зависят от фазы вегетативного развития растений, от того, какие минеральные вещества накопились в них к этому времени. Так что поклонников народной медицины, собирающих, как правило, свои урожаи в пору цветения, должен огорчить: растение уже потратило к этому времени на собственное развитие лучшие соки. Травы надо брать перед цветением, когда только завязывается бутон. Вот тогда в них сконцентрированы все животворные силы. Корм, заготовленный в истинно сенокосную пору, отблагодарит крестьянина зимой за радивость вкусным и обильным молоком.
      На пастбищах, где пасутся животные, должны быть растепяя, обладающие в общем балансе полным набором питательных веществ — от белка, аминокислот до углеводов. Это во-первых. А во-вторых, на таком пастбище должны произрастать высокопродуктивные растения, обеспечивающие хорошую урожайность и планируемый заранее биохимический состав биомассы. И хоть слово (биохимический» никаких вкусовых ассоциаций у нас не вызывает, но все пищевые достоинства, которые так ценятся в продуктах животноводства, определяются именно им. А он, в свою очередь, зависит от свойств самих растений, от почв, на которых те произрастают, от наличия влаги в земле и сроков цветения луга, от минеральных удобрений, которыми подкармливают угодье.
      И еще от множества свойств конкретного биоценоза, частью которого и являются данные естественные кормовые угодья.
      Именно поэтому и приобретают в наши дни важное значение комплексные исследования по оценке и разработке в системе «почва — животное животноводческая продукция». Несколько упрощенно, в переложении на наши с вами, ежедневные потребности и гастрономические запросы, в окончательном виде решение этой архиважной проблемы представляется так: если сгущенное молоко, которое вы добавляете утром в кофе, пахнет медом и солнцем корова кормилась на лугу клевером, именуемым в простонародье белым, если сыр не крошится под ножом, а режется ровными, маслянистыми, но тугими, не липкими пластами — благодарите пастбище, на котором в избытке цвела фацелия. И тысячу раз прав В. Р. Вильяме, не устававший повторять, — все от земли, от ее щедрот людские богатства.
      Формируя луг, пастбище, определяя, чем и как засеять пойму, — помнить о том надо непрестанно. Нельзя забывать и об особенностях интенсификации и специализации самого животноводства. Приходится думать и над тем, какой скот, молочный или молодняк, будет пастись на будущем культурном пастбище.
      Только такой дифференцированный подход к земле, к ее возможностям и особенностям эксплуатации и способен дать наивысший экономический результат. Ибо только он и соответствует законам природы. А для нее, как известно, мелочей не бывает. И то, что порой среди многочисленных забот кажется нам пустяками, что упускаем в погоне если не за сиюминутным, то быстрым результатом, оборачивается для земли бедой. Это тоже убедительно доказали ученые.
      Взять хотя бы, говорят они, те зоны страны, где традиционно занимаются овцеводством. Как правило, для выпаса животных здесь используют низкопродуктивные угодья, почти непригодные для земледелия. Как же совместить полезное с необходимым? Да и возможно ли такое?
      Есть верный и старый способ превращения малоурожайных почв в высокоурожайные — засеять их многолетними травами. Но время торопит, и в надежде обогнать его хозяйства нередко подменяют многолетние травы однолетними кормовыми культурами. Они действительно дают более высокие урожаи. И в скошенном виде — прекрасный корм для животных. А пастбище? Что ж, пастбище при такой неразумной эксплуатации продолжает деградировать.
      Но ведь земля дана нам природой одна-единственная на все времена, и никто нам ее не заменит! Да и грядущие поколения спасибо не скажут за то, что мы с вами передне руководствовались только собственной выгодой. Так что же делать в данном конкретном случае? Засевать пастбище многолетними травами, спасая его плодородие, или отдать предпочтение однолетним кормовым культурам, памятуя о продуктивности того же овцеводства?
      Ученые давно ответили на этот вопрос. Конечно, следует выбрать многолетние. Да и продуктивность животноводства при умелом ведении хозяйства нисколько при этом не пострадает.
      Есть, например, в Омской области совхоз «Русско-Полянский». Поливных земель в хозяйстве нет, осадков выпадает крайне мало — 400 миллиметров в год, а стадо овец из 12400 голов кормится. И приносит сибирякам миллионные доходы. А если посмотреть глубже, то за такую прибыль благодарить нужно все те же многолетние злаковые травосмеси — их здесь почти пять тысяч гектаров. Они — основа здоровья почв, химического сбалансирования в них минеральных веществ.
      Впрочем, решение продовольственной проблемы — и в стране, и в глобальных масштабах — отнюдь не сводится только к традиционным способам. И здесь прежде всего необходимо решить проблему выделения и концентрирования пищевых веществ, особенно белков, из зеленой массы растений, древесины и морских растений, а также превращение химическим или биохимическим способом непригодной для пищи органической массы в пищевые продукты. Иными словами, необходимо решить проблему более полного использования растительных веществ.
      В принципе все вещества, содержащиеся в растениях, пригодны для питания. Если не животных, то по крайней мере микроорганизмов. А они концентрированный корм для сельскохозяйственных животных.
      Современный уровень химической технологии, биотехнологии и микробиологии позволяет получать в большом промышленном масштабе из непищевого растительного сырья моносахариды, этиловый спирт, глицерин, кормовые дрожжи, аминокислоты, белково-витаминные препараты. Сырьем для них служат ежегодно возобновляемые ресурсы полисахаридосодержащих растительных материалов в виде отходов лесозаготовок, деревообработки, промышленной переработки початков кукурузы, шелухи подсолнечпиковых и хлопковых семян и других видов сельскохозяйственного сырья, а также дикорастущих трав и кустарников.
      Основной метод переработки растительных отходов — гидролиз (обменная реакция соединений с водой) растворами соляной и серной кислот до моносахаров. Причем водные растворы последних используются в качестве питательной среды для выращивания пищевых и кормовых дрожжей. Именно на этой основе в нашей стране создана мощная микробиологическая промышленность.
      Но синтез пищевых продуктов целесообразен, вероятно, в первую очередь в тех случаях, когда возникает необходимость в отдельных компонентах пищи аминокислотах, витаминах, некоторых белковых препаратов и т. п. Причем при разработке всех этих проблем мы должны позаботиться о научных исследованиях, одна из важнейших задач которых — изучение химической структуры и свойств соединений, лежащих в основе жрвой материи. И, разумеется, познание механизма действия различных физиологически активных соединений.
      Именно эти работы станут теоретической опорой для понимания процессов жизнедеятельности. Они способны привести к прогрессу не только самой биологии, но и химической промышленности, ибо позволят создать искусственные промышленные катализаторы, характеризующиеся необычайной активностью и специфичностью.
      Химии все чаще приходится решать задачи вне всяких планов. Их ставит перед ней сама жизнь. Так, например, случилось с разработкой и созданием оригинального процесса получения эффективнейшего консерванта — муравьиной кислоты.
      Какая же нужда заставила ученых взяться за разработку именно этой проблемы? Все та же — неотложная потребность сельского хозяйства, стремление в кратчайшие сроки развязать наиболее тугие узлы отечественного животноводства.
      Несколько забегая вперед, скажу, что задача эта усилиями нашего института и Бориславского филиала ГосНИИХлорпроекта (здесь надо в первую очередь назвать Ю. А. Подзерского и О. А. Тагаева) успешно решена, защищена авторскими свидетельствами СССР и патентами ряда других стран, а фирма «Зальцгиттер»
      (ФРГ) приобрела на него лицензию. Инженеры фирмы в содружестве с советскими учеными разработали промышленное производство, с макетом которого мог познакомиться каждый, кто побывал в свое время в Москве па международной выставке «Химия-82» (или на такой же выставке в Дюссельдорфе-»Ахема-82»).
      Но почему все-таки она так нужна животноводству — муравьиная кислота? И что это за «экзотическое вещество», без которого современному кормопроизводству обходиться действительно чрезвычайно сложно?
      В том-то и дело, что никакой экзотики в нем нет.
      И она, по сути дела, знакома каждому. По крайней мере, отыскать человека, хоть раз в жизни не соприкоснувшегося с ней, довольно трудно. Припомните-ка, сколько раз в жизни вы обстрекались крапивой? Это вас «обжигала» муравьиная кислота. А муравьи кусали? Наверняка. Значит, встреча с этой кислотой в вашей жизни состоялась. Не раз и не два. Так что экзотическим данное вещество никак не назовешь. Известно оно людям с незапамятных времен. А вот получено в чистом виде только в конце XVИI столетия. И нужно сказать, самым варварским способом — путем перегонки рыжих муравьев. С тех пор она так и называется — «муравьинкой».
      Это одна из самых сильных органических кислот (в десять раз «крепче» того же уксуса), круг ее применения чрезвычайно широк. Эту кислоту используют в медицине (так называемый муравьиный спирт), для производства растворителей, фото- и кинопленки. Без нее не обходится получение натурального каучука, выделка кож.
      Но подлинный «расцвет» муравьиной кислоты наступил в наши дни. И если совсем недавно человечеству хватило бы для удовлетворения своих потребностей в ней и ста тысяч тонн в год, то теперь такое количество представляется всем страждущим просто мизером. Дело в том, что, используя опыт стран Скандинавии и Англии, кормопроизводство многих других стран стало применять кислоту в качестве консерванта при заготовке силоса, а словосочетание «консервы для животных» получило широкое распространение.
      Заготовке кормов впрок уделяется теперь повсеместное внимание. Конечно, и в прежние времена коров зимой чем-то кормили, заготавливая, скажем, с тех же лугов сено. Но высокую продуктивность животного одним сеном не обеспечить. Корове круглый год нужны корма, сбалансированные по белкам, протеину, углеводам. Такой корм способны давать луга и культурные кормовые угодья, если все, что с них собрано, будет сохранено.
      Насколько эта проблема важна, в частности, для животноводства нашей страныг можно судить по тому, что еще в прошлой пятилетке в практику земледелия прочно вошли специализированные кормовые севообороты. В настоящее время они введены на площади 18 миллионов гектаров. На ближайшую перспективу (до 1990 г.) под кормовыми севооборотами в стране будет занято около 42 миллионов гектаров. Это позволит только дополнительно получить 100-120 миллионов тонн кормовых единиц, то есть столько же, сколько мы получаем сейчас со всей площади, занятой кормовыми культурами.
      А что это такое кормовой севооборот и чем он отличается от традиционных лугов и пастбищ? Прежде всего тем, что он занимает пашню, то есть специально отведенную и специально для него вспаханную землю. Это значит, что от кормового севооборота нужно обязательно взять обильный урожай, поставляя сельскому хозяйству в достатке зеленые корма, сенаж, гранулы, корнеплоды.
      Без грамотно организованного севооборота современное высокоинтенсивное животноводство просто невозможно.
      Здесь-то и возникает вопрос о консервантах, потому что для хранения и приготовления зеленых кормов, полученных с вновь включенных в пользование угодий, они необходимы. А сельское хозяйство страны получает сейчас консервантов, мягко говоря, в недостаточном количестве. К тому же низкого качества.
      Между тем, хорошие консерванты есть. Во Всесоюзном институте кормов имени В. Р. Вильямса, к опыту которого я постоянно в этой части рассказа обращаюсь, разработаны, например, препараты ВИК-1 (для кукурузы и другого сахаристого сырья) и ВИК-2 (для высокобелковых трав). Эти препараты обеспечивают сохранность питательных веществ исходного сырья на 95-98 процентов, в том числе до 95 — сахара, который при обычном силосовании полностью теряется.
      Учеными института разработана и методика силосования с помощью созданных консервантов. А ведь одна из главных проблем кормопроизводства повышение качества кормов и сокращение потерь при их заготовке и хранении (к сожалению, в стране в настоящее время теряется по разным причинам более четверти выращенного урожая). Так что насколько выгодно внедрение в производство способа хранения зеленых кормов с помощью консервантов, совершенно очевидно. Тем более что он позволяет полностью сохранить протеин в «консервах» и получить корм с питательностью до 0,45 кормовой единицы в одном килограмме, при высочайшем содержании в нем перевариваемого протеина — 110-140 граммов.
      К тому же и по консервирующему эффекту оба препарата превосходят чистую муравьиную кислоту.
      Но в ВИКе-1 «муравьинки» — 27 процентов, а в ВИКе-2 и того больше — до 80. Значит, обойтись без нее даже эти, очень хорошие препараты все равно не могут. А вот сама «муравышка» без всяких традиционных добавок (все консервирующие композиции состоят из кислот, препятствующих процессу гниения, плюс восстановителей — формальдегида, соединений четырехвалентной серы) прекрасно обходится, потому что и сама она — отличный восстановитель.
      Но муравьиная кислота — вещество едкое. Как же ею пользоваться, не сжигая зеленой массы? Во-первых, осторожно. А во-вторых, применяя в ничтожно малых количествах: доли процента ее спасают от гниения целую траншею силоса. А как выглядит пролежавший зиму силос, хранившийся по традиционной методике, животноводам напоминать не приходится. Один его запах отбивает аппетит у коров. Другое дело — консервированный зеленый корм. Его коровы едят очень охотно, что сразу же сказывается на их продуктивности. До 16 процентов прибавляют животные в надое и на 15-25 возрастают привесы молодняка.
      В общем, применение для консервации кормов чистой муравьиной кислоты или «виковских» препаратов — необходимо. Любое из этих веществ хорошо, за любое животноводы скажут химикам спасибо.
      Но до недавнего времени мы ничего конкретного по этому поводу сказать и пообещать представителям сельского хозяйства не могли. Потому что проблема промышленного синтеза муравьиной кислоты наталкивалась на трудности, хотя несколько схем синтеза кислоты давным-давпо известны.
      Так, в учебниках органической химии предлагается получать муравьиную кислоту действием углерода на щелочь. Но эта классическая пропись грешит некоторой неточностью, поскольку конечный продукт названной реакции не сама «муравьинка», а лишь соль, служащая исходным сырьем. И для дальнейшего процесса потребуется затратить другую кислоту — серную, и утилизировать отход — сульфат щелочного металла.
      Советский академик Н. М. Эмануэль разработал и предложил свой способ получения «муравьинки», в основе которого — процесс окисления бензина. Но, к сожалению, и этот метод оказался неприемлемым для крупномасштабного производства. Да к тому же муравьиная кислота здесь — продукт побочный, а основной — кислота уксусная. Мало и, главное, дорого.
      И все же оба эти способа и сегодня применяются для получения муравьиной кислоты. Невыгодно, конечно/ такое производство, нерентабельно, но что поделать! Раз нужно — приходится идти на малоэффективные способы. Но все это приемлемо до тех пор, пока не очень велики объемы потребления. А для удовлетворения сегодняшней потребности и завтрашних народнохозяйственных нужд страны ни тот, ни другой способ не годится: слишком много понадобилось бы непроизводительно тратить серной или другой минеральной кислоты, слишком много оказалось бы трудноутилизируемых сульфатов, слишком много пришлось бы окислять бензина.
      Существует и третий способ получения столь желанной «муравьинки» разложение формамида серной кислотой. Но его еще нужно получить из метилформиата, а тот — из окиси углерода иметанола... Одним словом, огород городим большой, а урожай снимаем мизерный.
      Но существует ли, хотя бы теоретически, прямой способ получения муравьиной кислоты, да такой, чтобы годился не в лаборатории, а в промышленности?
      Существует. Но для реализации идеи присоединения воды к окиси углерода необходимо ни мало ни много, как преодолеть некоторые ограничения термодинамики, «разрешающие» подобную реакцию лишь под большим давлением и при очень низких температурах. А поскольку активных катализаторов для таких условий пока не найдено, приходится вместо прямых искать окольные пути. Применительно к промышленному производству муравьиной кислоты такой компромисс означает включение в технологический цикл все тех же промежуточных стадий. Правда, уже в меньших количествах и без отходов.
      Таким компромиссным способом стало получение муравьиной кислоты путем двухстадийного синтеза. В первой стадии из метанола и оксида углерода получают метнлформиат, а во второй последний подвергают гидролизу. Образующийся при этом метанол — это не побочный продукт: его можно вновь использовать в замкнутом цикле. Однако реализация такого способа наталкивалась па значительные трудности, так, первая стадия синтеза оказалась на поверку не очень-то приемлемой для массового производства. Например, полностью освободить вещества, участвовавшие в технологическом процессе от воды и С02, затруднительно. Чем это чревато, понятно и нехимику: образующиеся соли — формиат и карбонат натрия — нерастворимы в метаноле, их осадки забивают время от времени трубопровод и аппаратуру, останавливая все производство.
      Вызывала тревогу и вторая стадия. Имевшиеся в литературе (преимущественно патентной) рекомендации предлагали осуществлять ее при очень высоких температурах и, следовательно, повышенном давлении. Но все это приводит к сильной коррозии металлов, из которых сделана технологическая аппаратура.
      Так было до той поры, пока данной проблемой не занялись советские инженеры и ученые. Специальные добавки на стадии синтеза метилформиата позволили предотвратить выделение осадков. Трубопроводы перестали забиваться плотной пробкой. Сам процесс гидролиза был значительно усовершенствован, были найдены катализаторы, позволяющие осуществлять гидролиз в мягких условиях. А в итоге производство муравьиной кислоты стало рентабельным в промышленных масштабах. Эта задача была решена в ИОНХ-е учеными под руководством профессора И. И. Моисеева.
      Так отечественная химия преодолела очередной барьер на пути решения Продовольственной программы.
      Пожалуй, нет ни одной науки, которая не внесла бы своей лепты в дело обеспечения человечества продуктами питания, Химия — среди лидеров. Ее «почерк» где только не обнаруживается! Я позволю себе еще не раз остановиться на некоторых из проблем аграрного производства, открывающих свои тайны с помощью химического «ключа». Пока же хочу вновь вернуться к теме возможностей растительного мира. Только на сей раз поглядим на нее в несколько ином ракурсе, уже зная, что общее количество биомассы, продуцируемой лугами, лесами, пастбищами, океанами, вполне достаточно, чтобы раз и навсегда снять с повестки дня продовольственную проблему, вычеркнув ее вообще из списка тяжелых глобальных проблем, решаемых человечеством. Ракурс этот позволяет разглядеть то, что обычно прячется за частоколом разнообразных проблем, громоздящихся вокруг проблемы номер один. Что ж открывается пытливому взгляду исследователя?
      Нечто потрясающее: из всей солнечной энергии, доходящей до поверхности Земли, растительность усваивает путем фотосинтеза не более 0,1-0,2 процента. Сельскохозяйственные, то есть культурные растения используют ее гораздо полнее дикорастущих. Зерновые в среднем 0,5-1,5 процента, а такие высокопродуктивные, как рис, сахарный тростник, сахарная свекла и некоторые другие культуры — до 4 процентов.
      Есть все основания считать, что полное раскрытие наукой механизма процессов фотосинтеза и овладение управлением им даст возможность повысить коэффициент использования солнечной энергии сельскохозяйственными растениями в два и более раза. Академик А. А. Красновский, например, основываясь на экспериментальных данных по измерению квантового выхода фотосинтеза для одноклеточных водорослей, считает, что максимально достижимый коэффициент полезного действия фотосинтеза — преобразования поглощенной солнечной энергии в потенциальную химическую энергию — 30 процентов. Остальные 70 процентов энергии квантов солнечного света, поглощенного хлорофиллом, в конечном счете преобразуются в тепло. Куда и на что тратит растение эту избыточную энергию?
      На преодоление потенциальных барьеров промежуточных реакций, на обратные реакции активных продуктов фотосинтеза, наконец, на внутренние нужды зеленой клетки. Но ведь приблизительно половина энергии солнечного излучения, достигающего поверхности Земли, лежит в видимой области спектра и представляет собой фотосиптетически активную радиацию (ФАР). Поэтому, вероятно, максимально возможное использование солнечной энергии при фотосинтезе не превышает 15 процентов.
      Но и эта величина свидетельствует об огромных резервах в более интенсивном использовании солнечной энергии при фотосинтезе на суше и океанах Земли.
      Создание сортов сельскохозяйственных культур, максимально усваивающих солнечную радиацию за вегетационный период — наипервейшая задача селекции и химии, работающей на ее нужды...
      Помнящая родство
      В самом начале теперь уже далеких 20-х годов в одном из номеров журнала «Человек и природа» появилась статья под довольно странным по тем временам названинием: «Нужна ли для России химия и химическая промышленность?» Ее автор — выдающийся русский ученый Лев Александрович Чугаев, удостоенный в последствии первой в стране премии имени В. И. Ленина, поднимал вопрос о необходимости органического развития экономики страны, ее промышленности и земледелия. Статья появилась не случайно, а «подвела черту»
      под бурными спорами, потрясавшими тогда и студенческие общежития, и профессорские гостиные: оставаться ли России традиционно земледельческой или служить «умножению фабрик и заводов».
      Вроде бы наивный и даже смешной, каким он кажется сейчас, через призму десятилетий, этот вопрос был накрепко связан с такими проблемами и такими вопросами, к решению которых следовало приступать незамедлительно. И прежде всего предстояло определить, как и за счет чего нужно налаживать химическое производство и какие научные и инженерные кадры следует готовить, дабы реализовать эти планы.
      Впрочем, в той же статье Лев Александрович четко и определенно указывал и материальную основу той колоссальной перестройки народного хозяйства, что получпт в дальнейшем имя индустриализации.
      «Сделать это, — писал ученый, — можно, только обратив самое серьезное внимание на те ископаемые богатства, которые испокон лежали под спудом, начиная от самой земли нашей, веками худо обрабатывавшейся и почти не удобрявшейся. Если мы не хотим погибнуть, мы должны... без устали строить новые фабрики и заводы, созидать такие отрасли промышленности, которые у нас были слабо развиты или которых совсем не существовало. Советская химическая промышленность должна прежде всего заняться производством серной кислоты, получением из каменноугольной смолы красителей и лекарственных веществ, переработкой древесины на целлюлозу, спирт и ацетон, производством синтетического каучука и т. д. ...Россия не только может обладать огромным запасом сырья для синтеза каучука, но на ее территории разработан способ, с помощью которого это сырье может быть превращено в ценный каучук... Было бы крайне важно, чтобы на этом предмете были сосредоточены силы русских химиков и инженеров. В случае удачи, в которой нет основания сомневаться, решение «каучуковой»
      проблемы обещало бы России огромные выгоды».
      Эти мысли Л. А. Чугаева удивительным образом перекликаются с идеями Д. И. Менделеева, который в конце жизни, подводя итог своей деятельности, отмечал, что первая его служба Родине — это наука, вторая — народное просвещение и третья — промышленность... «Третья моя служба наименее видна, хотя заботила меня с юных лет... Эта служба по мере сил и возможности на пользу роста русской промышленности, начиная с сельскохозяйственной, в которой лично действовал, показав на деле возможность и выгодность еще в 60-х годах интенсивного хозяйства по разведению хлебов. Личные усилия убедили меня очень скоро в том, что одним земледелием Россия не двинется к надобным ей прогрессу, богатству и силе, останется бедной, что настоятельнее всего рост других видов промышленности: горного дела, фабрик, заводов, путей сообщения и торговли... Наука и промышленность — вот мои мечты...»
      Постоянная забота об органическом развитии этих трех столпов научного и социального прогресса стали основой молодого Советского государства в подготовке своих собственных высококвалифицированных кадров, создании мощной индустрии.
      Но как ни важна и близка автору этих строк тема развития химии и химической промышленности, только рассказ об их становлении в изоляции от огромной работы, осуществленной в те годы по реорганизации всей, уже имеющейся науки и созданию ее новых основ, исказил бы существо проблемы. Вот почему я и позволю себе общий ретроспективный взгляд на судьбу и развитие науки тех времен.
      В. И. Ленин всегда рассматривал науку как необходимое условие построения социализма, как орудие создания его материально-технической и духовной основы.
      С именем вождя неразрывно связана разработка принципов государственной организации науки и генеральной линии взаимодействия органов власти с научными учреждениями и прежде всего с Академией наук.
      В конце ноября 1917 года в Комиссии по народному просвещению создается специальный отдел, в ведении которого в числе других научных учреждений оказывается и Академия наук. В соответствии с принципиальными ленинскими указаниями о привлечении научных учреждений к социалистическому строительству вновь организованный отдел сразу же начинает консолидацию научных сил, а в начале 1918 года обращается к Академии наук с предложением совместной работы с Советской властью.
      Это предложение было принято. А для изучения возможностей выполнения поставленных перед академией задач создается авторитетная комиссия (во главе с непременным секретарем Академии наук академиком С. Ф. Ольденбургом) в составе таких известных ученых, как Н. И. Андрусов, А. Н. Крылов, Н. С. Курнаков, В. Н. Ипатьев, В. А. Стеклов и другие. Уже 20 февраля 1918 года общее собрание Академии наук принимает решение, определившее ее принципиальную позицию: «Академия наук полагает, что значительная часть задач ставится самой жизнью, и академия всегда готова по требованию жизни и государства приняться за посильную научную и теоретическую разработку отдельных задач, выдвигаемых нуждами государственного строительства, являясь при этом звеном организующим и привлекающим ученые силы страны. На заседании Совета Народных Комиссаров 12 апреля того же года был заслушан доклад наркома просвещения А. В. Луначарского «О предложении Академией наук ученых услуг Советской власти по использованию естественных богатств страны». В принятом постановлении, подписанном В. И. Лениным, СНК решает «пойти навстречу этому предложению, принципиально признать необходимым финансировать соответствующие работы Академии наук и указать ей как особенно важную и неотложную задачу решение проблемы правильного распределения в стране промышленности и наиболее рационального использования ее хозяйственных сил».
      Так Октябрьская революция с первых своих шагов делала все для осуществления самых высоких идеалов науки — идеалов служения народу.
      Еще в начале февраля 1918 года В. И. Ленин составил свой знаменитый «Набросок плана научно-технических работ», в котором выдвигается грандиозная задача развития промышленности и экономического подъема страны с непосредственной помощью науки. «Академии наук, — писал он, — начавшей систематическое изучение и обследование естественных производительных сил России, следует немедленно дать от Высшего совета народного хозяйства поручение образовать ряд комиссий из специалистов для возможно более быстрого составления плана реорганизации промышленного и экономического подъема России». Все основные идеи ленинского «Наброска» получили конкретное развитие в решениях ВЦИК, Совнаркоме и ВСНХ, принятых в апреле — июле 1918 года, а позднее и в плане ГОЭЛРО.
      Только за два года (1918-1920) в стране было создано свыше ста новых научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений, сыгравших важную роль в развитии науки и индустриализации страны. В тяжелейший период гражданской войны и иностранной интервенции, разрухи и голода создаются Центральный аэродинамический институт (ЦАГИ), Государственный оптический институт (ГОИ), Физико-технический институт, Институт по изучению платины и других благородных металлов и Институт физико-химического анализа, объединившиеся позднее в Институт общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова, Государственный институт прикладной химии (ГИПХ), физико-химический институт имени Л. Я. Карпова, Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам (НИУИФ), Институт минерального сырья (ВНИМС), Институт чистых реактивов (ИРЕА), Средне-Азиатский государственный университет, Московский химико-технологический институт имени Д. И. Менделеева и многие, многие другие.
      Построение коммунизма В. И. Ленин неразрывно связывал с резким повышением производительности труда на базе самой современной техники и неуклонным внедрением в производство всех достижений науки и техники.
      «Подъем производительности труда требует, — пишет он в «Очередных задачах Советской власти», — прежде всего, обеспечения материальной основы крупной индустрии:
      развития производства топлива, железа, машиностроения, химической промышленности». А в статье «Великий почин» В. И. Ленин подчеркивает, что «Производительность труда, это, в последнем счете, самое важное, самое главное для победы нового общественного строя».
      Документы, воспоминания Г. М. Кржижановского, И. И. Радченко, И. М. Губкина, Л. Б. Красина, Л. Н. Мартенса и многих других ученых, партийных и хозяйственных руководителей свидетельствуют о том внимании, которое уделял Владимир Ильич в те годы увеличению добычи угля, нефти, обезвоживанию и переработке торфа, перегонке сланцев, замене пищевого сырья непищевым, металла — цементом, производству минеральных удобрений, красителей, восстановлению металлургических и химических заводов, использованию природных ресурсов Кара-Бугаза, Урала, Закавказья, Вятско-Камского района, Курской магнитной аномалии и другим проблемам развития тяжелой и, в частности, химической промышленности.
      Идея осуществления социалистической индустриализации была сопряжена с преодолением неимоверных трудностей, вытекающих из технико-экономической отсталости царской России. И потому в планах индустриализации СССР взаимосвязанное развитие машиностроения, черной и цветной металлургии, химической промышленности, производства строительных материалов, добычи угля, нефти и энергетики занимали особо важное место.
      Нельзя было развивать машиностроение и электрификацию без черных и цветных металлов, невозможно осуществлять химизацию сельского хозяйства и обеспечивать потребности страны в химических продуктах и материалах без мощной химической промышленности, как нереально строительство заводов, электростанций, жилых домов без цемента, кирпича, бетона.
      Но для того, чтобы такое слияние и взаимопроникновение оказались возможными, фундаментальные науки должны были достичь значительных успехов. И это — главная, основная тенденция в развитии человеческих знаний, а отнюдь не особенность какой-то одной страны или отдельной области знаний.
      Фундаментальные исследования именно потому и важны, что их результаты способны привести к революционному перевороту в конкретной науке или в том или ином производстве. Так, фундаментальные исследования в области синтеза аммиака Ф. Габера, В. Нернста, А. Ле-Шателье и других ученых не только дали человечеству ключ к решению наиболее острой проблемы, волновавшей исследователей в конце прошлого и начале нашего века — фиксации атмосферного азота и создания мощной азотной промышленности, но и послужили мощным стимулом для развития новых разделов физической химии (химической термодинамики и кинетики, катализа, применения высоких давлений и принципа рециркуляции в химической технологии и т. д.).
      Переоценить значение этих работ для прогресса химической технологии как науки практически невозможно.
      Промышленность синтетических каучуков и полимерных материалов также возникла на базе фундаментальных исследований по химии и технологии высокомолекулярных соединений, выполненных несколькими поколениями ученых.
      Думаю, что нисколько не впаду в преувеличение, если скажу, что вся современная техника — детище науки.
      Не зря же Д. И. Менделеев, считая главной движущей силой ученого бескорыстную страсть к познанию, не уставал повторять, что познание служит пользе, а науку рассматривал не только как сумму знаний, но и как инструмент общественного прогресса. Примеров тому — великое множество. Так, все выдающиеся открытия нашего времени и реализация их в производстве — результат взаимного влияния потребностей практики и развития науки. П. Ланжевен, например, утверждал: «Никакое чисто научное изыскание, каким бы абстрактным и «незаинтересованным» оно ни казалось, не остается без того, чтобы рано или поздно не найти своего применения:
      другими словами, ни одно усилие мысли не является потерянным для действия».
      Таким образом, с общественно-исторической точки зрения наука утилитарна. Но это совершенно не значит, что каждый ученый должен руководствоваться в своей деятельности одними утилитарными целями. Хотя бы потому, что исследователь не всегда может предвидеть всех возможностей практического использования своих открытий. Но всякий подлинный ученый, особенно возглавляющий большое научное подразделение, обязан руководствоваться основополагающим принципом: хотя ближайшая цель любой науки заключается в ее собственном развитии, конечная и наиболее благородная задача — познание непознанного, творческое влияние, которое она оказывает на окружающую жизнь и порядок вещей в мире, польза, которую она непосредственно приносит людям.
      Именно такое понимание науки было свойственно Н. Е. Жуковскому и Л. А. Чугаеву, Н. С. Курнакову и М. В. Келдышу, И. В. Курчатову и С. П. Королеву.
      Со многими из них мне посчастливилось встречаться и работать. Они были не только великими учеными, обогатившими науку фундаментальными открытиями, но и не менее замечательными организаторами целевых фундаментальных научных исследований, ставших базой, основой решения важнейших научно-технических проблем использования атомной энергии и освоения космоса.
      В наши дни, когда интенсивное развитие экономики требует постоянного притока новшеств, идей, усовершенствований, именно поэтому вопросы организации, планирования и управления наукой, взаимодействия ее с производством выдвигаются на первый план.
      Одна из характернейших и определяющих черт современной науки углубляющийся и расширяющийся процесс органического ее срастания с производством. Объединяясь, они и образуют материально-техническую основу общества.
      Очень актуальной и современной становится проблема правильного соотношения фундаментальных исследований, вытекающих из логики развития самой науки и связанных с расширением наших знаний об окружающем мире объективных законах его развития, и чисто прикладных исследований.
      Собственно говоря, интерес к этой проблеме не ослабевал с момента возникновения самой науки. Но особенно он стал острым в последнее время, когда стремительный рост промышленности, транспорта и связи, сельского хозяйства, здравоохранения требует непрерывного увеличения исследований, связанных с использованием достижений фундаментальных наук в практике.
      Познание никогда не носит исчерпывающего характера, и даже самое большое и значимое сегодняшнее достижение завтра может оказаться безнадежно устаревшим.
      Поэтому сложность проблемы как раз и заключается в том, что установить границу между фундаментальными и прикладными исследованиями не всегда легко.
      Когда возникает, например, крупная научно-техническая проблема — будь то проблема использования атомной энергии, создание космического корабля, получения исходных веществ для полупроводников и квантовых генераторов, разработка методов опреснения морской воды или защита водоемов от вредных промышленных выбросов — всегда появляется необходимость организации комплекса фундаментальных научных исследований целевого характера, которые, как правило, приводят затем к практическому результату. Эту мысль Ф. Г. Габер, немецкий химик, решивший, как известно, фундаментальную проблему фиксации атмосферного азота, выразил, принимая Нобелевскую премию, удивительно четко: «Синтез аммиака, осуществленный в крупном масштабе, представляет собой действительный, быть может, наиболее действительный путь к удовлетворению важных народнохозяйственных нужд. Эта практическая польза не была предвзятой целью моих работ. Я не сомневался в том, что моя лабораторная работа даст не более, чем научное выяснение основ и разработку опытных методов и что к этим результатам должно быть еще много приложено, чтобы обеспечить хозяйственные достижения в промышленном масштабе.
      Однако, с другой стороны, мне было бы трудно с такой глубиной изучать данный вопрос, если бы я не был убежден в хозяйственной необходимости химического успеха в этой области...»
      Лично мне эта мысль Габера кажется абсолютно безупречной, особенно если учесть, что ко времени начала его работ бытовало мнение, будто сиптез аммиака из химических элементов не имеет практического значения.
      Успехи любых прикладных наук уходят своими корнями в науки фундаментальные, а накопленный кропотливым трудом экспериментальный материал открывает исследователю возможности теоретически объяснить и предсказать его. Недаром выдающийся физик современности Макс Планк называл экспериментаторов ударными войсками науки.
      «Они, — писал ученый, — проводят решающие эксперименты, выполняют наиважнейшую работу измерений.
      Эксперимент — это вопрос, который наука ставит природе, измерение — это регистрация ответа природы. Но...
      прежде чем ставить вопрос природе, его необходимо сформулировать. Прежде чем результат измерения может быть использован, он должен быть объяснен — ответ природы должен быть правильно понят. Эти две задачи лежат на обязанности теоретика».
      Для гармонического развития науки необходимо, чтобы экспериментальные и теоретические знания были бы сбалансированы. Так что разделение ученых на теоретиков и экспериментаторов объясняется отнюдь не тем, что в таком размежевании есть какая-то особая целесообразность, а реально существующим своеобразием людских наклонностей. И, как показывает жизнь, наилучшие результаты дает сочетание и тех и других в одном лице, в одном человеке.
      «Экспериментатор, чтобы быть достойным этого имени, должен быть вместе и теоретиком и практиком... Было бы невозможно разделить эти две вещи: голову и руку — искусная рука без головы, ею управляющей, — слепое оружие; голова без руки, которая бы осуществляла, остается бессильной», — говорил французский ученый, основоположник экспериментальной медицины и эндокринологии Клод Бернар.
      При этом он предостерегал еще и от предвзятых умозаключений. «Очень многие ученые слишком сильно верят в созданные ими теории. Такие люди не только не могут делать открытий, но и наблюдения их крайне неудовлетворительны. Они проводят наблюдения с предвзятой целью и при постановке опыта стремятся истолковать его показания так, чтобы подтвердить свои теории. Они искажают таким образом свои наблюдения и пренебрегают подчас очень интересными фактами только потому, что эти факты не содействуют достижению намеченной ими цели».
      Ну а чтобы в науку не попадали люди, способные грешить объективностью ради собственной корысти, должны существовать строгие критерии отбора научных кадров.
      Этой проблеме всегда уделялось в пашей стране достаточно много внимания, однако в связи с последними требованиями научно-технической революции она вновь и вновь вызывает к себе всеобщий интерес.
      В самом деле, какими качествами должен обладать молодой человек, вступающий на научную стезю?
      Помню, как-то осенью 1928 года на расширенном заседании ученого совета МХТИ имени Д. И. Менделеева, посвященного июльскому Пленуму ЦК ВКП(б), решения которого открывали захватывающие перспективы индустриализации, зашел разговор о том, какие же черты присущи специалисту, которому предстоит участвовать в этой гигантской работе. Дело в том, что Пленум утвердил меры, способствующие резкому увеличению выпуска инженерных и научных кадров и улучшению их подготовки.
      Председательствовал на том ученом совете ректор нашей Менделеевки профессор И. А. Тищенко. А присутствовали на заседании все «звезды первой величины» отечественной химии — профессора Я. И. Михайленко, Н. П. Песков, П. П. Шарыгин, М. П. Дукельский, Н. Н. Ворожцов (старший), В, Н. Юнг, Б. С. Швецов, В. С. Киселев, И. П. Лосев, Н. Ф. Юшкевич и другие.
      Для меня, тогда еще совсем молодого человека, было странным и неожиданным видеть всех этих корифеев необычно возбужденными, взволнованными, словно все они вдруг разом помолодели. Впрочем, это тогда они казались мне «в возрасте», а ведь Николаю Федоровичу Юшкевичу, моему научному руководителю и одному из самых блистательных представителей отечественной химии, не было в ту пору и пятидесяти.
      Так вот... после долгих обсуждений все, наконец, сошлись на том, что люди, идущие в науку, а, зчачит, и определяющие ее судьбу и будущее, должны бы ь увлеченными, способными и трудолюбивыми. Вот, мол, три основных критерия, на основе которых нужно формировать молодые научные кадры. И тогда поднялся Николай Федорович.
      — Нет, — сказал он, — этих качеств недостаточно.
      Главное в человеке, рекомендуемом для научной деятельности, темперамент, страсть к познанию, воля к достижению конечной цели исследования, способность получать наслаждение от научного творчества. Ради этого, если потребуется, можно пожертвовать всеми другими радостями жизни, ибо наивысшее наслаждение истинному ученому доставляет только сознание пользы, принесенной людям.
      Н. Ф. Юшкевич считал необходимыми качествами научного работника широкую эрудицию и большую глубину гдыпшепия. На том памятном мне совете он говорил также, что в научном творчестве крайне нежелательны скептики, вечно и во всем сомневающиеся, и еще опасней чрезмерно самоуверенные люди, не способные объективно относиться к полученным результатам.
      Он считал необходимейшим свойством ученого умение воспринимать критику и самому критически оценивать проделанную работу, подчеркивая, что без них не может быть движения вперед. Чем интереснее, чем важнее полученные результаты, тем необходимей их обстоятельное критическое обсуждение, предвосхищающее публикацию работы или ее реализацию в производстве.
      Горькая правда критических замечаний, говорил Николай Федорович, полезнее, чем льстивые восхваления.
      И, что особенно важно, ученый категорически высказывался за расширение научных исследований в высшей школе и за укрепление связи науки и производства. Этот тезис он затем расширил и углубил во многих последующих выступлениях в Комитете по химизации, членом которого состоял со дня его основания, и на первой сессии Совета химической промышленности в декабре 1931 года. Одно из этих выступлений под заглавием «Каким должны быть наши отраслевые исследовательские институты» было опубликовано в «Журнале химической промышленности». Должен сказать, что многие вопросы, поднятые в статье, не потеряли своей актуальности и в наше время.
      Выступление Николая Федоровича вызвало большой резонанс в самых широких кругах научной общественности. Судить же о том, насколько эти положения были важны и актуальны, можно хотя бы по тому факту, что на них особенно остановился в своем докладе «Итоги развития промышленности за 1931 г. и задачи 1932 г.»
      на XVИ конференции ВКП(б) 30 января 1932 года Г. К. Орджоникидзе: «Один из профессоров, т. Юшкевич, на Совете химической промышленности совершенно правильно говорил, что «пора разрушить монастырские стены наших институтов и окунуть научных работников в реальную жизнь». «Из-за монастырских стен лабораторий и институтов на заводы» — вот что должно стать лозунгом в работе научно-исследовательских институтов в СССР. Этот лозунг профессора Юшкевича встретил довольно сильные возражения со стороны некоторой части профессуры. Отдельные профессора указывали на то, что как бы вследствие этого наука не отстала. Профессор Юшкевич прав: наука должна из-за «монастырских»
      стен институтов идти на заводы и фабрики. Ибо если наука оплодотворит своей работой наши заводы и фабрики, она даст большие результаты и сама не только не будет отставать, но еще быстрее двинется вперед».
      Авторитет Николая Федоровича среди всех, кто имел непосредственное отношение к развитию советской химической науки и промышленности, был столь велик, а обаяние личности самого ученого настолько неотразимо, что лучшего агитатора за новые принципы содружества науки и производства трудно было найти.
      Помню, биография Н. Ф. Юшкевича, его творческая отдача науке буквально потрясала нашего брата-студента. И хотя в ту пору прочитать об этом официально было негде (это уже позднее появились справочники и энциклопедия с кратким изложением вклада того или иного деятеля науки в общенациональную сокровищницу мысли), нам тогда хватало и немногих сведений о любимом профессоре, которыми мы располагали. Остальное прекрасно дорисовывало богатое воображение.
      Было, к примеру, известно, что Николай Федорович Юшкевич родился 5 января 1885 года в Хабаровске в семье капитана Амурского пароходства. Его дед по отцу происходил из старинного польского рода, был участником польского восстания 1848 года, захвачен с оружием в руках и заключен в Варшавскую цитадель. Судим, приговорен за нарушение присяги к смертной казни, которая заменена затем каторжными работами и вечным поселением в Сибири.
      От Варшавы до Иркутска он в кандалах шел по этапу три года. А когда после 10-летней каторги ему предложили выбрать постоянное жительство в любом месте Российской империи, но не западнее Урала, выбрал самую восточную точку страны — Русский остров в заливе Петра Великого. Здесь и поселился с женой-буряткой.
      В 60-70-х годах прошлого века остров был почти необитаем, покрыт лесом и лугами, и бывший каторжник занялся разведением лошадей.
      Таковы истоки, «корни» нашего профессора. Сам же он обладал тем удивительным интуитивным пониманием «горячих» точек науки, которое, по моему глубокому убеждению, и отличает истинного ученого, избравшего в свое время дело жизни не только по велению сердца, но и по великому пониманию нужности, необходимости этого дела Родине.
      Томский технологический институт стал для Николая Федоровича тем единственным вузом, который должен был научить его избранному делу. Однако учебу пришлось прервать. Страну потрясали революционные события 1905 года. Институт был закрыт. И Николай Федорович, дабы не терять времени в познании химии, слушает лекции в Парижском и на техническом факультете Льежского университетов.
      Позднее, анализируя жизнь и деятельность этого выдающегося ученого, пытаясь понять, откуда, как пришли к моему учителю уникальное владенье фундаментальными знаниями и редкостное понимание практических потребностей металлургии и химии, я узнал прямотаки поразительные факты.
      Николай Федорович учился делу в серьезной, как говорят, настоящей работе. Он ни разу не позволил себе провести каникулярное время в праздном ничегонеделанье. Летом он трудился в должности практиканта (бытовала такая практика платной работы студентов, когда с них и дело спрашивалось как с настоящих, прошедших полный курс высшего учебного заведения, специалистов)
      на сибирских заводах. Он брался за такие научные задачи, которые до него оказывались не по плечу и дипломированным специалистам.
      Последнее перед окончанием Томского политехнического института, где он продолжал учиться, вернувшись из-за границы, лето, например, он работал в Мариинской Тайге на заводе промышленника Родюкова. Но не просто работал, как это сделал бы любой другой практикант, а проводил еще серьезнейшие научные исследования.
      Дело в том, что завод Родюкова занимался золотодобычей, извлекая драгоценный металл из зфелей (мелких и легких фракций пород, содержащих золото). Способ, которым осуществлялось получение золота, был, мягко говоря, малоэффективным — металла извлекали мало, а цианистого калия, необходимого при этом, тратили много. Когда практикант Юшкевич покидал завод после завершения практики, метод, разработанный им здесь, позволил уже почти вдвое сократить расход цианистого калия, значительно повысив извлечение золота.
      Нет, я вовсе не собираюсь рассказывать читателям «Эврики» всей биографии Николая Федоровича, но я не могу не провести аналогии, которая невольно напрашивается: как похожи требования, предъявляемые к самому себе молодым химиком Н. Ф. Юшкевичем, с теми требованиями, что поставила сегодня жизнь перед выпускниками наших советских вузов. Это и понятно. Ведь в основу реформы высшей школы легли лучшие традиции формирования подлинных испытателей природы, свойственные русской химической научной школе вообще!
      И в этом смысле творческий и научный путь, пройденный Николаем Федоровичем, не просто поучителен, но и чрезвычайно ценен с точки зрения методики. Причем не только для тех, кто сейчас разрабатывает и реализует главные положения реорганизации высшей школы страны, но и непосредственно для самих вузов, отрабатывающих, отлаживающих сложный механизм такого «срастания» науки и производства, при котором их раздельное, изолированное существование не могло бы обеспечивать прогресса ни одному из составных синтезированного понятия «наука — производство».
      Как же должно оценивать уровень подготовки специалиста? Конечно, по практическим результатам, которые он принесет предприятию, где будет работать. А чтобы этот результат просматривался не в самой отдаленной перспективе, а гораздо быстрее, перестройка высшей школы предусматривает как можно более раннее приобщение студентов к самостоятельной работе, многократно увеличивая курс практического овладения специальностью. Например, студенты кафедры переработки пластмасс Московского химико-технологического института имени Д. И. Менделеева полгода работают аппаратчиками в научно-производственном объединении «Пластик».
      Да и принцип индивидуальной подготовки студента, о котором упоминалось в проекте перестройки высшей школы, подразумевает нечто чрезвычайно важное, без чего дальнейшее развитие науки и отрасли народного хозяйства, на ней базирующейся, было бы затруднено. Речь в данном случае идет вот о чем.
      Возникает, допустим, у какого-то научного направления или предприятия потребность в специалистах, способных решать строго обозначенную научно-техническую проблему — соответствующее учреждение направляет заявку в Минвуз. А тот передает полученный социальный заказ в вуз. И со студентами, избравшими нужную «заказчику» научную и производственную ориентацию, начинают работать по индивидуальному плану подготовки. В итоге научное учреждение или предприятие, заказавшее специалиста, получает его в кратчайшие сроки, а процесс практического освоения выпускником вуза дела, обычно затягивающийся на долгие годы, в данном случае вообще выпадает из цикла «вуз — производство».
      Другими словами, столь неоправданно придававшийся забвению принцип готовить специалиста для конкретного дела — вновь приобретает право на жизнь. Между тем, его незыблемость и гарантировала в свое время столь высокие качества подготовки специалистов для отечественной науки и индустрии, что мы смогли в кратчайшие сроки создать мощнейшую химическую промышленность. И за это великое спасибо нашим учителям, в свою очередь перенявшим эту эстафету и заботу о кадрах от корифеев русской науки — М. В. Ломоносова и Д. И. Менделеева. Кто, например, должен заботиться о том, чтобы не потерять особо способного, одаренного студента среди многих остальных, обучающихся в институте?
      Думаю, что сам же вуз. Томский технологический институт именно так в свое время и поступил, оставив у себя после окончания курса Н. Ф. Юшкевича в должности штатного ассистента.
      Он создал все условия, чтобы молодой специалист не прерывал научных занятий. Н. Ф. Юшкевич вел в этот период исследования по очистке конденсата из паровой машины от масла, занимался определением условий наивыгоднейшего сжигания сибирских (кузнецких) углей в топках паровых котлов.
      Как скоро понадобились результаты этих работ в период индустриализации, нам сегодня прекрасно известно. Одновременно молодой ученый изучал обжиг сернистых руд и медную плавку, а выводы исследований изложил в статье «К теории медной плавки». Она и сегодня относится к числу фундаментальнейшей публикации в данной области.
      Двухлетнее пребывание Н. Ф. Юшкевича за границей очень много дало ученому. Он прекрасно знал, как поставлено инженерно-техническое образование в лучших немецких высших школах в Шарлоттенбурге, Аахене, Бреслау, Карлсруэ, как организовано химическое производство на заводах и фабриках Германии. Вернувшись на родину, Николай Федорович успешно применяет все, с чем познакомился, для реорганизации химической про* мышленности России.
      Получив от химического комитета поручение спроектировать и построить сернокислотный завод по контактному способу на станции Чудово Николаевской железной дороги, он уже в феврале 1917 года пускает его в эксплуатацию. А после национализации завода Николай Федорович входит в заводоуправление в качестве технического директора.
      Вся дальнейшая научная и практическая деятельность Николая Федоровича связана с развитием химической промышленности на Урале. Он назначается председателем Урало-Сибирской комиссии объединения «Химоснова» для приемки и ведения Объединения уральских химических заводов и их пуска. Чуть позже становится председателем вновь образованного районного правления уральских заводов объединения «Химоснова», а еще позднее занимает должность технического руководителя «Уралхимоснова».
      Наконец, весной 1922 года с образованием треста уральских химических заводов («Уралхим») становится членом его правления и техническим директором. Одновременно он принимает на себя обязанности высшего технического руководителя таких крупнейших уральских химических заводов, как Березниковский содовый, Пермский суперфосфатный, Шайтанский хромпиковый, Полевский сернокислотный и солевой, Кыштымский меднокупоросовый.
      Весной 1920 года Николай Федорович начинает преподавательскую деятельность в Уральском горном институте, осенью того же года избирается профессором Уральского государственного университета по кафедре основных химических производств. С чего же начинает преподаватель Юшкевич?
      С оборудования лаборатории по технологии минеральных веществ, с экспериментального исследования по получению хромовокислого натрия путем обжига хромита с содой, с разработки плана освоения на благо народа даров этого богатейшего края. Результаты работы выльются в статьи «О перспективах минеральной химической промышленности на Урале» и «Применение физической химии к заводским процессам». И все время производственная деятельность сочетается с научной, практика с фундаментальными исследованиями.
      В начале 1923 года Николай Федорович получает приглашение от ректора химико-технологического института имени Д. И. Менделеева профессора И. А. Тищенко участвовать в конкурсе на замещение должности профессора, заведующего кафедрой «Основная химическая промышленность». С тех пор и до конца своей жизни главным своим делом Николай Федорович будет считать воспитание научных и инженерных кадров для химической индустрии страны.
      И здесь мне вновь хочется провести параллель между сегодняшним днем и теми нелегкими послереволюционными днями. Как ни далеки они друг от друга теперь, разделенные самой историей, есть между ними нечто общее. Это общее — тот дух надежд, перемен, что всегда рождает инициативу и делает невозможное возможным.
      Взять, к примеру, такую трудность первых послереволюционных лет, как отсутствие учебников. Как решить ее? Написать и ждать, когда появится массовый тираж?
      Но на это уйдут годы, а студентов нужно учить немедленно. И Николай Федорович находит блестящий выход из положения.
      Весь курс технологии неорганических веществ он разбивает на разделы, назначив ответственного за каждый из них. Ответственные готовят по закрепленным за ними темам лекции, которые и читают студентам. Вводные лекции по теории главнейших технологических процессов, а также раздел «Синтез аммиака и производство водорода электролизом воды» он тоже читает сам.
      Каждый из лекторов разделов курса «Технология неорганических веществ» подробно изучает всю имеющуюся литературу на русском и иностранных языках, составляет конспект лекций (если это необходимо, то о диапозитивами) и готовит учебное пособие, издающееся литографским путем тиражом в 200-300 экземпляров.
      Именно такие пособия становятся основными для подготовки студентов к экзаменам. По указанию Н. Ф. Юшкевича разрабатывается Проект типового оборудования лаборатории технологии неорганических веществ с описанием лабораторных работ студентов, который тоже издается литографским путем в 1935 году и еще долгое время будет служить студентам верой и правдой (авторы Н. Е. Пестов, Н. М. Жаворонков, Д. А. Кузнецов и И. Н. Шокин).
      И, разумеется, все сотрудники кафедры ведут постоянную научно-практическую работу по оптимизации, перестройке химических предприятий. Честно говоря, я и поныне не воспринимаю всерьез так называемых «чистых» преподавателей, знающих тот или иной процесс, то или иное производство по учебникам.
      Педагогическая школа Юшкевича предполагала иной процесс подготовки кадров. Она основывалась даже не на сочетании практической и научной основ педагогики, а на взаимопроникающем слиянии практики и дела.
      Научно-исследовательские работы на кафедре были развернуты самым широким фронтом. Три года, например (1927-1930), он вместе с сотрудниками осуществляет глубокое лабораторное изучение отдельных стадий аммиачно-содового процесса. Полученные результаты позволили оптимизировать производство кальцинированной соды на Березниковском, Донецком и Славянском заводах. Н. Ф. Юшкевич возобновляет работы по изучению сернокислотного производства.
      Дореволюционная Россия, имела свою хотя относительно и небольшую сернокислотную промышленность — производственная мощность всех сернокислотных предприятий к 1917 году достигла 432 тысяч тонн (в моногидрате). Но в годы гражданской войны многие заводы оказались разрушенными или закрытыми. В конце восстановительного периода производство серной кислоты достигло 242 тысяч тонн, а в результате выполнения плана первой пятилетки составило уже 540 тысяч тонн, что имелс важное значение для ряда отраслей промышленности, например, для переработки руд редких металлов.
      Казалось бы, прогресс, да еще какой! Но Николай Федорович считает необходимым организовать глубокое изучение физико-химических основ сернокислотного производства с тем, чтобы многократно повысить его результативность, экономическую отдачу. Он делит стратегию изучения и решения этой сложнейшей задачи на три большие задачи. Во-первых, резкое повышение производительности установок (и она будет увеличена в... 7 раз!). Во-вторых, замена дорогих платиновых катализаторов на более дешевые (в 1931 году на московском заводе «Нефтегаз» сдадут в эксплуатацию первый в стране контактный аппарат, загруженный ванадиевым катализатором, изготовленным на Дорогомиловском химическом заводе по методу Н. Ф. Юшкевича. Даже в годы Великой Отечественной войны работы по совершенствованию ванадиевых катализаторов и контактных аппаратов большой единичной мощности не прекратятся ни на один день. И, наконец, совершенствование конструкции печей сжигания пылевидного флотационного колчедана.
      И Николай Федорович сконструировал, построил и испытал печь, в которой колчедан практически сгорал полностью.
      Эти очень простые по конструкции печи производительностью 12-15 тонн в сутки получили название печи «Ю» и быстро вытеснили механические печи Герресгофа — Байера. Дальнейшим развитием печей «Ю» стали современные печи с кипящим (псевдоожиженным) слоем производительностью 450-600 тонн в сутки.
      Большое место в научной деятельности Н. Ф. Юшкевича занимали работы, связанные с использованием сернистого газа медеплавильных печей, и в особенности проблема получения серы из сернистого газа.
      Осенью 1931 года Президиум ЦИК СССР за особо выдающиеся заслуги по изобретению нового метода получения газовой серы наградил профессора Н. Ф. Юшкевича и инженера В. А. Каржавина орденами Ленина.
      Я думаю, что та блестящая плеяда ученых, которая пришла в науку в первые годы Советской власти, оставила столь заметный в ней след именно потому,, что их пытливый ум искал и находил такие нестандартные решения самых сложных научных проблем, что они будили фантазию всех окружающих, вовлекая их в творческий поиск.
      Взять хотя бы проблему создания в стране азотной промышленности, научной основой которой стала проблема выбора метода фиксации азота. Среди ученых того времени единогласия по данному поводу не существовало. Предлагалось, например, развивать производство цианамида кальция, а затем путем его разложения получать аммиак. У Николая Федоровича была своя точка зрения по этому поводу. Он предлагал аммиак синтезировать. И хотя противников такого предложения было достаточно, а сама идея почиталась чуть ли не за фантастику, жизнь показала, что именно путь, предложенный Н. Ф. Юшкевичем, оказался самым приемлемым.
      Но это очевидно сейчас, как говорится, постфактум.
      Тогда же идею нужно было отстоять и «обкатать» в лабораторных условиях. И Николай Федорович организует на кафедре исследования отдельных стадий производства синтетического аммиака. В них самое активное участие принимают студенты.
      Перечень серьезнейших, фундаментальных работ, осуществленных Н. Ф. Юшкевичем и его учениками, можно было бы продолжать бесконечно. По сути дела, они охватывают все наиважнейшие проблемы современной неорганической химии, а вернее, они являются теми самыми мощными корнями, что дали новую жизнь старому древу отечественной химической индустрии. Сегодня в его кроне старые ветви переплелись, соединились в общую купу с молодыми побегами, каждый из которых — целое направление в химической науке. Но все они — в кровном неразделимом родстве. И в этом, пожалуй, одно из главных достоинств современной химии — она наука, помнящая родство. А дела и мысли тех, кто стоял у ее истоков, трансформируются в делах и мыслях принявших эстафету.
      «Примите мой почтительный восторг»
      Среди великого множества архивных документов, имеющих непосредственное отношение к становлению и развитию академической науки в стране, немало писем. Написанные по разному поводу, адресованные конкретным ученым или президиуму академии, все они — часть истории нашей науки, крохотный, но необходимейший штрих на ее гигантском полотне. Читать и перечитывать такие письма не просто интересно, необходимо. Потому что они — тот самый незримый, но прочнейшей конструкции мост, что перекинут из прошлых дней в современность. И хотя у меня, знавшего, работавшего, учившегося у тех, кого сегодня принято считать классиками науки, свое отношение к этим письмам, думаю, что и у людей лично незнакомых, например, с таким гигантом мысли, как В. И. Вернадский, они тоже не могут не вызвать почтительного волнения.
      С одного из таких писем я и хотел бы начать эту главу. Написано оно А. М. Горьким в 1925 году, а адресовано А. П. Карпинскому, И. П. Павлову, В. И. Вернадскому, Н. С. Курнакову, А. Е. Ферсману и другим.
      Был и повод — серьезный, важный, злободневный, побудивший Горького его написать. Только сдается мне, что не просто славная дата (Академия наук отмечала в тот год свой 200-летний юбилей) всколыхнула вдруг в душе писателя такие воспоминания, такой силы эмоциональную волну, что он не мог не сесть за письменный стол, дабы сочинить небольшое послание маститым ученым. Дело тут, наверное, все же в ином — удивительном единении души и мысли, которое всегда было свойственно представителям русской интеллигенции в годину тяжких испытаний для Родины и которое проходило с ними затем через всю жизнь. Вот оно, это письмо:
      «Вот что я хотел бы сказать людям науки. Я имел высокую честь вращаться около них в труднейших 1919-1920 гг. Я наблюдал, с каким скромным героизмом, с каким мужеством творцы русской науки переживали мучительный голод и холод, видел, как они работали и как они умирали. Мои впечатления за это время сложились в глубокий и почтительный восторг перед Вами герои свободной, бесстрашной исследующей мысли. Я думаю, что русские ученые их жизнью и работой в годы войны и блокады дали миру великолепный урок мужества и выдержки. История расскажет миру об этом страдном времени с той же гордостью русского человека, с какой я пишу Вам эти простые слова. В них нет никакого преувеличения».
      Но великое, как известно, предстает в своем истинном свете лишь с расстояния. Время не стирает его значения, не умаляет выполненного, а лишь четче вырисовывает контуры уходящего ввысь небоскреба, каждый камень которого — открытия и познание, разгадывание тайны природы. И если б на всех камнях, входящих в кладку символического здания современной химии, высекались имена, многие из них были бы русскими. Потому что то было племя последователей, собирательный образ которых Ф. И. Тютчев выразил в удивительно верных и эмоциональных строках:
      Враг отрицательности узкой
      Всегда он в уровень шел с веком,
      Он в человечестве был русский,
      В науке был он человеком.
      Именно такие люди и такие ученые — Л. А. Чугаев и Н. С. Курнаков, не колеблясь, приняли революцию.
      А приняв, стали на нее работать так, как это умели делать только они по восемнадцать часов в сутки. Но чтобы без всякого преувеличения, как говорил А. М. Горький, понять и оценить, что же было сделано отечественными химиками в те первые послереволюционные годы, необходимо вернуться к науке дореволюционной, к тем годам, когда в неорганической химии появился новый крупный раздел — координационной химии.
      Напомню читателю, что именно координационная химия, изучающая соединения, в которых можно выделить центральный атом и присоединенные к нему (координированные) лиганды (атомы, ионы, молекулы неорганической и органической природы), заняла чуть позже место на стыке двух больших, традиционно развивающихся областей химии — неорганической и органической. Это первая и главная ее особенность. И я уже упоминал ее. Однако есть и вторая.
      С момента своего возникновения координационная химия становится объектом международного сотрудничества. Дело в том, что ее основа координационная теория, созданная в самом конце прошлого века выдающимся швейцарским химиком А. Вернером, отнюдь не сразу была принята химической общественностью, поскольку рушила классические представления, базировавшиеся на постулате о постоянстве валентности атомов. И потребовались объединенные усилия ученых многих стран, прежде чем она обрела право на жизнь.
      В этом процессе «завоевания» координационной химией самостоятельности развития заслуги Льва Александровича Чугаева, естествоиспытателя с широким научным кругозором, отмеченного талантом выдающегося экспериментатора и незаурядного организатора, переоценить невозможно.
      Ученик академика Н. Д. Зелинского, успешно специализировавшийся в первые годы работы в области органической и биохимии, обращается к новому направлению уже в 1906 году, защищая докторскую диссертацию в Московском университете на тему «Исследования в области комплексных соединений».
      Есть серьезные основания полагать, что путь в химию комплексных соединений Л. А. Чугаеву открыл сам Д. И. Менделеев. Достаточно вспомнить, например, что из всех корифеев научной мысли России, где термин «комплексное соединение» появился еще в 1890 году, теорию А. Вернера с самого начала поддерживали лишь Д. И. Менделеев и (с некоторыми оговорками) Н. С. Курнаков, чтобы понять, сколь основательны подобные предположения. Что ж, талантом предвидения, как известно, обладают немногие, а лишь суперодаренные или даже гениальные исследователиНо так или иначе, только в последнее предреволюционное десятилетие Львом Александровичем выполняются блестящие исследования координационных соединений платины, кобальта, никеля и других металлов. Работы эти навсегда войдут в золотой фонд отечественной химии, поныне не утратив значения основополагающих.
      Однако настоящий размах исследования в области координационной химии получили у нас в стране только после Великой Октябрьской социалистической революции. В мае 1918 года по инициативе Л. А. Чугаева создается Институт по изучению платины и других благородных металлов, издающий (через два года после основания) журнал «Известия Института по изучению платины и других благородных металлов».
      Можно много говорить о том, чем стал для становления координационной химии в стране и мире этот институт и его «Известия». Но думаю, что лучшей и выразительной оценки, данной его трудам профессором Г. Б. Кауфманом (США), быть все же не может. «Тридцать два тома «Известий» подобны тридцати двум фортепианным сонатам Людвига ван Бетховена. Сонаты Бехтовена были написаны в 27-летний период (с 1796 по 1823 гг.), за время которого проявился его редкий талант композитора и совершенствовалось мастерство формы.
      Подобным образом и тома «Известий», появившиеся в свет примерно за такой же период, свидетельствовали об успехах советских исследований в области платиновых металлов со времени скромных начинаний в годы хаоса гражданской войны до полного их совершенствования в послевоенный период XX века».
      Теория А. Вернера, как и все новое, не вписывающееся в жесткие рамки сложившихся мнений, шла к признанию трудными путями. Секрет столь долгого непонимания большой химией нового дочернего направления, по сути дела, прост: получить соединения, возможность существования которых предсказывала теория Вернера, ученым не удавалось. В числе этих «неуловимых» были и соединения четырехвалентной платины. И лишь в 1915 году Л. А. Чугаеву и Н. А. Владимирову эту «брешь» удалось ликвидировать. А десять лет спустя решением IV Менделеевского съезда по чистой и прикладной химии полученные ими комплексные соединения стали называться солями Чугаева. Эти исследования и позволили Льву Александровичу открыть в дальнейшем так называемую амидореакцию, послужившую основой создания теории кислотно-основных свойств комплексных соединений (автор — академик А. А. Гринберг).
      Какими сложными, а главное, какими суперважными проблемами занимались тогда в Институте платины, можно судить хотя бы по тому факту, что новый класс координационных соединений двухвалентной платины (названный позднее аномальными аммиачнонитрильными соединениями), открытый Л. А. Чугаевым совместно с его учеником В. В. Лебединским, вплоть до 1961 года представлял собой серьезную загадку. Целый ряд работ ученого по изучению комплексных соединений с циклообразующими лигандами позволил ему вывести правило, известное теперь как «правило циклов» Чугаева. Но почему все-таки изучению платины и созданию в стране платиновой промышленности уделял Лев Александрович такое внимание?
      Потому что даже относительный достаток драгоценного металла означал для страны реальную возможность освобождения экономики от зависимости, в которую ее поставили разруха, голод и враждебные силы капитала.
      А еще потому, что Л. А. Чугеез писал: «До последнего времени лишь малая доля платины выделялась и очищалось на русских заводах, главная же масса руды направлялась для этой цели за границу. То же самое целиком относится к спутникам платины, заводской добычи которых в России не существует. Едва ли нужно говорить о крайней ненормальности такого положения вещей».
      Создание Платинового института исправляет эту ненормальность в самые сжатые сроки. Здесь в тесном содружестве с заводскими лабораториями разрабатываются и внедряются в производство новые методы получения платины, родия, осмия и рутения, радикально улучшается и видоизменяется методика анализа сырой платины, рафинированных (очищенных от примесей) металлов и полупродуктов производства. И уже к 1929 году промышленность страны вырабатывает все металлы платиновой группы, причем они значительно превосходят по качеству продукцию старейших зарубежных фирм.
      Но Лев Александрович мечтает не только о том, чтобы крепла и развивалась отечественная наука, чтобы могущественней день ото дня становилась ее индустрия, он думает еще и о том, чтобы как можно больше людей и в минимально сжатые сроки овладели бы знаниями, бывшими до сей поры им недоступными. И он без колебания вступает в свободную ассоциацию деятелей науки и культуры по развитию и распространению естественнонаучных знаний.
      Ассоциация возникла по инициативе А. М. Горького, академиков И. П. Павлова, А. А. Маркова, В. И. Вернадского и И. И. Бардина в Петрограде. В апреле 1917 года в переполненном до отказа Михайловском театре Лев Александрович, избранный в организационный комитет ассоциации, выступает перед собравшимися с блистательной речью. К счастью, текст ее сохранился все в тех же бесценных архивах.
      Но о чем может говорить ученый перед голодными, продрогшими солдатами? Конечно, о том, что может дать их стране, их революции наука, просвещение. Он говорит о том, что понятно каждому, что доходит до сердца.
      Он говорит, что благодаря русской революции «удается нанести смертельный удар ненавистному милитаризму и упрочить в странах всего мира демократический режим».
      Мало, до обидного мало прожил Лев Александрович Чугаев. Он погиб от брюшного тифа в сентябре 1922 года. Но продолжает жить и работать его Платиновый институт (учрежденный одновременно с Институтом физико-химического анализа, возглавляемым Н. С. Курнаковым) — один из двух первых научно-исследовательских институтов, созданных Академией наук при Советской власти. А начатое им дело — в надежных руках учеников. Их у него много, и каждый — гордость нашей науки: академики В. Г. Хлопин, И. И. Черняев, А. А. Гринберг, члены-корреспонденты АН СССР В. В. Лебединский, Н. К. Пшепицын, И. И. Жданов и многие, многие другие.
      И то, что отечественной химии координационных соединений характерны сегодня высочайшие темпы развития — безусловная их заслуга. В первую очередь это относится к химии комплексов с органическими лигандами, в качестве которых могут выступать стабильные молекулы (этилен, бензол, окись углерода) или нестабильные в обычных условиях соединения — свободные радикалы.
      Но чтобы все эти соединения получили «права гражданства», потребовались пионерские исследования И. И. Черняева и А. Д. Гельман в СССР и несколько позже Дж. Чатта (в Англии); систематические работы по химии комплексов с ароматическими системами (П-комплексов), выполненные школами Э. О. Фишера в ФРГ и А. Н. Несмеянова в СССР. Методы синтеза таких комплексов и многочисленных производных, разработанные этими учеными и их учениками, позволили получить и подробно исследовать реакционную способность почти всех переходных элементов периодической системы, выяснить многочисленные аспекты влияния координации на свойства лигандов.
      Интерес к перечисленным соединениям, ставшим теперь объектами неорганической, органической и собственно координационной химии одновременно, не случаен. История естествознания последних десятилетий дает немало примеров особенно плодотворного развития науки на стыках разных областей человеческого знания.
      Но среди причин, определивших такой, невиданно высокий взлет координационной химии, прикладное значение научных результатов должно быть поставлено на первое место. Хотя и чисто теоретическую значимость проведенных исследований было б ошибкой недооценить. Так, изучение электронного строения комплексов переходных металлов дало развитию теории химической связи гораздо больший импульс, чем все исследования простых неорганических и многих органических соединений.
      Достижения советской координационной химии позволили, например, установить, что такие непоколебимые, обязательные принципы описания химических связей, как валентный штрих, числовая валентность, направленные валентности, обязательность спаривания электронов и т. д., оказываются вовсе и не необходимыми. И на смену классическому описанию электронного строения молекул приходит периодическая их систематизация с позиций метода молекулярных орбиталий (МО).
      Сейчас этот метод уже общепринят и служит основой интерпретационных схем современных физико-химических методов исследования строения и свойств координационных соединений. С его помощью изучают, например, электронную структуру комплексов. Можно с уверенностью сказать, что ни одно из направлений науки не стимулировало так развитие теории химической связи и строения молекул, как координационная химия.
      Это и неудивительно. Потому что только она поставляла и непрерывно поставляет исследователям все новые классы «странных» соединений с необычным составом, структурой и свойствами, принципиально не укладывающимися в рамки классических представлений. Более того, способность к насыщению координационных валентностей оказалась в природе чрезвычайно распространенной. В той или иной степени она присуща практически всем элементам периодической системы.
      Однако число «странных» соединений сейчас столь велико, что решить, является ли их «поведение» правилом или исключением из него, не всегда легко. Возникают, например, трудности с определением понятий не только валентности, но и координационного числа. Например, в высококоординационных соединениях тяжелых металлов расстояния металл-лиганд (даже при одинаковых лигандах) варьируют в столь широких пределах, что нахождение границ внутренней сферы комплекса довольно затруднительно. Отсюда неопределенность и в принципиальнейшем для химии вопросе: какое же взаимодействие металл-лиганд можно считать «настоящей» химической связью? Ведь не случайно выдающийся советский химик И. И. Черняев, ученик и последователь Л. А. Чугаева, писал: «Весь прогресс современной химии, включая и органическую, зависит от нашего понимания химии комплексных соединений». А сам Лев Александрович, характеризуя научную политику созданного им Платинового института, непременно подчеркивал: «...в этом учреждении разработка чисто научных вопросов чрезвычайно тесно связана, и можно сказать, переплетена с разработкой вопросов технического порядка, которые по преимуществу интересуют практиков».
      Это незыблемое правило соединения практики с теорией оказывается неприкосновенным и в дальнейшей деятельности института. В 1926 году, например, уже после смерти Льва Александровича его ученик и последователь И. И. Черняев открывает закономерность трансвлияния лигандов в координационных соединениях. Суть ее заключается в том, что взаимное влияние лигандов в координационных соединениях переходных элементов в основном направлено по транскоординате (напротив друг друга).
      А это уже открывает практике уникальную возможность управления реакциями замещения.
      Впоследствии учение о взаимном влиянии лигандов в координационных соединениях было развито и расширено в трудах многих советских ученых.
      А в 40-х годах представители советской школы во главе с И. И. Черняевым, В. Г. Хлопиным, А. А. Гринбергом и Б. П. Никольским активно включаются в разработку координационной химии актинидов (радиоактивных элементов). Тему научного поиска определяют практические задачи советской атомной промышленности, Работы по синтезу и изучению комплексов тория, урана приводят к накоплению обширнейшего экспериментального материала, в свою очередь ставшего основой новых теоретических обобщений. Было установлено, например, что уран, торий, плутоний наиболее прочные связи образуют с кислородом. А когда академик В. И. Спицын и его ученики открывали соединения, содержащие плутоний и нептуний в высшей (-1-7) степени окисления, этот чисто теоретический вывод нашел блестящее подтверждение.
      Сегодня комплексные соединения с успехом используются в строительной технике и медицине, в нефтяной промышленности и теплоэнергетике при очистке вод и реактивов, активно применяются в процессах очистки промышленных выбросов для охраны окружающей среды.
      Особенно широки перспективы использования комплексных соединений в сельском хозяйстве. Дело в том, что многие микроэлементы, необходимые для жизнедеятельности растений, содержатся в почве в трудноусвояемом состоянии, так что роль их комплексных соединении для перевода в растворимую форму трудно переоценить — они живительный «концентрат», эликсир здоровья для урожая.
      Советская школа координационной химии внесла существенный вклад к в становление химической промышленности пашей страны. Взять хотя бы процесс очистки азотоводородной смеси от окиси углерода в производстве синтетического аммиака, представлявший прежде чрезвычайную сложность. Выполненные в начале 30-х годов в Московском химико-технологическом институте имени Д. И. Менделеева фундаментальные исследования по изучению абсорбции (поглощения) вредной для окружающей среды окиси углерода растворами аммиакатов меди выявили оптимальные условия, при которых окись углерода поглощается наиболее полно. Сегодня мощность заводов, использующих во всем мире этот метод, составляет до 9 миллионов тонн.
      Или взять другую важнейшую область практического использования достижений координационной химии — металлокомплекспыи катализ с участием комплексных металлов, родоначальниками которого по праву считаются выдающийся русский химик-органик М. Г. Кучеров, французский химик и минералог Ш. Фридель и американский ученый Дж. Крафтс. Результаты внедрения катализа в производство были столь ошеломляющие, что достоверно оцепить экономическую его отдачу практически невозможно.
      И здесь тоже нет никаких преувеличений. Ведь сейчас многие продукты основного органического синтеза (винилацетат, уксусный альдегид и почти вся уксусная кислота) получают с помощью комплексов металлов.
      Только продукция промышленного синтеза, базирующегося на реакциях, где в качестве катализатора используют комплексы кобальта или родия, исчисляется миллионами тонн.
      Вот она — поистине многотоннажная химия. Значительную часть полимерных материалов (полиэтилен, полидиены и т. д.) тоже получают с помощью таких катализаторов. А ведь совсем недавно, всего лишь в начале 70-х годов, предположения выдающегося английского химика Найхолма о том, что в 80-х годах большая часть основного органического синтеза будет производиться с помощью металлокомплексных катализаторов, считалось чуть ли не утопическим.
      Но как ни важен для экономики всех стран столь результативный практический «выход» исследований пометаллокатализу, теоретическое значение таких работ непреходяще. Потому что именно этот метод невиданно укрепил позиции восходящей еще к Д. И. Менделееву химической теории гетерогенного (гетеро — от греческого «другой», «разный») катализа, при котором процесс протекает в жидкой или газовой фазах, а ускорение осуществляет твердый катализатор.
      Но возможности координационной химии отнюдь не исчерпаны. И мы вправе ожидать еще и еще новых успехов от практического применения комплексов со связью «металл — металл». Советскими исследователями уже синтезированы содержащие связи «металл — металл»
      комплексы рения, платины. Созданы и так называемые кластерные соединения (содержащие связь «металл — металл»), открывающие перед катализом самые широкие перспективы.
      Недавно в Институте общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова были синтезированы совершенно необычные соединения. Представьте себе икосаэдр — любопытный и довольно редко встречающийся в повседневной практике тип многогранника. Понимаю, что нелегко вообразить эдакую ячеистую башню из двадцати треугольных граней, тридцати ребер и двенадцати вершин, в каждой из которой сходится пять ребер. Такое «сооружение» и синтезировано учеными ИОНХа. Разумеется, «возведение» его преследовало вполне конкретную научную цель: создать гигантский кластер.
      Здесь необходимо сказать, что химия кластерных соединений — интенсивно развивающееся в последние годы научное направление. Находится оно, как принято сейчас говорить, на стыке неорганической, элементоорганической химии, катализа, биохимии, коллоидной химии, физики ультрадисперсных систем, физики поверхности и электронного материаловедения. Химия кластерных соединений — развитие и продолжение химии координационной. А ее становление связано с достижениями русской и советской науки.
      Кластерами называют такие соединения металлов, молекулы которых содержат обрамленный лигандами (молекулы или ионы в комплексных соединениях, непосредственно связанные центральным атомом-комплексообразователем) остов из атомов металлов, находящихся на расстояниях, допускающих прямые взаимодействия «металл — металл».
      Не так давно английские исследователи сообщили в прессе как о выдающемся достижении национальной химической науки о синтезировании кластера с 28 атомами металла. С 28! А в ИОНХе создан гигант из 561 атома.
      Та самая ажурная «башня», с которой я начал рассказ о кластерах. 560 атомов палладия «роятся» в ней в пяти слоях вокруг одного центрального. А на поверхности икосаэдра располагаются 60 молекул азотистого основания.
      Вся конструкция — металлический остов и связанные с ним азотистые основания — несет положительный заряд +180, Вокруг такой конструкции размещаются ионы ацетата (сложных производных уксусной кислоты), компенсирующие заряд кластера, в результате чего все соединение электрически нейтрально. Такие кластеры в отличие от обычного металла (его называют компактным) растворяются в полярных (вода, спирты, уксусная кислота и т. д.) растворителях и в них способны осуществлять ряд необычных реакций органических соединений.
      Химия кластеров не только расширила наши представления о строении материи, но уже дала практике удивительные катализаторы. Чем больше атомов металла в основании кластера, тем уникальнее, разнообразнее его возможности. Гигант из 561 атома палладия — химическая сенсация. Ведь кластерные катализаторы работают при комнатной температуре. Аналогию с ними выдерживают только те системы, что заложены природой в живом организме.
      А спрос международного рынка на продукцию координационной химии все растет и растет. И в первую очередь на платиновые металлы, без которых не может сегодня обойтись ни электроника, ни электротехника. И здесь вновь пришлось обратиться за помощью к фундаментальным исследованиям. Автору этой книги и его коллегам удалось установить, например, что простые и двойные окислы платиновых металлов обладают металлическим характером проводимости только в том случае, если атом платинового металла имеет строго определенную электронную конфигурацию. При других электронных конфигурациях те же окислы становятся уже... полупроводниками. То есть их электрические свойства меняются.
      Что же дает практике выявленная закономерность?
      Возможность направленного синтеза соединений с заданными электрическими свойствами. Перспективно и использование достижений координационной химии в области создания неорганических материалов. Достаточно напомнить, что основные гидрометаллургические процессы в производстве редких, цветных, благородных, радиоактивных металлов непременно включают образование их координационных соединений. Так что детальное изучение этих процессов непременно будет способствовать разработке новых электрохимических и гидрометаллургических методов производства металлов.
      Уже сегодня самое широкое применение нашли координационные соединения при получении металлов высокой степени чистоты, материалов для квантовой электроники, микроэлектроники и других областей новой техники. Недаром, оценивая значение «заслуг» координационной химии вообще и советской ее школы в частности, известный английский химик Дж. Чатт сказал: «...создание таких аппаратов современной техники, как атомные реакторы и ракеты, потребовало исследовать заново химию металлических элементов для нахождения лучших способов их очистки и получения новых материалов, пригодных для продолжительного использования в напряженных физических условиях. Возможно, не случайным было и то, что единственная страна, которая посвятила значительную часть своих усилий в области химических исследований в 20-30-х годах разработке координационной химии, была и первой страной, пославшей ракету на Луну».
      Координационная химия активно вторгается в такую актуальную область современной промышленности, как энергетика. Речь идет прежде всего о химии гидридов (соединений с водородом) металлов и бора. Перспективы многоцелевого применения водорода в химической промышленности, а в будущем, возможно, и в энергетике — мощный стимул развития координационной химии гидридов. И советские ученые уже внесли важный вклад в развитие этой области.
      В нашей стране ведутся систематические поиски и так называемых энергоемких соединений, все шире используемых в качестве сильных неорганических окислителей. Сюда в первую очередь следует отнести координационные соединения, в которые в качестве лигандов входят окислители. Большие успехи достигнуты в области синтеза и исследований другого класса неорганических соединений — фторидов и окислов галогенов и инертных газов.
      Многого можно ожидать от исследований механизма действия микроэлементов, играющих важную роль в жизни растений и животных. А ведь понимание природы соединений, в форме которых микроэлементы окалываются активными, как соединений координационных, ставит науку о микроэлементах на качественно новый, современный уровень. Так, например, только «взгляд» на витамин B12 с позиций координационной химии позволил в свое время ученым понять, почему столь благотворным оказывается для организма это координационное соединение кобальта. Быстрое развитие биоорганической химии непосредственно связано также с выяснением важной роли координационных соединений в основных процессах жизнедеятельности и прежде всего фотосинтеза, дыхания, во время которого происходит обратимое присоединение кислорода к гемоглобину, с выяснением механизма действия биологических мембран.
      Большой вклад в изучение мембраноактивных соединений, способствующих избирательному переходу ионов металлов через биологические и искусственные мембраны, а также изучение механизмов мембранного транспорта в клетке принадлежит школе академика Ю. А. Овчинникова.
      Или, скажем, такой пример всепроникаемости, всеобъемлемости координационной химии: один из важнейших процессов в круговороте веществ в природе — фиксация азота воздуха микроорганизмами — невозможен без участия ее соединений. Именно поэтому нахождение способа такой фиксации при обычной температуре и давлении — задача, над которой сегодня работают многие химики мира.
      Одним из первых биокоординационной химией начал заниматься уже упоминавшийся мной академик А. А. Гринберг еще в 30-х годах, осуществивший систематические исследования в области биоактивных координационных соединений кобальта. И в том, что в ближайшие годы поле деятельности координационных соединений в качестве физиологически активных и лекарственных препаратов значительно расширится, нет никаких сомнений.
      Уже сегодня широко ведутся исследования по применению координационных соединений платины в химиотерапии опухолей, изучаются взаимодействия соединений металлов платиновой группы с ДНК и другими важными в биохимическом плане лигандами, продолжаются поиски корреляций между биологической активностью и физико-химическими свойствами комплексов.
      Успехи координационной химии ярко проявились в аналитической химии. Так, развитие учения об изменении цвета органических реагентов, входящих в качестве лигандов во внутреннюю сферу комплексов, привело к созданию реагентов-индикаторов многоцелевого назначения типа «Арсеназо-П», и «Арсеназо-Ш» и многих других, получивших широкое распространение благодаря работам советских исследователей.
      Координационная химия все шире, разностороннее используется науками о Земле, оказывая решающее влияние на развитие геохимии, минералогии и петрографии.
      Советские ученые были пионерами в разработке механизмов рудообразования некоторых цветных и редких металлов на основе координационно-химических представлении.
      Так глубокие теоретические исследования влияния комплексообразования меди на формирование ее минералов, выполненные советскими учеными, вызвали живой интерес международной геологической общественности.
      Эти работы вскрыли общую связь между состоянием ионов металла в растворе и составом кристаллизующегося из него минерала, заставив геохимиков по-новому оценить многие природные наблюдения. Недаром, характеризуя их, академик Д. И. Щербаков писал: «Эти существенно новые принципиальные взгляды по-новому ставят проблему практических поисков».
      Именно подход с координационно-химических позиций к проблемам геохимии внес революционные изменения в утвердившиеся, ставшие традиционными, незыблемыми представления. Теперь уже можно считать доказанным, что в сложных по составу поверхностных и глубинных природных водах перенос большинства металлов осуществляется в виде координационных соединений.
      Такой новый подход позволил обнаружить в старом — новое, в природных растворах — комплексные ионы различного состава, устойчивые как при низких, так и при высоких температурах, и связать поведение рудных компонентов с гидрохимическим типом вод и активностью присутствующих в них лигандов.
      Что только не умеет сегодня координационная химия:
      В какие области науки и техники не проникла! Но, как говорится, кому много дано, с того и спрашивается больше. Вот почему именно с координационной химией, у истоков которой стоял замечательный русский ученый Л. А. Чугаев, мы и связываем свои надежды с решением важнейших практических задач.
      Это с ее помощью мечтаем получить из угля необходимые индустрии химические продукты и моторное топливо, сэкономив при этом дефицитнейшую нефть. Мы возлагаем на нее надежды в получении новых медицинских препаратов, в том числе и для борьбы с раковыми опухолями, и думаем, что именно она поможет синтезировать в будущем столь необходимые продукты питания. А почему бы и нет? Ведь все, что планировал, что предвидел Л. А. Чугаев, по существу, уже сбылось или стоит на пороге реализации. И ему, исследователю и мечтателю, принадлежат слова, всецело относящиеся к нашему времени, характеризуемому всесильностью химии: «Единственной разумной причиной, до сего времени препятствовавшей развитию фабрикации искусственных пищевых продуктов, была высокая стоимость этих последних при дешевизне продуктов естественных.
      Однако глубокие научные, экономические и социальные изменения, происшедшие в XX веке, заставляют произвести переоценку многих ценностей... Что еще вчера казалось праздной мечтой во вкусе Уэллса, завтра может оказаться основанием для вполне реального и осуществимого плана. Я хочу сказать, что настало время, когда надлежит серьезно взяться за разработку вопросов, связанных с получением синтетических и вообще искусственных веществ. Особое внимание следует обратить на получение основных видов питательных веществ — углеводов, жиров и белков; необходимо разработать способы искусственного получения пищевых продуктов из «непитательных» материалов. Не менее важно широко заменять непитательными материалами пищевые продукты или изделия из них, употребляемые в технике для целей, питанию посторонних».
      На этом, пожалуй, можно было б и завершить рассказ о достижениях отечественной координационной химии, если б не одна историческая справка. Дело в том, что в 1934 году Платиновый институт, основанный Л. А. Чугаевым, перестал существовать. Нет, он не был упразднен, на него не обрушились организационные кары в виде переориентации. Но слившись с Институтом физико-химического анализа, основанным одновременно с ним академиком Н. С. Курнаковым, и Лабораторией химии — детищем М. В. Ломоносова — о» стал частью вновь созданного Института общей и неорганической химии Академии наук СССР. Этот институт, сменив на посту директора академика И. И. Черняева, я и имею честь возглавлять вот уже четверть века. И, честно говоря, очень надеюсь, что за эти годы наш коллектив не посрамил тех славных традиций, что были свойственны двум первым Советским академическим научно-исследовательским институтам. А в качестве эталона научной деятельности, преданности делу и Родине каждый сотрудник давно избрал для себя труд и жизнь Л. А. Чугаева. Так что под словами А. М. Горького, адресованными когда-то корифеям советской научной школы — «примите мой почтительный восторг», не сомневаюсь, готов с радостью подписаться любой из нас. От академика до вчерашнего студента...
      Что нам диктует НТР!
      Каких только терминов не употребляют в наши дни пропагандисты и популяризаторы научно-технических знаний, дабы охарактеризовать ту невиданную прежде взаимозависимость фундаментальных исследований и достижений практики, взлетов теоретической мысли и прикладных наук, объединенных усилий в работе над какойто одной конкретной проблемой и бесконечного множества направлений, что свойственны современности!
      Каких слов не напридумали газетчики, журналисты да и сами ученые, чтобы хоть как-то свести воедино процесс почти одновременно происходящих дифференциации и интеграции, стыкования и размежевания, объединения и разъединения знаний.
      Причем, каждое из этих явлений — итог поисков, изучений, исследований, ведущихся сегодня в академических и отраслевых институтах, в вузовских и заводских лабораториях. Нынешнее поколение людей — свидетель того, как рождаются новые направления и разделы науки, а старые, испокон веков почитавшиеся за классические представления, вдруг обретают контуры вроде бы даже и незнакомые. Уж не очередной ли то «кризис»
      классической науки?
      Ни в коем случае. Здесь налицо явление прямо противоположное совершенствование знаний, происходящее по неумолимым законам научно-технической революции. Познать, творчески осмыслить — значит, внести свой вклад в проблему ускорения технического, экономического, а в конечном счете и социального прогресса страны. А вот как это сделать, советов и рекомендаций спросить негде и не у кого. Только интуиция ученого, его понимание внутренних механизмов развития науки способны предвосхитить судьбу, иногда едва лишь намечающегося направления поиска. Причем наличие «наработанного» самыми разными науками материала нередко определяет прогресс целой отрасли народного хозяйства, не связанной с ними прежде никакими творческими контактами.
      Мне, например, посчастливилось стоять у истоков повой области научных исследований. Дело в том, что еще в 1979 году в одной из лабораторий нашего института, руководимой профессором В. Б. Лазаревым, впервые в стране были получены путем химического синтеза и исследованы сложные оксиды редкоземельных элементов. Тогда же ученые ИОНХа установили сенсационный факт: оксокупрат лантана и твердые растворы на его основе обладают металлическим характером электропроводимости. Пролежав в лаборатории 8 лет, ионховские образцы этих удивительных материалов прекрасно сохранили, как установлено исследованиями Института физических проблем АН СССР в 1987 году, способность к переходу в сверхпроводящее состояние. И в том, что сегодня на образцах оксидной керамики в системе иттрий — барий — медь — кислород, полученных независимо друг от друга исследователями сразу нескольких отечественных коллективов (в том числе и ИОНХа), температура перехода в такое состояние поднята до 95 К и более, есть безусловная заслуга и нашего института.
      А что означает прорыв в сверхпроводимость, известно не только физику и химику. Это шаг к невиданным успехам научно-технического прогресса. История этого поиска началась давно. Еще в 1911 году голландский физик Камерлинг-Оннес, работая с ртутью, установил удивительный факт: при температуре, близкой к абсолютному нулю, этот металл терял электрическое сопротивление. С тех пор во имя заманчивой мечты о создании миниатюрных генераторов гигантской мощности и линий электропередачи без потерь на сопротивлении и работали физики и химики планеты. Вот как рассказала об этом в одной из своих публикаций «Правда».
      «В 1964 году американский ученый В. Литтил и советский академик В. Гинзбург предложили новые подходы к повышению критической температуры сверхпроводпиков. Затем эта задача была проанализирована в коллективной монографии «Проблема высокотемпературной сверхпроводимости», изданной в 1977 году под редакцией В. Гинзбурга и Д. Киржница. И вот в конце 1986 года швейцарские ученые Дж. Беднорц и К. Мюллер сообщили об открытии сверхпроводимости керамики лантан — барин — медь — кислород при температуре, превышающей 30 градусов Кельвина. Вскоре пришли сообщения из Японии, США, Китая о сверхпроводимости керамики лантан — стронций — медь кислород при температурах 40-50 градусов Кельвина. Аналогичные результаты были получены в ряде институтов и вузов нашей страны.
      А совсем недавно в США и у нас в лаборатории, руководимой А. Головашкиным в Физическом институте АН СССР, потолок рекордной сверхпроводимости был поднят до 90-100 градусов Кельвина».
      Разумеется, говорить о незамедлительном внедрении в практику новых керамических материалов значило бы обгонять события. Они еще в стадии изучения и продолжают удивлять исследователей самыми неожиданными «сюрпризами».
      Потребности промышленности и сельского хозяйства столь велики и разносторонни, что не предвосхити их наука на самых «горячих» направлениях, не задумайся заранее над тем, что, в каких количествах и когда им может понадобиться тот или иной ресурс, разрыв между запросами экономики и реальными возможностями ихудовлетворения давно бы заявил о себе со всей остротой и бескомпромиссностью. И если этого все же не случается, по крайней мере в катастрофической форме, то только благодаря неизменно опережающему развитию фундаментальных наук, их уникальному свойству видеть дальше, зорче, обобщенней наук прикладных.
      Но не только предвидением отличаются они от отраслевых своих «коллег». У них качественно иной характер оценки, даже, казалось бы, давно знакомых, известных явлений и фактов. Общеизвестно, например, что девяносто девять процентов земной коры составляют кислород, кремний, алюминий, кальций, магний, натрий, калий, водород, титан. Как легко сосчитать, всего девять элементов. Все остальные можно назвать редкими. По крайней мере, так обстоит дело с позиции здравой практики.
      Однако химики — представители академической науки — к группе редких относят лишь меньше половины из них (не считая искусственно полученных, практически в природе не встречающихся). Таких элементов тоже немного -= около сорока. Причем, и название «редкие» ученые употребляют весьма условно, обозначая им, что данный элемент или мало распространен в природе или плохо освоен народным хозяйством, то есть не нашел пока должного применения в практике и в науке. Можно ли считать, скажем, серебро, ртуть и кадмий, содержание которых в земной коре определяется миллионными долями процента, редкими элементами?
      Ни в коем случае. Ибо их многие возможности и свойства уже познаны, разгаданы и с успехом используются в разных отраслях промышленности, в свою очередь, стимулируя развитие науки и техники.
      А вот германий, цирконий, церий, в сотни раз чаще встречающиеся в земных недрах, мы и поныне относим ь редким элементам.
      Правда, совершенствование наших знаний постоянно вносит изменения в эту условную классификацию. Так, совсем еще недавно сурьма, ванадий, молибден, вольфрам и титан считались редкими. Ныне они настолько изучены и освоены, что уже таковыми не числятся. А их многочисленные сплавы, обладающие широчайшей гаммой возможностей, исправно служат интересам научнотехнического прогресса.
      И все же «семейство» редких все еще велико. К нему относятся: литий, рубидий, цезий, бериллий, галлий, индий, таллий, германий, цирконий, гафний, ниобий, тантал, селен, теллур, рений, радий, актиний, протактиний, а также благородные газы.
      Вот какой солидный список. Его бы весь заставить потрудиться на нужды народного хозяйства!
      Значительная часть группы редких элементов, так называемые редкоземельные элементы — лантан, лантаноиды и близкие к ним по положению в периодической системе элементов, по свойствам, характеру образуемых соединений и геохимическим признакам скандий и итрпй — все они относятся к переходным металлам с достраивающимися электронными оболочками. Это определяет не только их свойства в металлическом состоянии, но и свойства образуемых ими соединений, в частности, соединений с неметаллами: водородом, бором, углеродом, азотом, кислородом, кремнием и серой.
      Именно возможности широкого варьирования состава соединений редкоземельных металлов с неметаллами обеспечивает разнообразие физических и химических свойств, полученных на их базе веществ и материалов с заранее заданными свойствами (электрическими, магнитными, оптическими, механическими и химическими) для самых различных областей новой техники. Так что стабильный повышенный интерес к редким элементам вполне объясним.
      Может ли, скажем, ту же космонавтику, металлургию или физику твердого тела оставить «равнодушными?» такое свойство редких элементов, как высокая термическая устойчивость? А ведь она у них, ч го называется, суперсупер. Гафний, ниобий, тантал и рений, например, плавятся при температуре свыше 2 тысяч градусов Цельсия.
      Высокой огнеупорностью характеризуются их окислы, а температура плавления карбидов этих же элементов превышает 4 тысячи градусов. Но наибольшая тугоплавкость все же у смешанного карбида титана и гафния. Он плавится при 4125 градусах Цельсия.
      Или другое достоинство редких элементов — их химическая инертность. Такое качество просто неоценимо в экстремальных условиях. Это на их основе создают специальные огнеупорные керамические материалы, жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы. Они с успехом применяются и в качестве легирующих добавок при производстве специальных сталей, многократно повышая их механические и термические свойства.
      Удивительно ли, что в последние три десятилетия исследования в этой области химии стали развиваться особенно интенсивно? То срабатывают мощнейшие стимулы развития науки — запросы и требования техники.
      И отмахнуться, отгородиться от них невозможно. Иначе неумолимый научно-технический прогресс просто отбросит с пути замешкавшуюся область изысканий, найдя поддержку и опору в других близких областях. Именно поэтому создание новых материалов, обладающих такими свойствами и такими качествами, в которых отечественная промышленность может нуждаться, скажем, через два, а то и три десятилетия, дело уже сегодняшнего дня.
      Не подумай, к примеру, отечественная химия и физика твердого тела о перспективных потребностях ультразвуковой, полупроводниковой техники, не создай заранее ее материальной, вещественной основы в виде ферритов, сегнетоэлектриков, диэлектриков, могла ли сегодня развиваться эта отрасль столь успешно?
      Или взять хотя бы ту же микроэлектронику, удивительные возможности которой даже характеризуют с помощью химического термина — катализатор технического прогресса?
      И это действительно так. Искусственный интеллект, например, без которого немыслима современная роботизация. — ее детище, многочисленные автоматические системы (управления, проектирования, вычисления, обучения) — ее епархия. А создание космических аппаратов, заводов-автоматов, гибких производств и т. д. и т. п.?
      Все это — владения микроэлектроники. А вот ее собственные силы зависят всего от двух слагаемых — сверхчистых кристаллов и особочистых металлов. А они обязаны своим существованием химии. Чем совершеннее, миниатюрнее, точнее микроэлектронные приборы, тем строже, суровее требования к чистоте кристаллов и металлов, в них используемых. И хотя семейство полупроводниковых материалов год от года расширяется, основными среди них, по крайней мере, до конца столетия, останутся, вероятней всего, два германий и кремний.
      К последнему у отечественной микроэлектроники особое пристрастие. А это значит, что химии надлежало в свое время не просто получить ультрачистый кремний, что само по себе дело не легкое, а поставить его производство на промышленный поток.
      Сколь успешно мои коллеги, работающие в области полупроводниковых материалов, смогли это сделать, можно судить по всем нам известному факту: с конца 50-х годов громоздкие ламповые приемники из наших домов стали постепенно исчезать. Их заменили компактные, легкие, надежные полупроводниковые аппараты.
      Но, как говорится, лиха беда — начало... И очень скоро рукотворная схема приемников и телевизоров достигла предела плотности, так что дальнейшая судьба оказалась предрешенной: на смену ей пришла так называемая интегральная схема. Но и здесь не обойтись без того же ультрачистого кристалла. Только теперь степень «ультра» надлежит еще больше увеличить, потому что все в том же неизменном кристалле кремния необходимо совместить множество элементов самого различного назначения. Как же это сделать?
      Да очень просто: распределяя заданным образом примеси, соединяя тончайшими слоями проводника, нанесенными на поверхность кристалла, отдельные элементы.
      Вот и выходит, что главные проблемы совершенствования микроэлектроники сводятся, если не на все сто, то уж на девяносто процентов, наверняка к проблемам химическим, к созданию фантастически чистых кристаллов.
      И, разумеется, проблемам сохранения этой чистоты в процессе производства.
      Мне не единожды доводилось держать в руках такую чудо-пластинку. И каждый раз, когда коллеги с химикометаллургических заводов предлагали ею полюбоваться, с удивлением думал: как же на такой тонкой, почти невесомой «плашечке» удается вместить информацию чуть ли не целой ЭВМ? И хотя прекрасно знаю, что приповерхностная часть этого супертвердого и суперчистого кристалла прекрасно выдержит все сложнейшие этапы многостадийного формирования лабиринтных схем микроэлектроники, поверить в это все же трудно.
      Впрочем, химия давно и успешно работает над самыми разнообразными способами упрочнения поверхностного слоя. Особенно металлов. Сделать это можно, например, путем наклепа. Такой способ гарантирует увеличение рабочего срока конструкционного материала, в состав которого входит металл, в семь, а то и в десять раз!
      Впрочем, химия, как никакая другая наука, способна предвосхищать грядущие потребности НТР. Так, например, случилось с созданием полимерных композиционных материалов.
      Дело в том, что та же научно-техническая революция первоначально забраковала по многим параметрам «чистые» полимеры. Забраковала, хотя они, по сравнению с теми же металлами, обладали и целым рядом достоинств пластичностью, коррозионной стойкостью, легкостью.
      А вот механические их свойства оставляли желать лучшего. Прочность, упругость, ползучесть, ударная вязкость полимеров не выдерживали конкуренции с металлами.
      И тогда были созданы полимерные композиты.
      Идея вводить в полимеры различные наполнители, чтобы придать им новые свойства, появилась еще в конце прошлого века. А первым наполненным полимером стала резина, вулканизованный каучук, наполненный сажей. В наши дни их целое семейство. Слоистые пластики, пресс-порошки, древесностружечные плиты, многослойная фанера, стеклопластики. Изжить основной недостаток полимеров — малую прочность удалось, например, благодаря их усилению коротенькими, не более 2 миллиметров длины, стекловолокнами. Сорок процентов такого наполнителя — ц прочность материала возрастала в 8 раз!
      Но уже в самом начале работ по созданию композитов, ученым было очевидно — это не предел. Если, скажем, армировать пластики волокнами, полученными из монокристаллов бора, углерода и полимеров на основе ароматических смол, то можно добиться действительно уникальных композитов.
      Так, собственно, и произошло в дальнейшем. Сегодня многие композиты на основе полимеров превосходят сталь по прочности и легче самых легких сплавов.
      В качестве наполнителя полимерных композитов использовали и газ. Первый такой композит — всем известный пенопласт. Газонаполненные полимеры удивительно легки, обладают превосходными теплоизоляционным.!
      свойствами, но, увы. к сожалению, весьма непрочны.
      Правда, в дальнейшем исследователям удалось получить и пенопласты повышенной прочности, способные выдерживать значительные нагрузки. Они сейчас тоже нашли довольно широкое распространение.
      Вообще нужно сказать, что комбинация неорганических и органических компонентов открывает в самых ра ь личных отраслях народного хозяйства невиданные перспективы. Они сделали реальностью легкие коррозионностойкие материалы, проводники нового типа (металлопласты), капсулированные удобрения, покрытые пленкой, способной растворяться с заданной скоростью.
      Что ж, на этом я, пожалуй, и подведу черту под очень небольшим и очень фрагментарным рассказом о том, как наука реализует на практике заказы НТР. И как эти заказы стимулируют ее собственное развитие. Правда, в сложном, взаимопроникающем процессе обоюдного влияния не всегда возможно установить, идея ли, родившаяся в кабинете или лаборатории, привела к созданию нового материала или нужды практики привели к идее, революционизировавшей затем производство.
      Да и не это, в конце концов, важно. Главное в другом, необходимо, чтобы фундаментальные исследования всегда развивались темпами, опережающими отраслевую пауку и практические нужды производства. Тогда любые самые сверхсрочные заказы НТР не окажутся для ученых и научно-исследовательских учреждений неожиданностью.
      Эстафета
      продолжается
      Не в конфликте — в союзе?
      Но не только нужды технической революции определяют сегодня развитие тех или иных научных направлений. Налицо, как я уже говорил, и обратный процесс, когда научные достижения диктуют особенности, своеобразие становления самых разных отраслей народного хозяйства. Взять, например, ту же малотоннажную химию, в продукции которой сегодня нуждаются практически все отрасли народного хозяйства. На июньском (1985 г.) совещании в ЦК КПСС по вопросам ускорения научно-технического прогресса Генеральный секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев так охарактеризовал острую необходимость ускоренного развития этого производства: «В мире нарастает настоящий бум малотоннажной химии, производства чистых и сверхчистых материалов, во многом определяющих уровень современной техники. Поэтому нужно удвоить, утроить усилия, чтобы не допустить отставание».
      Чего же конкретно ждет экономика страны от индустрии, все чаще называемой катализатором катализаторов?
      В первую очередь высокочистых веществ для микроэлектроники и волоконной оптики. О том, как конкретно сказываются достижения малотоннажной химии на успехах последней, можно судить хотя бы по сопоставлению таких фактов: световые потери в современных отечественных световодах не превышают одного децибела на километр. Одного! А еще в 70-х годах они были в десять раз больше.
      Что же касается микроэлектроники, то только краткий экскурс в историю вопроса способен дать более или менее объективное представление о выдающейся роли новых материалов в ее становлении. Дело в том, что еще на заре развития электроники и радио ученые-экспериментаторы обнаружили интересный факт: некоторые материалы обладают особыми электрическими свойствами.
      И кристаллические детекторы — «кошачьи усики» первых радиоприемников, а затем и селеновые выпрямители 1930-х годов (приборы, прославившиеся тем, что пропускали электрический ток только в одном направлении)
      вскоре получили самое широкое распространение.
      Позже, по мере возникновения и развития квантовой теории кристаллических материалов, физики пришли к пониманию того, что полупроводящие химические элементы, подобные селену и германию, образуют многообещающую пограничную структуру между проводящими материалами (такими, как алюминий и медь), которые свободно пропускают электроны, и изоляторами, которые их не пропускают. Дальнейшие исследования выявили возможность построения электрических усилительных схем путем образования соединений между полупроводящими зонами, обладающими разными свойствами. Именно в этом направлении и сосредоточили все свои системно-теоретические и экспериментальные усилия У. Шокли, У. Браттейн, Дж. Бардин из научно-исследовательского центра «Белл лаборатэриз». В 1948 году труды ученых увенчались созданием первого в мире транзистора.
      Этот научный подвиг, удостоенный в 1956 году Нобелевской премии, был сразу расценен как революция в электронике. Транзисторы оказались не только меньше и гораздо надежнее ламп, на смену которым пришли, но еще и (что очень важно) не нуждались в горячем катоде как источнике электронов, следовательно, потребляли чрезвычайно мало электроэнергии.
      Целое десятилетие доминирующим полупроводниковым материалом в транзисторах был германий. Затем роль лидера занял кремний, обладающий рядом преимуществ перед предшественником: при нагревании в присутствии кислорода он образует на своей поверхности слой диоксида кремния. Он является одним из наиболее известных изолирующих материалов и, кроме того, относительно непроницаем для большинства примесей окружающей среды, которые могут вывести из строя транзистор или значительно ухудшить его качество. Возможность вкрапливания кремния в сверхтонкие пленки диоксида кремния путем нагревания и последующего травления контролируемого рисунка схемы через диоксид кремния привела в 1960 году к созданию новой технологии, ставшей затем основой всей современной микроэлектроыпой промышленности.
      При изготовлении полупроводниковых устройств большие единичные кристаллы кремния разрезаются на тонкие пластины, на поверхности которых проявляются элементы схемы. После обработки эти пластины, в свою очередь, разрезаются на чипы — маленькие квадратики миллиметровых размеров.
      Современные чипы с большими интегральными схемами, например, в состоянии хранить в своей памяти 64 тысячи двоичных бит (единица измерения информации)
      информации и выдать их в ЭВМ в течение какой-то доли микросекунды. И даже целый микрокомпьютер с процессором, памятью, вводно-выводной схемой можно построить на одном-единственном чипе. Более того, чипы с большими интегральными схемами теперь изготавливаются способом, чем-то похожим на фотолитографию, себестоимость которого относительно независима от сложности схемного рисунка, проявляемого на подложке. Этим и объясняется тот факт, что хотя в последнее время емкость чипа невероятно возросла, его себестоимость практически мало изменилась. Конечно, точность изготовления элементов и точность, с которой последующие слои микроэлементного рисунка накладываются один на другой, необходимо постоянно поддерживать на очень высоком уровне.
      В конечном счете все упирается в качество кристалла, используемого в интегральной схеме. Бездефектные кристаллы бесценны при создании запоминающих устройств ЭВМ, элементы памяти которых основываются на использовании так называемых цилиндрических магнитных домен. Кристаллы, определяющие «интеллектуальные» способности электронного мозга, применяются здесь в виде пленок, и чем они совершеннее, тем шире возможности запоминающего устройства. Именно от качества кристалла зависит одна из его главных характеристик — емкость (количество хранимой информации). А к ней все жестче требования. Достаточно сказать, что библиотека конгресса США, например, содержит информацию в 10 в 15-ой степени бит, потенциальная емкость памяти нашего мозга составляет, по-видимому, 10 в 1012 степени — бит, а словарный запас человека (он определяется его культурным уровнем) — 10 в 5-105 бит.
      А чтобы в наши дни достоверно предсказывать погоду, запоминающее устройство должно обладать объемом памяти порядка 1013 бит. Согласно прогнозам американских ученых микросхемы толщиной в один микрометр (0,001 миллиметра или один микрон) будут запущены в массовое производство уже приблизительно к 1990 году.
      Оснований для таких предположений более чем достаточно. Неоптическая технология (запись изображения электронным лучом или рентгенолитография) может обеспечить и еще меньшие размеры, уже субмикронного порядка. Был бы только материал необходимой чистоты.
      Их и дает нам отечественная малотоннажная химия.
      Особо чистые вещества, например, производят сегодня на тридцати заводах различных министерств и ведомств. И если двадцать пять лет назад мы выпускали ограниченную номенклатуру высокочпстых веществ, то современный их ассортимент составляет более 1000 наименований, а объемы производства увеличились в сотни раз.
      Разнообразные ферритные порошки, монокристаллы, люминофоры, комплексные соединения самого разного состава, необходимые для производства биологически активных препаратов, биохимических реактивов, и многоемногое другое даст народному хозяйству в ближайшие годы малотоннажная химия. Применение высокочистых веществ и препаратов может дать народному хозяйству страны многомиллионные прибыли. Чтобы не быть голословным, приведу несколько примеров.
      Все знают, что люминофоры находят в наши дни самое широкое распространение в электронной промышленности и светотехнике, и с совершенствованием их качества связано значительное улучшение работы разнообразных приборов и аппаратов, в частности, цветные телевизоров, очень экономичных люминесцентных ламп и др.
      Получение люминофоров всегда было серьезной и трудной задачей. Но ее решение — важнейшая задача экономики, так как применение только люминесцентных ламп вместо традиционных осветительных приборов гарантировало бы колоссальное сокращение энергозатрат. Совсем недавно советскими химиками эта задача была успешно решена: люминесцентные лампы, созданные на основе нового метода, теперь экономят стране огромное количество электроэнергии.
      Тому, кто хоть немного знаком с особенностями телевизионного производства, известно, что регенерация (восстановление) синего и зеленого люминофоров для цветного телевидения в процессе их нанесения на экран могла бы гарантировать покупателю отличное качество приобретенного приемника. Но не только это. Решение проблемы регенерации означало бы и возврат в производство почти трети дорогостоящих веществ особой чистоты. Сегодня технология регенерации синего и зеленого люминофоров — реальность.
      Перечень достижений малотоннажной химии можно было бы продолжать и продолжать. Скажу только, что программа развития производства химических реактивов, рассчитанная на два этапа, включает в себя производство веществ и соединений, позволит уже на первом этапе реализации (до 1990 года) добиться приоритетного развития отечественного машиностроения, радиопромышленности, приборостроения, электроники и электротехники. Завершение второго этапа (до 2000 года) программы предусматривает обеспечение всех отраслей народного хозяйства необходимыми материалами и продуктами с заранее заданными свойствами.
      Это большая и трудная задача, но вполне разрешимая, если, конечно, в работу будут включены все научные силы, представляющие эту область химии страны.
      Для реализации намеченных планов необходимы и новые мощности по выпуску высокочистого технологического сырья. Нужны сотни тысяч тонн серной, азотной, соляной, фосфорной кислот реактивной чистоты, многие тысячи тонн солей, редких и цветных металлов, например, меди, никеля, свинца и др. В общем нужна мощная современная база для производства разнообразной продукции малотоннажной химии.
      Конечно, ассортимент реактивов и особо чистых веществ не представляет собой нечто постоянное, раз и навсегда застывшее. Он зависит в первую очередь от нужд научно-технического прогресса, а поскольку требования последнего из года в год возрастают, изменяется и спрос и на продукцию малотоннажной химии. То, что вчера устраивало заказчиков, сегодня уже не может их удовлетворить. Например, обновление ассортимента катализаторов, различного рода добавок, промышленное производство макрогетероциклов соединений нового класса, применяемых для разделения редкоземельных и радиоактивных элементов, остается одной из основных задач.
      Впрочем, химия всегда принимала от развивающейся экономики самые трудные заказы — от той же строительной индустрии, материальной основой которой, как известно, является промышленность строительных материалов. А она — родное детище химии. Не зря же цемент называют хлебом строительства.
      Примеров того, что именно химия находила выходы из затруднительных положений, в которых время от времени оказывались строители, более чем достаточно. Появилась, например, у зодчих необходимость «накрыть»
      большое здание куполом — и химия тотчас предложила в качестве наиболее подходящего материала... железобетон. А приоритет использования полых кирпичей — экономичного, дешевого материала?
      Он тоже принадлежит русским: наши отечественные зодчие еще в начале прошлого века возводили из них всем на удивление красивые и легкие здания.
      И таких кровных, неразделимых связей химии со строительной индустрией великое множество. Их при всем желании не перечислишь. Но главное все же в ином.
      В том, что именно химия дала строительной площадке материалы, которые не могла бы ей предложить и сама природа, поскольку их просто-напросто не существовало.
      Так, именно строительные нужды заставили в свое время поработать ученых-химиков над созданием силикатобетона — нового материала, нисколько не уступающего железобетону в прочности, жесткости, тепло- и звукоизоляции, но почти на треть дешевле его. Прошло совсем немного времени, и та же химия приняла заказ на превращение бетона в полупроводниковый материал. Зачем? Чтобы совместить в новом материале сразу несколько качеств.
      Стоит таким бетоном покрыть стенную панель (вместо традиционной штукатурки) — и устанавливать отопительные батареи не понадобится. «Печью» станет сама панель.
      Есть в строительном арсенале сегодня и стекло, обладающее теми же полупроводниковыми достоинствами, и битум, который не требуется обезвоживать (а как знакомы всем нам огромные котлы, в которых прежде прямо на улице его «варили»). Это опять же по-хозяйски распорядилась химия. Несколько капель добавки — и три тонны вспененного битума готовы к употреблению.
      Да мало ли у этой науки и других заслуг перед строителями!
      Главная заслуга химии перед бурно развивающейся строительной индустрией не только в создании новых, обладающих многочисленными достоинствами и качествами материалов, но и в том, что с помощью этих материалов она совершила еще одно из своих чудесных превращений, трансформировав строительную площадку в площадку монтажную, на которой здания собирают, «складывают» из готовых, сделанных на домостроительном комбинате конструкций. Это уже качественно новая ступень в строительной индустрии, не только соответствующая ее современным темпам развития, но и определяющая их. Как раньше росли на Руси города и села? Их рубили. Именно рубили — не строили. Ибо до XVИI века наша Родина пилы не знала, а главным инструментом плотника, строителя и зодчего Руси деревянной был топор.
      Да, мы и сегодня гордимся домами, церквами, теремами, дошедшими до нас из седой старины. Каждое из них — произведение искусства. Но потребность в жилье, в новых промышленных мощностях, школах, детских садах, кинотеатрах, наконец, решение невиданной по своим масштабам социальной задачи обеспечение каждой советской семьи в ближайшей перспективе отдельной квартирой или индивидуальным домом, заставляет wac отдавать предпочтение все той же монтажной площадке. И собирать на ней типовые, блочные сооружения.
      Потому что только таким образом можно обеспечить нужды массовой застройки, при этом сохранив высокое качество работ и все возрастающую производительность труда. К тому же и жилье, и сами строительные работы должны из года в год не дорожать, а дешеветь, становиться доступнее.
      Разумеется, при решении этой важной народнохозяйственной проблемы приводится в действие множество рычагов. В том числе и экономических. Так, недавними решениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР о совершенствовании хозяйственного механизма в строительстве опыт внедрения коллективных подрядов в строительном тресте Мособлсельстрой No 18, которым руководит Николай Травкин, узаконен в масштабах страны.
      В становлении нового метода, основывающегося на трех принципах (свободе маневра людскими ресурсами, зависимости личного заработка от итогов работы всей организации и коллективном управлении), большая роль принадлежит опять же химии. Поскольку только она способна предложить стройке дешевые, прочные и высококачественные материалы, которые совершенно изменят свойства готовых конструкций.
      В Харьковском инженерно-строительном институте, например, созданы стеклопластиковые трубы для несущих элементов конструкций. Трубы украинских ученых сделаны по новому методу и на специально созданном оборудовании, разработанном в том же вузе. Они могут использоваться и для нужд горячего и холодного водоснабжения, в отопительных системах.
      Специалисты предложили оригинальную двухслойную конструкцию трубопроводов. Их внутренний слой изготовляют из материала, пригодного для длительного протекания жидкости, такого, как стекло, фторопласт, а сверху наматываются нити из стекловолокна. Их переплетение придает изделию прочность и гибкость. Труба держит напор воды и одновременно хорошо работает на изгиб.
      Новые двухслойные трубы практически не изнашиваются, не подвержены коррозии. Первые километры коммуникаций из них будут проложены в жилых районах Харькова, а широкое внедрение новшества гарантирует многие миллионы рублей экономии.
      Конструкции со стеклопластиковым армированием отличаются повышенной надежностью и стойкостью к агрессивным средам, а значит, могут использоваться не только при строительстве жилых зданий, но и химических производств.
      Пройдет какое-то время, и стеклопластиковые трубы найдут применение и в других отраслях народного хозяйства, во многом определив их экономичность и рентабельность. Вообще у полимерных материалов перед строительной индустрией поистине выдающиеся заслуги.
      Использование, например, фурановых, эпоксидных, фенолформальдегидных смол привело к созданию принципиально нового строительного материала полимербетона.
      Полимербетон — затвердевшая смесь высокомолекулярного вещества с минеральными наполнителями. Чаще всего в качестве наполнителей используют кварцевый песок, гранитную и другую щебенку. Основные преимущества полимербетонов перед обычными бетонами в первую очередь связаны именно с наличием полимера в их составе. Полимербетоны, как правило, имеют более высокую прочность на растяжение, низкую хрупкость, повышенную водонепроницаемость, стойкость к действию агрессивных жидкостей, газов и низких температур.
      Применяются они для изготовления полов, дорожных и аэродромных покрытий, заделки швов, трещин, выбоин (тут особенно ценна их способность затвердевать при низких температурах), для гидроизоляции, отделочных работах. Одним словом везде, где особенно ценятся все перечисленные свойства.
      Здесь нужно сказать, что понятие «новый» применительно к материалам, используемым сегодня на строительной площадке, довольно относительно. Тот же полимербетон недолго пребывал в этом привилегированном разряде, довольно быстро превратившись в материал привычный, традиционный. Сегодня на звание «нового»
      несколько претендентов. Среди них шлакощелочные бетоны. Производство их гораздо дешевле традиционных портландцементов (применяющихся в строительстве в качестве вяжущих материалов вот уже более столетия), а сырьевая база практически неограничена. Ведь это шлаки доменных, мартеновских, электроплавильных печей и, конечно, шлаки цветной металлургии.
      Нет трудностей и со щелочными компонентами. Их у нас предостаточно: многие крупнотоннажные отходы производства сульфида натрия, глинозема, капролактама могут пойти в дело, да и щелочные растворы, идущие на очистку металлических отливок от пригара, окалины, шлака и до сих пор сливающиеся в накопители или вывозящиеся на свалки. Шлакощелочные цементы в три раза дешевле традиционных и, как сообщают их создатели, многократно превосходят последние по качеству.
      Изделия из шлакощелочных цементов и бетонов успешно используются в различных конструкциях и сооружениях промышленного, сельскохозяйственного и других видов строительства. Обследование этих конструкций и испытания после длительной (до 20 лет) эксплуатации показали: прочность их не только не уменьшилась, а выросла в полтора раза.
      Впрочем, и это всего лишь один пример колоссальных возможностей химии. Ее задачи в ускорении социально-экономического прогресса нашей страны и братских социалистических стран определены Комплексной программой научно-технического прогресса стран — членов СЭВ. А создание и освоение в широких масштабах прежде всего новых прогрессивных конструкционных материалов, в том числе композиционных, керамических, полимерных, с применением новейших способов их обработки, названы 41-м (внеочередным) заседанием сессии Совета Экономической Взаимопомощи в качестве конечной цели. Потому что только эти перспективнейшие материалы способны обеспечивать опережающее развитие новых областей техники и самой современной строительной индустрии.
      Так какими же они должны быть — материалы будущего? Чем отличаются они от тех, что уже сегодня успешно трудятся на нас, удовлетворяя самые широкие вкусы и потребности?
      Думаю, что свойства таких материалов зависят от требований, которые предъявят к ним бурно развивающиеся техника, наука, промышленность. Но совершенно очевидно, что все эти материалы непременно будут синтетическими. И здесь, вероятно, самое время возразить тому несправедливо сложившемуся мнению, будто синтетические материалы — всего лишь заменители натуральных. Почему же заменители? Они давным-давно утвердили свое право на жизнь и независимое развитие.
      Их деловые качества нисколько не хуже натуральных аналогов, если, конечно, таковые вообще существуют. Ведь большинство синтетических материалов как раз и возникло потому, что известные природные вещества и материалы не отвечали тем требованиям, которые оказывались нужными технике, промышленности, народному хозяйству.
      Синтетические волокна, например, появились на свет не столько потому, что лен и хлопок исчерпали свои возможности как перспективные материалы в производстве технических изделий (шины, ремни и т. д.), а потому что той же химической индустрии (и другим отраслям промышленности) понадобились для технических нужд нити и ткани, способные не менять своих свойств в агрессивных средах и успешно трудиться в экстремальных условиях. Но дальше — больше. И на синтетические волокна заявили свои права текстильщики, работающие в соответствии с потребностями моды. Но значит ли это, что сегодня они уже утратили свое прямое значение новых материалов?
      Конечно, нет. Они все шире внедряются в производство, решая при этом еще одну важную задачу — экономию натуральных материалов. Разумеется, пока синтетиескпс волокна были лишь «стажерами» на промышленном поприще, пока к ним присматривались отдельные производства, прикидывая, включать их или нет в отлаженный, устоявшийся технологический цикл, — они были достаточно дороги. Объясняется это очень просто — накладные расходы по сравнению с объемами производства оказывались чрезмерно большими.
      Положение резко изменилось, как только возрос вал.
      И на дешевое, экономичное волокно кто только не стал претендовать, например, машиностроители. Им очень пршодились волокна, способные более чем на десять процентов увеличивать пробег автопокрышек. Волокна оказались способными придавать прочностные свойства пластмассам. Да такие, что они составили конкуренцию самой стали! Синтетические волокна готовы принять на себя еще и большую нагрузку, ведь работы для них на заводах и фабриках хватит на долгие годы.
      Так с помощью каких же инструментов химия совершает свои превращения, синтезируя все новые вещества и соединения? Один из главных инструментов химии, ее волшебная палочка, преобразованная в наши дня в полном соответствии с уровнем науки, — химический реактор. Но было бы глубоко ошибочным считать, будто он — рукотворное детище человека. Отнюдь...
      Природа испокон веков с успехом пользовалась этим уникальным инструментом. Собственно, вся эволюция химических превращений, происходящих в природе, зависела от условий, создаваемых в тех или иных реакторах. Звезды и планеты, например, реакторы, в которых неорганизованное вещество космического пространства трансформируется в тяжелые атомы и простейшие вещества. Правда, каждый такой реактор неуправляем.
      И если в звездах осуществлялось производство тяжелых атомов, то их превращения в химические соединения — сильфиды, карбиды, фосфаты, фториды, окислы — шло в недрах и на поверхностях планет.
      Многообразие условий протекания химических и физико-химических процессов, используемых на практике, обусловливает и широчайшее разнообразие конструкций аппаратов, в которых они осуществляются. Мы многое подсмотрели у природы, многое из происходящего в ней удалось смоделировать. И если современная наука создаст подходящий реактор, то наконец-то осуществится заветная мечта человечества — термоядерный синтез.
      Важнейшей задачей отечественного химического машиностроения на данном этапе остается создание высокоэффективных установок с оптимальным ресурсопотреблением. Насколько она трудна, можно судить хотя бы потому, что их конструкции аппаратов должны обеспечивать, с одной стороны, возможность поддержания оптимальных, и зачастую очень жестких с позиций химической технологии, режимов работы, а с другой — соответствовать всем требованиям НТР.
      Решение проблемы усложняется еще и тем, что для оптимального проведения большого числа химических процессов требуется исключительно широкое разнообразие вариантов оборудования. Но ускорение проектирования и изготовления последнего возможно лишь при наличии набора типовых решений. Как же поступить в подобной ситуации? Устранимо ли данное противоречие?
      Вполне. Путь к решению — в разработке химической аппаратуры как гибкой совокупности унифицированных узлов или модулей. Причем в первую очередь унифицировать надо машиностроительные узлы, изготовляемые по единой технологии, обеспечивая максимально возможное число их сочетаний — такое многообразие выбора и определит оптимальный вариант аппарата или машины. К оборудованию для крупнотоннажных процессов у НТР требования особые. И, прежде всего, повышенная надежность в сочетании с максимальной производительностью. При создании оборудования для производства малотоннажных химических продуктов главным остается легкость переналаживания и резервирования мощностей для обеспечения широкого диапазона областей применения.
      Но в том и в другом случае именно химический реактор является тем элементом технологической схемы, от совершенства которого зависит возможность осуществления в промышленных условиях производства нужных соединений. Оно и попятно, ведь современные хпмико-технологические процессы осуществляются с большими скоростями, с применением средств самонастройки на оптимальный режим и должны отвечать, кроме всего прочего, условиям комплексного использования сырья и энергии и исключить возможность загрязнения воздушного и водного бассейнов вредными выбросами.
      В наши дни химизация является одним из важнейших факторов, способствующих интенсификации развития всей экономики в целом. Поэтому химические отрасли промышленности в широком смысле слова развиваются и будут развиваться в двенадцатой пятилетке опережающими -темпами. А поскольку уже сейчас очевидно, что экстенсивные методы роста промышленности себя исчерпали, то требуются такие серьезные шаги, направленные на такие радикально качественные изменения технологических процессов, которые позволили бы самым оптимальным способом использовать сырье, топливо, энергию. Это разработка катализаторов нового поколения, внедрение в промышленную практику таких перспективных процессов, как мембранные, экстракция сжатыми газами при сверхкритических давлениях и, конечно же, новейшего оборудования.
      Другими словами, перспективы развития химической технологии определяются необходимостью создания экономичных, интенсивных технологических процессов, высокопроизводительной аппаратуры, систем автоматического контроля, управления и оптимизации не только отдельных процессов, но и целых производств с широким использованием электронно-вычислительной техники.
      Для решения этого сложнейшего комплекса проблем требуются и соответствующие кадры, так что перестройка высшей школы, которая сейчас осуществляется в нашем государстве, не что иное как приведение в должное соответствие уровней развития науки, производства и образования. Причем последнему в этой триаде, которая определяет успех научно-технического прогресса, безусловно, принадлежит ведущая роль. Более того, высшее образование, осуществляющее подготовку столь необходимых для развивающихся отраслей промышленности специалистов, само стало производительной отраслью народного хозяйства, той животворной силой, что способна постоянно и планомерно пополнять самое главное богатство страны высококвалифицированных создателей материальных ценностей. Время подтвердило верность мнения академика Владимира Ивановича Вернадского, считавшего «высшую школу в борьбе за существование более мощным орудием, чем дредноуты».
      Применительно к инженерно-химическому образованию такая характеристика удивительно справедлива.
      И это не только мое мнение. Подобную точку ярения разделяет, например, Дэвид Росс, книга которого «Энергия волн» издана у нас в стране несколько лет назад.
      В ней английский ученый, рассказывая о научном руководителе министерства энергетики Великобритании Гордоне Гудвине, обосновывает предпочтительное отношение к образованию инженера-химика, которое «исповедует» сам и которое вместе с ним разделяет и Гудвин.
      Вот, что пишет дословно Дэвид Росс на страницах своей книги: «Он (Гордон Гудвин) — инженер-химик и утверждает, что такое образование является идеальной основой, ибо охватывает любую инженерную область и позволяет разговаривать с .механиками, конструкторами и электриками на их языке».
      И это действительно так, потому что химия — та единственная фундаментальная наука, которая, обеспечивая глубокое понимание процессов и явлений, происходящих в природе, сближает, а не разделяет специалистов других областей знаний. Именно поэтому «язык химии» — это язык всех естественных областей знаний.
      То самое «эсперанто», на котором изъясняются квалифицированные инженерные кадры нашего времени.
      Нисколько не сомневаюсь, что он же сохранит свою значимость и в веке грядущем. Удивительно ли, что еще в 1985 году наше отделение физикохимни и технологии неорганических материалов активно участвовало в обсу.клешш проблем совершенствования подготовки инженеров-химиков на Международном симпозиуме по высшему инженерному образованию социалистических стран в Ленинграде.
      В том же году эти проблемы стали предметом горячих споров на межвузовской конференции по химической технологии в Куйбышеве, а в мае 1986 года на Международном симпозиуме по тепломассообмену в Минске ученые вновь вернулись к той же проблеме.
      Так каким же он должен быть, современный инженер-химик? Прежде всего, человеком творческим. Умеющим разглядеть задачу и решить ее. И здесь, к сожалению, мне видится сразу несколько тревожных тенденций в подготовке наших кадров. В первую очередь беспокоит тот факт, что число специальностей, по которым осуществляется в стране подготовка инженеров, на порядок больше, чем, например, в США.
      Разумеется, специализация — вещь хорошая. И реформа высшей школы предполагает подготовку специалистов для некоторых перспективных, но узко профильных направлений науки и техники. Однако общее количество специальностей должно быть ограниченно, да и готовиться специалисты должны вузами страны в строгом соответствии с заявками, получаемыми от предприятий. Когда же абсолютное большинство выпускников наших вузов (речь идет в данном случае о специалистаххимиках) получает только узкую специализацию, не тревожный ли то «факт? И не уместно ли по данному поводу вспомнить афоризм древних греков, перефразированный в свое время мудрым насмешником Бернардом Шоу:
      «Узкий специалист узнает все больше о все меньшем и так до тех пор, пока не будет знать все ни о чем и ничего обо всем».
      Для того чтобы такой весьма тревожный парадокс не реализовался в практике нашего образования, необходимо, чтобы высшая и в первую очередь техническая школа страны проводила широкую общенаучную, специальную и экономическую подготовку кадров по основным специальностям, строго отбирая еще в процессе обучения в институтах и университетах людей, проявляющих явную склонность к научной и инженерно-конструкторской деятельности.
      Тех, кто следит за развитием отечественной науки и сам принимает в ее становлении деятельное участие, беспокоит наметившееся в последнее время некоторое снижение способности отечественных научных коллективов к генерации и реализации новых идей, концепций, открытий. Это тревожное явление, зарождаясь еще в вузовских коллективах, наиболее активно может проявиться затем и в отраслевой и даже (что особенно опасно!)
      в фундаментальной науке.
      Объяснить наметившийся спад творческой активности отечественных специалистов и ученых на наш взгляд совсем несложно — отсутствие и в высшей школе, и в исследовательских институтах необходимой аппаратуры, новейшего оборудования. В Англии и США, например, революция в инструментальных методах химии, в том числе и инженерной, закончилась еще к началу 1984 года. Экспериментальные установки университетов и колледжей как правило автоматизированы. В основе такого резкого «отрыва» лежит разработка и промышленное освоение многочисленных и разнообразных микродатчиков (сенсоров) и, конечно, доступность индивидуальных средств вычислительной техники.
      Конечно, роль человеческого фактора и на производстве, и в науке сейчас чрезвычайно высока. Но чтобы его возможности полностью раскрылись, необходима техническая реализация идей, открытий, изобретений.
      С этим иногда дело обстоит неважно... Чтобы не быть голословным, приведу пример, подтверждающий этот вывод.
      Как известно, создание сверхбольших и сверхскоростных интегральных схем предъявило отечественной химической науке свой конкретный заказ. Одно из главных его требований — разработка структурно совершенных монокристаллов и эпитаксиальных (эпитаксия — ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого) структур арсенида (арсениды — химические соединения мышьяка с металлами) галлия и твердых растворов на его основе. Задача эта, прямо скажем, не из легких. И чтобы быстрее и успешнее ее решить, при Институте общей и неорганической химии АН СССР разработаны предложения по созданию Межведомственного научно-технического комплекса «Технология новых материалов для микро- и функциональной электроники)).
      И хотя идей, методов, подходов к решению поставленных жизнью проблем нам занимать не приходится, практическое решение тормозится главным образом отсутствием необходимого оборудования. Разумеется, ученые прекрасно знают, что именно им нужно для решения проблемы, но знать и иметь, как известно, совсем не одно и то же.
      И такое положение, к сожалению, складывается при рассмотрении многих других проблем, научных и практических.
      Как известно, в современном промышленном оборудовании (теплообменники, абсорберы для защиты окружающей среды от вредных газовых выбросов, газо-жидкостные реакторы) жидкость движется в виде тонких пленок толщиной от нескольких десятых миллиметра до 2-3 миллиметров. Чтобы создать методы расчета кинетики массообмена в таком оборудовании, необходимо провести тончайшие измерения: определить профили скорости по сечению пленки, профили интенсивности турбулентности, стохастические (случайные) процессы волнообразования на поверхности.
      Только одними теоретическими методами данную задачу не решить. По крайней мере так обстоит дело сегодня. Да и в ближайшие годы дело едва ли изменится, потому что построение теоретических моделей требует проведения тонкого эксперимента. И никуда здесь не денешься. А поскольку отечественной аппаратуры такого назначения пока что не существует, наш институт приобрел лазерный доплеровский анемометр фирмы ДIСА. Вся вычислительная техника в нем основана на базе мощного ВЦ. Случилось это ровно десять лет назад и позволило нам провести все необходимые измерения, и создать на их основе новую трактовку изучаемых явлений. А как следствие были созданы новые научно обоснованные методы расчета высокоэффективного оборудования.
      Но десять лет — это десять лет... И лазерный анемометр, сослуживший нам столь добрую службу, за это время, естественно, успел «состариться». Новую жизнь в него могла бы вдохнуть небольшая (теперь уже стандартная) приставка — модулятор. Однако ни модуляторы, ни приставки у нас пока не выпускают.
      Конечно, сдерживание из-за отсутствия необходимого оборудования наращивания научного потенциала страны и само по себе явление весьма тревожное. Но оно усугубляется еще и столь ярко проявившимся в наши дни несоответствием между теоретически безграничными возможностями человеческого познания и ограниченными возможностями одного человека. Сейчас науку создает коллективный человеческий разум. А ему в еще большей степени необходима и лазерная, и вычислительная техника.
      Так что и эту проблему решать придется. Иначе задач, поставленных перед наукой и промышленностью страны XXVИ съездом партии, не выполнить. К лицу ли нам подобное расхождение между словом и делом?
      И уж коли в этой главе речь зашла о болевых точках отечественной высшей школы и вытекающих вследствие ее недоработок, недочетов в подготовке специалистов, то хотелось бы отметить еще один довольно печальный «симптом». За последние годы значительно снизился уровень химической подготовки инженерных кадров в вузах нсхимического профиля. Такой серьезный просчет высшего образования обернулся и снижением общей химической культуры. И это на фоне возрастания химизации всех отраслей народного хозяйства.
      Правда, такая же печальная тенденция характерна не только для нашей страны. В США, например, в 1985 году был опубликован доклад на тему: «Анализ возможности химической науки», составленный комиссией Национальной академии наук, Национальной инженерной академии и Института медицины, совместно с научно-техническими обществами под председательством профессора Джоржа Пиментела. В нем обращается серьезное внимание американской общественности на недооценку роли химической науки в научно-техническом прогрессе и подчеркивается ее выдающаяся роль в развитии промышленности, сельского хозяйства, здравоохранения и других областей человеческой деятельности.
      Мы, к сожалению, страдаем той же болезнью. Чтобы исправить сложившееся положение, Минвузу, АН СССР и отраслевой науке необходимо объединить усилия.
      Не в конфликте, оспаривая собственную значимость, а в добром союзе нужно решать важнейшую для экономики страны задачу, без которой не реализовать грандиозных планов экономического и социального развития страны.
      Что же касается Академии наук, главного центра фундаментальной науки, то ее участие в разработке и решении прикладных проблем должно, бесспорно, возрасти, но не за счет перекладывания на плечи академических институтов отраслевых задач, как это нередко делается сейчас, а путем создания такого организационного механизма, который позволит АН СССР более эффективно и решительно влиять на повышение уровня и практической отдачи отраслевой науки. Форм работы здесь может быть найдено великое множество. Это и экспертиза программ и проектов, и участие в формировании временных научных коллективов, и подготовка и переподготовка кадров высшей квалификации, и информационное обеспечение исследований, и еше много других не стандартных, но крайне необходимых видов действенной научной помощи.
      В общем, главное — работать. И помнить, что никто за нас наше дело не сделает.
      «Посев научный — для жатвы народной»
      Эти замечательные слова, выражающие смысл и цель гигантского научного наследия Дмитрия Ивановича Менделеева, не случайно вынесены мной в название параграфа. Хочу, однако, обратить внимание читателей на тот факт, что, несмотря на неоспоримость и даже афористичность данного утверждения, содержание крылатой фразы легко поддается искажению. Ибо сеятеля от народа, соберущего рано или поздно урожай с заботливо ухоженного учеными поля, разделяют время, расстояние и те люди, которым предстоит еще эти посевы растить.
      От последних, как очевидно всем, зависит особенно много. Потому что и плодородная земля, и отборное зерно, спящее в ней до поры, до срока могут дать худосочные всходы, если не вовремя получат подкормку, с опозданием будут напоены, окажутся незащищенными от сорняков и вредителей. Одним словом, посев, произведенный даже очень талантливым сеятелем, должен попасть под опеку добросовестного и одаренного последователя, дабы жатва оказалась действительно обильной.
      На языке науки это значит, что сеятеля и тех, кто станет работать в бу/дущем на той же самой ниве, должны объединять общность задач, методов, приемов. Одним словом, то, что принято обозначать понятием — Школа.
      Конечно, блистательных успехов в отдельных областях науки, например, математике, способны достичь и исследователи-одиночки, независимо ни от кого отстаивающие, утверждающие право на собственное видение, понимание и решение проблемы. Но, согласитесь, им придется нелегко. Навыки, разумеется, наживутся. А хорошо известный метод «проб и ошибок» приведет в конце концов к заветной цели. Но сколько времени окажется растраченным зря, сколько сил уйдет на открытие того, что уже сделано другими!
      И только Школа с ее традициями, «секретами» приемов, особенностями подхода к решению сложнейших научных задач способна оградить ученого от ненужных издержек на пути творческого поиска. Результативность Школы многократно выше, нежели поиск одиночек.
      По крайней мере, применительно к математике, физике, биологии, медицине и, конечно, химии это совершенно очевидно.
      Достаточно внимательно посмотреть список лауреатов премии Ленинского комсомола, чтобы убедиться в правоте моих слов, За какую бы глубокую проблему ни брались молодые исследователи, какое бы научное направление ни штурмовали, их результат тем серьезней и значительней, чем солидней, фундаментальней за их плечами высится Школа.
      Я уже не раз упоминал на страницах этой книги о ГИПХе — Государственном институте прикладной химии. Находится он в Ленинграде и входит в число первых научно-исследовательских институтов, созданных вскоре после Великой Октябрьской социалистической революции.
      Сегодня ГИПХ — всемирно известное научное учреждение, прославившее советскую науку крупными достижениями и научной Школой, стиль, «почерк» которой не спутаешь с другими, ибо создавали институт крупные русские ученые — академик Н. С. Курнаков и профессор Л. А. Чугаев. Ученики и последователи бережно сохраняют традиции своих выдающихся учителей.
      Традиции же эти гласят: взялся за проблему — не отступай от нее, будь последователен; а дабы не «изобретать велосипед», изучи предварительно все, что сделано по этой или близкой проблеме в стране и в мире.
      Так, собственно, и произошло, когда к разработке технологии изотопа фосфор-33 и производству «меченых»
      соединений на его основе приступили молодые исследователи ГИПХа. Эта работа была в дальнейшем отмечена премией Ленинского комсомола.
      Проблема, за решение которой взялись молодые гипховцы, лежала на стыке наук, как, впрочем, и многие другие проблемы, над которыми трудятся ученые в настоящее время. О сути стоящей перед исследователями задачи можно рассказать вот что.
      С тех пор, как человечеству стала известна одна из сокровеннейших тайн природы — генетический характер наследственности, а спустя четыре десятилетия и материальная основа гена-ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты), ученые всех стран пытаются расшифровать последовательности нуклеотпдов, из которых они состоят.
      Дело это чрезвычайно трудное. И только с помощью химического «ключа» оказалось возможным открыть дверь «за семью печатями». А если точнее, с помощью химии радиоизотопов, потому что рассекретить тайнопись нуклидов можно, только синтезировав соединение идентичное, но меченное радиоактивным изотопом (изотопы — это атомы одного и того же химического элемента, отличающиеся массой ядра. Ядра изотопов при разном числе нейтронов содержат одинаковое количество протонов. Изотопы одного элемента занимают общее место в периодической системе Д. И. Менделеева).
      Радиоактивные изотопы, проникая в клетку, обнаруживают себя благодаря излучению. Но они же способны и разрушать молекулу, в которую введены, если излучение окажется жестким.
      Первые радиоактивные изотопы азота, кремния, фосфора были получены искусственным путем выдающимися французскими физиками И. и Ф. Жолио-Кюри. Это были первые изотопы, созданные человеком, а не природой!
      Стабильные изотопы, то е?ть не обладающие свойством радиоактивного излучения, образовались когда-то в результате ядерных реакций, протекающих в природе. Радиоактивные изотопы также есть в природе, но большинство их рождается в атомном вихре, в ядерном реакторе или на ускорителе, где облучается какой-нибудь тяжелый элемент, например, уран. Облучение сопровождается делением ядер.
      Активность излучения, сопровождающего деление атомных ядер, определяется с помощью специальной меры — кюри, получившей свое название в честь знаменитого французского физика. Кюри — это активность излучения грамма радия в одну секунду.
      Прежде, чем получить обогащенное радиоактивным изотопом нужное соединение, химик вынужден решить несколько задач. В первую очередь он должен хорошо очистить соединение, которое предстоит исследовать.
      А очистив, «метит» его изотопом.
      Метод изотопных индикаторов называют еще методом меченых атомов. При этом исследователь всегда отдает предпочтение изотопу с мягким бета-излучением, имеющим длительный период полураспада, поскольку только такой изотоп дает возможность регистрировать меченые атомы на протяжении длительного времени. Более того, по интенсивности излучения несложно определить и суммарное количество элемента, а не только расположение меченых атомов в изучаемой молекуле.
      Без дшченых атомов сегодня невозможно ни одно серьезное исследование биологических процессов на молекулярном уровне, и нужда в них химии, медицины, биологии, селекции чрезвычайная. До недавнего времени один из главных поставщиков «меченых» соединений для нужд страны — ГППХ располагал, к сожалению, крайне неравномерной номенклатурой. Институт производил, например, около трехсот наименований соединений с радиоактивным углеродом, вдвое меньше с тритием (радиоактивным изотопом водорода), а с радиоактивным фосфором всего семь. Для такой «скудности» было, разумеется, очень серьезное основание: работать с изоюпом фосфор-32Р, а именно с ним имели дело исследователи, чрезвычайно трудно. Во-первых, жесткое излучение изотопа требует в лаборатории специальных мер защиты. Во-вторых, период его полураспада невелик — чуть больше 14 дней. Бывает, например, что эксперимент еще не завершится, а «меченое» соединение уже перестает о себе заявлять излучением. К тому же фосфор-32Р еще и «капризен», так как склонен в отличие от своих изотопных собратьев образовывать аэрозоли. А эта взвесь соединений радиоактивного фосфора в лаборатории — и вред здоровью ученых, и помеха в работе.
      В общем, изотоп фосфор-32Р труден в работе, к тому же и дорог. Поэтому многие ученые-радиохимики во всем мире предпринимали неоднократные попытки получить другой радиоактивный изотоп — фосфор-ЗЗР. Но все они оказывались безрезультатными. И это несмотря на то, что способ получения и основные свойства изотопа — ЗЗР было предсказать нетрудно на основании знания общих законов радиоактивного распада.
      Ученые не жалели сил и времени, чтобы получить этот изотоп. Подумать только, продолжительность полураспада его обещала быть 25 суток (многие эксперименты можно было бы завершить за такой срок), и в то же время уровень излучения в 7 раз ниже, чем у фосфор-32Р. К тому же соединения, меченные изотопом фосфор-ЗЗР, могли быть получены в высочайшей степени радиохимической чистоты.
      Молодые ученые ГИПХа, как я уже говорил, решили эту проблему.
      Но почему все-таки зарубежные ученые, располагающие самым уникальным оборудованием, потерпели неудачу?
      С поиска ответа на этот вопрос, как предписывает гипховская Школа (учтя ошибки предшественников), и начали они свою работу. И очень скоро пришли к выводу, что ученые и не могли получить фосфор-ЗЗР, поскольку не располагали для этого близким по массе элементом — серой-338, которую прежде не удавалось получить.
      Потребовалось ответить и еще на один вопрос: а если бы предшественники все-таки располагали серой-335, они смогли бы получить радиоактивный фосфор-ЗЗР или нет?
      Ответ оказался в то время также отрицательным, потому что превращение одного вещества в другое могло бы произойти только под воздействием сверхмощных потоков нейтронов, а источником такого излучения предшественники не обладали.
      Химики ГИПХа обратились за помощью к коллегамфизикам. К тому времени в СССР впервые в мире уже была получена элементарная cepa-33S, и главная заслуга в этом принадлежала ученым Института атомной энергии имени П. В. Курчатова. К ним-то и обратились ленинградские химики с просьбой создать сырьевую базу для получения изотопа фосфор-ЗЗР. И изотоп cepa-33S, выделенный из изотопного моря естественной серы, в Институте атомной энергии был передан ГИПХу.
      Но драгоценную cepy-33S еще предстояло «обстрелять» в реакторе нейтронным «градом» и отделить от нее фосфор-ЗЗР, образовавшийся на стенках кварцевой ампулы под воздействием облучения. А для этого пришлось создать специальную аппаратуру, позволившую осуществить такое разделение старым, добрым химическим методом — отгонкой. И в конце концов изотоп фосфор-ЗЗР был получен, и стал тем самым «ключом», что, «войдя» в молекулу, двадцать пять дней непрерывно посылает исследователям сообщения о своем положении и всех превращениях, происходящих в интимнейшем из миров — генетическом аппарате.
      Мне не довелось самому быть участником этих работ и о событиях поиска знаю лишь по материалам прессы и документам, представленным в Комиссию по присуждению премии Ленинского комсомола. А значит, какие-то детали, тонкости этого поиска наверняка не нашли здесь своего отражения. Но думается, что в данном случае не это важно. Главное в другом — как творчески подошли молодые ученые к решению важной комплексной научной задачи, и в этом, пожалуй, основной секрет их успеха.
      Понятие «Школы» — отнюдь не застывшее, сцементированное опытом нескольких поколений научное здание. Традиции не мешают ему расти, а помогают, становясь опорой, фундаментом для поисков новых и неожиданных направлений. А если рядом появляется еще и молодая поросль новых Школ и направлений, то этому нужно только радоваться, так как соревнование ценнейшее качество любого поиска. А научного — особенно. И это верно применительно к фундаментальным исследованиям, и к прикладной, в том числе и вузовской науке. Последняя все решительнее берется сегодня за важные проблемы, и лучшее тому свидетельство — выставка, работавшая в июне 1986 года в Минвузе СССР.
      Она называлась «Наука вузов — стране» и знакомила посетителей с высокоэффективными решениями больших народнохозяйственных задач. Многие экспонаты выставки могли бы украсить стенды любой международной экспозиции, а красота и логичность поиска, предшествовавшие практической реализации идей, не могли не радовать.
      Необычайной выставкой заинтересовались представители промышленности и здесь же устанавливались деловые контакты. Широта научных интересов высшей школы оказалась столь всесторонней и многоплановой, что нп одна отрасль народного хозяйства не была обойдена их вниманием.
      Московский авиационно-технологический институт имени К. Э. Циолковского представил, например, на выставке новый метод производства армированных пластиков на основе термопластических полимеров.
      Оригинальное творческое решение, предложенное учеными института, позволяет коренным образом изменить способы производства надежных и очень нужных пародному хозяйству конструкционных материалов, изготовление которых идет сейчас по сложной и экономически несовершенной схеме, основной порок которой — многоступенчатость. Прежде всего, необходимо получить смесь из смолы, отвердителя и различных добавок, пропитать этим малоприятным для наших органов чувств составом упрочняющий материал (ткани, полосы, ленты из кварцевых, углеродных, стеклянных или других волокон), подсушить, сделать заготовки и отформовать. Но до конца еще далеко, потому что полученное изделие нужно выдержать при высокой температуре. А отходы, которые остаются после раскроя заготовок? А взрывеи пожароопасность производства? Разве об этом можно забывать?
      В основе нового метода, предложенного Московским авиационно-технологическнм институтом, — разделение труда. Химическая промышленность производит армирующие и плавкие модифицированные волокна; текстильщики ткут из них материалы с заданным чередованием нитей, рисунком, толщиной. Такую ткань легко доставить на предприятия, нуждающиеся в армированных пластиках. А поскольку при производстве ткани чередующиеся упрочняющие и плавкие полимерные волокна уже нагревались под давлением, и полимерные нити, расплавившись, связали армирующее волокно, то заготовки, выкроенные из такой ткани, не нуждаются в длительном выдерживании при повышенной температуре и давлении. Им нужно только сложить в стоики и отформовать.
      Преимуществ у нового способа, на мой взгляд, довольно много. Во-первых, экономия времени. Во-вторых, почти в четыре раза снижается трудоемкость процесса и. в-третьих, открывается возможность отформовать любой конфигурации изделие, скажем, полусферы: ведь новый материал совсем нетрудно уложить в пресс-форму.
      К тому же цвет армирующих волокон при обработке не меняется, а значит, отпадает надобность в лакокрасочном покрытии.
      Не пропадут и отходы, которые прежде выбрасывались. Они уйдут на формовку мелких деталей. Тех же заклепок, например, которые значительно долговечнее металлических, ведь коррозия им не страшна, да и пластиковому корпусу малолитражки они больше «к лицу».
      Уже сегодня с помощью волоконных материалов можно производить почти два десятка новых конструкционных материалов, получаемых из фенилона (армирующего) и капрона (плавкое вещество). Причем эти материалы не уступают по прочности даже стали и выдерживают колебания температуры от -60 до +60 градусов. А если химическая промышленность еще и расширит ассортимент волокон, то, подбирая, модифицируя пары, придавая им определенные свойства, изменяя толщину и структуру нити, можно получить целую гамму материалов с нужными качествами. Они могут обладать химической и термостойкостью, удивительной прочностью. К тому же останутся легкими, не утратят теплоизолирующих достоинств.
      В подобных материалах сегодня нуждается сельское хозяйство, судостроение, машиностроение, автомобильная промышленность, авиастроение и т. д. Мало ли где еще смогут пригодиться армированные пластики!
      Важно, чтобы эта научная разработка скорей реализовалась. Сдерживает ее практическое применение одно немаловажное обстоятельство: химическая промышленность должна производить разнообразный ассортимент волокон в небольших количествах, а малотоннажное производство предприятиям, как известно, невыгодно, так как в силу значительных накладных расходов дорого.
      Так что пока что судьба интересной разработки, открывающей возможность сочетания безопасности труда, высокой его производительности, замены дорогих материалов гораздо более дешевыми, весьма и весьма проблематична.
      Правда, на выставке экспонировались работы с гораздо более удачливой судьбой. Кафедра химической технологии пластмасс Московского химико-технологического института имени Д. И. Менделеева предлагала, например, технологию термоэластопласта «бенэласт».
      Шлангам, приводным ремням, транспортерным лентам, бензобакам, подошвам обуви, изготовленным из него, не страшны пи холод, ни жара. Объясняются эти достоинства полимера просто — в его структуре чередуются жесткие и эластичные полиэфирные блоки. Сетку, придающую бенэласту механическую прочность, образуют жесткие блоки. Роль гибких пружин на стыках сетки выполняют эластичные полиэфирные блоки.
      Производство бенэласта безотходно. Это объясняется особенностями все той же структуры полимера. Ведь он своим свойством напоминает резины, в которых есть и химические сшивки, и различные наполнители. Но бенэласт отличается от резины тем, что может подвергаться многократной переработке.
      В бенэласте так заинтересовано народное хозяйство, что в работу по его производству уже включились Воронежский филиал ВНИИ синтетического каучука, НИИ резиновой промышленности, Украинский НИИ пластических масс.
      Впрочем, судьба реализации многих разработок зависит от целого ряда причин. Разобщенность, узкий ведомственный подход многих министерств не только мешают отдельным отраслям народного хозяйства прочно встать на курс ускорения, но и наносят серьезный урон экономике страны.
      Приведу конкретный пример. Чтобы защитить от коррозии металлические конструкции, мы тратим на покрытия, покраску и ремонт многие миллионы рублей. Поддержание в порядке газо- и нефтепроводов также требует колоссальных капиталовложений, причем изоляционные ленты «поликен», «нитто», «фурокава» страна покупает за рубежом. Эти дорогостоящие ленты, однако, не выдерживают низких температур и их нельзя применять в Сибири, в районах Крайнего Севера, а в Среднеазиатских республиках они применимы с большой оговоркой, так как «выдерживают» лишь плюс 40 градусов, а если температура выше, то провисают и размягчаются. В средпеклиматических условиях хлопот с импортными изоляционными лентами также хватает, поскольку высокопарафинистые нефти специально подогревают и они идут по трубопроводу горячими. Вот и приходится каждые пять-семь лет менять пришедшую в негодность изоляционную ленту.
      Выход из сложившейся ситуации в создании собственной термостойкой ленты. Московский институт имени И. Н. Губкина совместно с ВНИИ строительства магистральных трубопроводов разработал технологию таких лент и представил ее на выставку в Минвузе.
      Делают отечественную термостойкую ленту, как и импортную, из полиэтилена — дешевого, очень доступного сырья. Но... с добавлением веществ, способных придавать ей эластичность, термостойкость и, что особенно важно, адгезионные качества. Последнее, как известно, означает сцепление поверхностей разнородных тел, гарантирующее прочность покрытия металла защитной лентой. Губкинцами разработан принципиально новый способ получения дефицитных лент и создано три их типа, отличающихся друг от друга по качеству и по способу нанесения на металлическую поверхность.
      Лентой, получившей товарное название ЛТСИ, например, обматываются трубы, покрытые горячим битумом. ЛПИ-80С (так называется другой вид ленты) сама имеет липкое покрытие и в предварительном нанесении битума не нуждается, надо только, чтобы металлическая поверхность, на которую ляжет лента, была бы не загрязненной. Третий вид ленты ЛТИ-823 разработан специально для изоляции трубопроводов и с успехом может быть применен взамен импортных термоусаживающихся муфт, кстати, очень дорогих.
      Тот, кто побывал на строительстве трубопровода, знает, что он собирается из отдельных труб, уже покрытых изоляционной лентой. Ею не защищены только небольшие участки поверхности в тех местах, где трубы будут свариваться. Но и эти участки тоже должны быть надежно изолированы, защищены от разрушительного воздействия коррозии. Для этого на еще горячий после сварки стык и надевают полимерную муфту. После охлаждения она надежно закроет поверхность стыка.
      С помощью термоусаживающей пленки сделать это легче, быстрее.
      Все, казалось бы, за то, чтобы разработка столичного вуза как можно быстрее реализовалась. Рабочие, прокладывающие и ремонтирующие трубопроводы, ждут ее не дождутся, сырья — в достатке, необходимое оборудование, созданное украинскими машиностроителями, — имеется, техническая документация давно готова. Даже трассовые испытания подтвердили достоинства отечественных лент, их преимущества перед импортными, а межведомственная неразбериха продолжается. Беда...
      И огромный урон экономике страны — вот ее следствие.
      Работ на выставке было много, но разумеется, для меня наиболее интересными были те, что связаны с достижениями химии и химической технологии. И, конечно, с созданием новых материалов и веществ. Взять хотя бы препарат картолин. Его представил на выставку мой родной вуз Московский химико-технологический институт имени Д. И. Менделеева.
      Картолин — первый антистрессовый препарат для растений. Действует он по принципу антидепрессантов, используемых в медицине, то есть так же, как и опи, препарат выводит посевы из состояния угнетенности.
      Картолин — один из производных картаминовой кислоты, синтезированных в Менделеевке. И одно, по не единственное из этого семейства веществ, благотворно влияющее на развитие растений.
      Физиологам, например, хорошо известно, что пережившие засуху, заморозки растения очень медленно обретают «форму». Они выходят из стресса долго и трудно. Ученые — защитники растений, агрономы, селекционеры давно мечтали о препарате, который позволил бы многократно сократить период выздоровления. Картолин — как раз такой препарат.
      Как установили испытания, проведенные ВНИИ химических средств защиты растений и Институтом физиологии растений имени К. А. Тимирязева АН СССР, применение картолина позволяет собирать неплохой урожай при неблагоприятных погодных условиях.
      Картолин — уникальный регулятор роста. В отличие от знаменитого стимулятора роста растений ТУРа, столь распространенного в нашем сельском хозяйстве, при нормальной, погодной ситуации, картолин не влияет на развитие растения. Он приходит на помощь растению только в критические моменты и так отлаживает биологический механизм, что растение оказывается способно не только противостоять всем невзгодам, но дать хороший урожай.
      И если сегодня в адрес гербицидов (вся «вина» которых в безграмотном их применении) мы слышим множество упреков, то с помощью картолина погубленное нерадивым земледельцем поле вновь можно возродшь.
      Дело в том, что картолин вызывает активное деление клеток растений только при стрессовых обстоятельствах, тогда как весьма распространенные в мире цитокинипы (кпнез — деление) действуют по тому же принципу, но в нормальных и, более того, в благоприятных условиях роста.
      Это вещество синтезировано впервые и обещает земледельцам самые заманчивые перспективы. Например, в зонах рискованного земледелия внесение не более полкилограмма препарата на гектар гарантирует стабильный урожай. А ведь большая часть нашей пахотной земли как раз и находится в зоне рискованного земледелия.
      К тому же, что совсем немаловажно, картолпн дешев.
      Ориентировочная цепа одного килограмма препарата не превышает 10 рублей.
      МХТИ совместно с Всесоюзным научно-исследовательским институтом гербицидов и регуляторов роста растений разработал промышленный способ производства этого препарата, и ограничений в его выпуске может не быть.
      Дело, как говорится, за внедрением. На выставке в Минвузе, где препарат был представлен, красноречивая надпись достаточно убедительно взывала об этом: заинтересованные организации могут обращаться непосредственно к разработчикам.
      Химия сегодня широко «простирает руки свои», и предметом ее опеки становятся различные области знаний. Взять хотя бы медицину. В нее уже давно и прочно вошли и отлично себя зарекомендовали искусственные клапаны сердца, синтетические кровеносные сосуды. Они сделаны из силаплена силоксановой резины, которую получают вулканизацией кремнийорганических соединений.
      Реакция осуществляется с помощью катализатора — вещества, повышающего скорость химической реакции.
      Но катализатор вулканизации — в данном случае органические перекисные соединения — мы по довольно дорогой цене закупаем за рубежом. Работы по созданию отечественного катализатора, не уступающего по своим качествам импортному, велись в стране несколькими научно-исследовательскими институтами, а результативными оказались усилия двух кафедр Московского института юнкон химической технологии имени М. В. Ломоносова:
      Редких и рассеянных элементов и Синтеза элеменгоорганических и неорганических полимеров, создавших катализатор на основе комплексных соединений.
      То, что этот катализатор по многим параметрам превосходит импортный, очевидно уже сегодня. Во-первых, он растворим в кремншюрганических соединениях, а значит, равномерно распределяется по вулканизуемой массе, и потребуется его меньше. Во-вторых, его воздействие на вулканизуемую массу очень мягкое, и она становится эластичной, очень легко размягчается при нагревании. В результате обработка полученной массы значительно улучшается, а резина в итоге выходит прочнее.
      У этой работы есть и еще одно важное достоинство:
      нужные количества катализаторов столь невелики, что их легко нарабатывает кафедра Редких и рассеянных элементов MPITXT.
      В общем, уже сегодня появилась реальная возможность отказаться от зарубежного катализатора, полностью обеспечив потребности страны в силаплене за счет собственных резервов.
      Эта научная разработка открывает возможность решения и еще более многоплановой социальной задачи, ведь с внедрением в отечественную медицину искусственных клапанов сердца, магистральных кровеносных сосудов, кардиомассажеров, желудочно-кишечных зондов и так далее связаны победы над многими заболеваниями, считавшимися прежде неизлечимыми. Л что может быть дороже здоровья человека?
      Отечественная химия и химическая технология давно и очень многопланово трудятся на здравоохранение. Вот уж поистине — народная жатва в данном случае на медицинской ниве все ощутимее чувствует, сколь обилен научный посев, совершенный в разное время и разными поколениями отечественных химиков. Причем, на «алтарь» здравоохранения работают сегодня и фундаментальная и прикладные науки, нередко, при решении крупнейших, глобальных проблем, объединяя свои усилия.
      Взять хотя бы такую большую и социально важную проблему, как борьба с травматизмом. Казалось бы, какое отношение имеет химия к ее решению? Оказывается, самое непосредственное. Помню, как-то в одном из архивов я обратил внимание на совсем небольшую заметку, опубликованную на страницах «Журнала военного хозяйства» от 15 августа 1922 года. А написана она была Михаилом Ивановичем Калининым — одним из самых авторитетных людей Советского государства, в .то время председателя ВЦИК. Народ любовно называл товарища М. И. Калинина сначала Всероссийским, а затем, после образования СССР, — Всесоюзным старостой.
      Что же волновало Всероссийского старосту в тяжелейшие для молодой Советской Республики времена, какая забота заставила его взяться за перо в дни напряженной борьбы с интервенцией, разрухой, голодом? Оказывается, политически остро стоявший тогда вопрос о борьбе с инвалидностью.
      «...Голодный крестьянин, — писал М. Калинин, — ждет помощи от Советской власти. Безработный рабочий требует работы, они оба обращают свои надежды на рабоче-крестьянское правительство... Но все эти упреки ничто по сравнению с упреками, которые я получаю от красных инвалидов гражданской войны. Ежедневно 1-2 десятка инвалидов посещают мою приемную, у всех один основной вопрос: «Помогите. — Я имею право на помощь от Советской Республики».
      Голод заслонил от рабочих, крестьян, Советского правительства этих прекрасных мучеников. У меня один ответ: подождите до осени, дайте пережить остроту голода, Советская власть не забудет, не оставит, сделает все, что в ее силах, для своих красных героев...»
      И страна, Советская власть не забыли их. Еще в 1921 году в Москве был организован Лечебно-протезный институт (ныне всемирно известный институт травматологии и ортопедии — ЦИТО), а в 1923 году — Институт скорой помощи имени Н. В. Склифосовского.
      Отечественная ортопедия и травматология располагает сегодня, в том числе и благодаря химии, широчайшими возможностями. Тысячам людей медицина вернула здоровье благодаря эндопротезам (внутренним протезам), суставам из металла или полимеров, консервации костей. Успешно развиваются методы микрохирургии л приживления кисти, пальцев, целой руки. Еще недавно казавшиеся роком самые тяжкие заболевания, такие, например, как опухоли костей, сегодня в большинстве случаев не только не приводят к смерти, но и к ампутации конечности. Такому больному пораженный сустав заменяют консервантом, сохраненным при непосредственном участии химии. А как это важно, особенно если речь идет о ребенке, только вступающем в жизнь, попятно любому, даже очень далекому от проблем травматологии человеку. Пройдет время, донорская кость ассимилируется организмом и станет его собственной неотъемлемой частью.
      Донорскую кость можно заменить и полимерной.
      Правда, создать идеально совместимый с человеческим организмом полимер вряд ли удастся в ближайшее время. Еще в 1960 году академиком В. А. Каргиным была высказана мысль о том, что биосовместимым можно считать полимер, вводимый в организм на ограниченное время для выполнения какой-то конкретной лечебной задачи и который затем разрушается и заменяется вновь образованными тканями. Блестящее предположение ученого подтверждено практикой. И полимеры все решительней проникают в медицину.
      В Институте химии высокомолекулярных соединений Академии наук Украинской ССР созданием медицинских полимерных материалов занимается коллектив, возглавляемый профессором Т. 3. Липатовой. Сущность предложенного учеными метода в том, что полимер вводят в тот или иной орган в виде пломбы или клеевого шва, искусственного клапана пли сосуда с учетом биологической активности среды и характера нагрузки, воздействующей на протез. С учетом этих важнейших факторов и разрабатывается состав и структура полимерного материала, его делают сплошным или пористым, в виде сетки и т. п. Но чтобы подобрать материал, оптимальный для данных условий, необходимо иметь возможно более полное представление о характере взаимодействия биологической среды с полимером, и успехи в этой важной области значительны. В настоящее время стало возможным даже регулировать срок рассасывания полимера в организме.
      Полиуретановый клей КЛ-3 является представителем именно такого рода материалов и предназначен для наложения на различные раны. Его авторы ученые Института туберкулеза и грудной хирургии Минздрава УССР сегодня с успехом применяют этот материал для закрытия бронхиальных свищей, а в киевской городской больнице No 3 — при закрытии кишечных свищей. Характерной особенностью клея КЛ-3 является то, что при отвердении он вспенивается и увеличивается в объеме.
      Этим и достигается достаточная плотность закрытия отверстия. Если же в состав клея ввести катализатор, то можно регулировать время затвердения от нескольких секунд до нескольких минут.
      Используется этот клей и при лечении такой, к сожалению, весьма распространенной болезни, как язва желудка. Оказалось, что лечение возможно в амбулаторных условиях и без операционного вмешательства. В Тернопольском медицинском институте впервые начали накладывать клей непосредственно на язву через тубус гастроскопа.
      Широкое применение нашел КЛ-3 и при урологических операциях, и в челюстно-лицевой хирургии. Этот препарат используется уже и за пределами СССР.
      В частности, в Чехословакии при пластике мозговых свищей и трепанационных отверстий. В последнее время чехословацкие хирурги применили его при лечении злокачественных опухолей головного мозга, для обеспечения высокой местной концентрации лекарства, подавляющего рост опухоли. Для этого из клея изготовляют пломбу, в наполнитель которой входит лечебный препарат.
      В Москве, в Институте сердечно-сосудистой хирургии имени А. Н. Бакулева успешно проводится изучение возможностей применения полимерных материалов для создания искусственных кровеносных сосудов. Было обнаружено, что наиболее устойчивыми к образованию тромбов являются полимеры, поверхность которых обработана гипаритом или гидрогелями. Однако важное значение для решений этих задач имеют не только химические, но и физические свойства материала. Тромбообразование определяется, кроме всего прочего, еще и условиями смачивания поверхности кровью, адсорбцией (адсорбция концентрирование вещества из объема фаз на поверхности раздела между ними, например, из жидкости на поверхность твердого тела) белков крови на внутренней поверхности сосуда. Важнейшую роль при этом играет шероховатость поверхности полимерного материала. Она в значительной степени влияет и на структуру потока крови в полимерном кровеносном сосуде.
      Для создания полноценных протезов необходимо прежде всего знать механические свойства живых тканей, например, деформируемость, прочность и т. д. Этими проблемами занимается Институт механики полимеров Академии наук Латвийской ССР.
      Одним словом, представители многочисленных Школ и направлений отечественной химии самым активным образом участвуют в решении важнейших проблем медицины, используя при этом все богатства обильной научной нивы.
      И только факты...
      В одно из своих посещений родных мест довелось мне проезжать свинокомплекс «Искра». Предприятие это на Рязанщине известно, пользуется заслуженной славой п в области, и за ее пределами. Здесь давно решены многие социальные проблемы, над которыми другие еще бьются: стабильность кадров, прекрасное жилье для рабочих, посменный труд. И отлаженный производственный цикл. В поселке, где живут рабочие комплекса, многоэтажные дома со всеми удобствами, общеобразовательная и музыкальная школы, прекрасный Дворец культуры, спортивный зал. Магазин, прачечная, гостиница — все свое, все добротно и современно. Но вот беда: время от времени душная, смрадная волна накатывается на жилой массив. Это ветер доносит зловоние с навозонакопителей, отравляя людям настроение и жизнь. Последнюю, впрочем, не только им. В местной речушке из-за сбросов свинокомплекса давно перевелась рыба, водившаяся в ней прежде, пропали лягушки, исчезли птицы в округе. Мертвая в буквальном смысле река опоясывает поселок свинокомплекса «Искра», по берегам ее умирают деревья. Так и хочется миновать, проехать побыстрее это гиблое место.
      Между тем, если по-хозяйски подойти к проблеме, решить вопрос утилизации свиного навоза можно и должно. Разумеется, самим работникам сельского хозяйства его не осилить. Здесь нужна действенная помощь науки. Нисколько не сомневаюсь в том, что рязанским научно-исследовательским институтам ото дело оказалось бы под силу, займись они им по-настоящему. Да и к чужому опыту не грех обратиться, например, латвийского Института микробиологии имени Августа Кирхенштейна, с успехом применяющего для утилизации отходов, скапливающихся на крупных животноводческих предприятиях, специальную культуру термофильных анаэробных, метанопродуцирующих бактерий. Расшифровываются эти довольно загадочные слова несложно: бактерии, не нуждающиеся для поддержания процесса жизнедеятельности в кислороде. Зачем же нужны такие бактерии?
      Чтобы превратить органические вещества биологических отходов в метан. Никаких секретов в таком методе утилизации смердящих отходов того же свинокомплекса здесь нет. Людям моего поколения этот «секрет» известен еще со школьной скамьи. Да и поколениям помоложе, вероятно, помнится несложный опыт, предписываемый учебниками естествознания: взять пробирку, собрать в нее пузырьки газа, выделяющегося со дна зарастающего водоема, поджечь его — над пробиркой вспыхнет язычок пламени. Это горит метан — болотный газ. Его продуцировали из органических остатков специальные бактерии. К помощи этих бактерий и обратились латышские ученые, разрабатывая методы утилизации и продуцирования свиного навоза.
      В ферментаторе — аппарате для выращивания бактерий, с их помощью производят природный газ при температуре 50-55 градусов. Такой подогрев необходим, чтобы погибли болезнетворные организмы, содержащиеся в органических остатках, и разрушились дурно пахнущие вещества. Полученный биологический газ — дешевое высокоэкономичное топливо, а главное, источник его неиссякаем: пока существует комплекс, производство газа не прекратится. Не знаю, хватило бы произведенного таким образом газа для отопления такого большого поселка, как «Искра», но энергетические нужды самого комплекса вполне могли бы быть компенсированы за этот счет.
      Установка по производству биогаза, разработанная и изготовленная институтом имени Августа Кирхенштейна специально для свинокомплекса совхоза «Огре», дает до 300 кубометров метана в сутки. Не так-то и мало.
      По крайней мере, эквивалентной теплотворной способностью обладают сто литров бензина. Установка работает несколько лет и вполне подтвердила свою практичность:
      все отходы свинокомплекса утилизированы, исчезло зловоние, возродилась природа. И все потому, что в латвийском институте микробиологии нашлись в свое время инициативные люди. Проблема-то не из сложных, ее наверняка могли бы решить и в Рязани, и в других областях и краях страны.
      Я не зря начал разговор об охране окружающей среды с такого животрепещущего вопроса, как утилизация навоза крупных животноводческих ферм. И не только свиноводческих.
      Если не обратить на него серьезного внимания сейчас, со временем эта проблема способна превратиться просто в угрожающую. Ведь число крупных животноводческих комплексов будет увеличиваться из года в год.
      Это определено задачами Продовольственной программы.
      И не надо думать, что защита окружающей среды от отходов предприятий, специализирующихся на откорме сельскохозяйственных животных, вырастает в серьезную проблему только в нашей стране. Отнюдь... Решение этого вопроса затрагивает почти все страны, и он является общеглобальной, общечеловеческой проблемой, при решении продовольственных вопросов и охраны окружающей среды.
      Первый, как известно, зависит от интенсификации сельскохозяйственного производства, в том числе животноводства, все решительнее переходящего на промышленные методы откорма скота и птицы. Решение экологической проблемы, предусматривающее защиту природы от негативных последствий человеческой деятельности, уже сегодня обязывает людей знать, какой опасности подвергают они себя и свой дом — планету Земля.
      Общеизвестно, что загрязнение водоемов только неочищенными промышленными стоками, исчисляющимися ежегодно в тысячах тонн, и количество негативных факторов, влияющих на среду обитания человека, достигло опасных пределов. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет число токсичных химических веществ, используемых во всех странах мира, в 600 тысяч. И к ним еще ежегодно прибавляется около трех тысяч.
      Что же делать? Как поступить, дабы прекратить загрязнение дома, в котором живет человечество?
      Ясный и четкий ответ на этот вопрос дает в одной из своих статей, посвященных экологическим проблемам, член-корреспондент АН СССР И. Т. Фролов: «Возникает объективная необходимость вносить принципиальные изменения в традиционную структуру производственной деятельности, исторически сориентированной на техногенные сбросы в естественную среду обитания. Формируются и реализуются на практике представления об эффективном сочетании производящей, компенсирующей (в том числе с точки зрения социально-экологической) и прогностической деятельности. Это выражается в развигтии относительно замкнутых производственных систем, в создании биотехнологий, основанных на использовании химических, биологических и микробиологических процессов, адекватных в большей степени, чем традиционные, природным системам.
      Следовательно, выход из противоречий научно-технического прогресса заключается отнюдь не в отказе от него, но в преодолении негативных последствий развития, в учете социально-экологических сторон человеческой деятельности. Совершенствование традиционных технологических процессов, увеличение степени их замкнутости позволит не только сократить использование естественных ресурсов, но и уменьшить выбросы в среду обитания человека отходов производства, а в перспективе исключить их вообще, что создаст объективные предпосылки для улучшения «качества» биосферы».
      О негативных последствиях для природы и ее экологических систем натиска научно-технического прогресса написано и сказано немало.
      Мрачная перспектива, открывшаяся миру в начале 70-х годов со страниц глубокой и доказательной книги Рзчел Карлсон «Безмолвная весна», буквально потрясла человечество. В ней известная ученая, ссылаясь на факты, исследования и открытия, утверждала: если наступление научно-технического прогресса на природу в ближайшее время не прекратится, нашим детям достанется в наследство мертвая планета. С легкой руки Р. Карлсон проблема загрязнения окружающей среды превратилась (по крайней мере на Западе) в наиболее злободневную среди всех прочих, заслонив собой даже вопросы социальные.
      Особенно досталось от защитников природы минеральным удобрениям, пестицидам, фунгицидам — тем химическим средствам, с помощью которых в последнее время сельское хозяйство во всем мире многократно увеличило свою интенсивность. Общественное мнение оказалось столь наэлектризованным, что другой ученый, еще более известный и не менее доказательный, лауреат Нобелевской премии Норман Борлоуг, был вынужден выступить со специальной статьей.
      Как истинный исследователь, Н. Борлоуг попытался прежде всего проанализировать в ней истоки столь ярко вспыхнувшей неприязни к средствам защиты урожай, в честь которых еще недавно звучали дифирамбы. А проанализировав их, пришел к выводу, что семена бури, раздуваемой газетами, были посеяны именно в 1962 году книгой Р. Карлсон, разошедшейся огромным тиражом.
      Так кто же прав в том небезразличном для всего человечества споре?
      Думаю, что ответ на этот вопрос очевиден. И тот, и другой ученый. И Р. Карлсон, и Н. Борлоуг. Первая потому, что уже сегодня вмешательство человека серьезно нарушило природное равновесие на огромных территориях, и в ряде промышленных стран загрязнение приобрело хронический характер. Возникла, например, проблема истошения ресурсов пресной воды и недостатка чистого воздуха. Удаление и переработка твердых отходов и канализационных вод крупных городов становится все более трудной и дорогой операцией. А различные формы загрязнения окружающей среды (воздуха, земли, воды)
      какой-то одной страны нередко пагубно сказываются на экологической чистоте других стран, даже с ней не соседствующих. В результате аварии на химической фирме в Швейцарии выбросы загрязнили воды Рейна, и в ряде городов различных стран Европы (ФРГ, Австрия) на несколько дней прекратился забор питьевой воды из этой реки. Наиболее чувствительна в этом отношении атмосфера, которую нельзя «оградить» — ведь небо одноединственное, общее для всей планеты.
      Серьезную тревогу вызывает и загрязнение Мирового океана. Участившиеся в последнее время аварии танкеров чреваты гибелью рыбы, устриц и других ценных морских продуктов, наносят большой ущерб курортным зонам. Некоторые страны превратили нейтральные воды в место захоронения радиоактивных продуктов и устаревших отравляющих веществ. Загрязнение рек промышленными и бытовыми отходами в конечном счете также чревато загрязнением океана. Все это вместе взятое и вызывает вполне естественную тревогу миллионов людей.
      Так что, подняв свой голос в защиту природы, Р. Карлсон в определенном смысле, безусловно, права.
      Ибо, как писал еще Ф. Энгельс в «Диалектике природы»: «...мы отнюдь не властвуем над природой так, как завоеватель властвует над чужим народом, не властвуем над ней, как кто-либо, находящийся вне природы... мы.
      наоборот, нашей плотью, кровью и мозгом принадлежим ей и находимся внутри ее... все наше господство над ней состоит в том, что мы, в отличие от других существ, умеем познавать ее законы и правильно их применять».
      Последние строки этого серьезнейшего предостережения указывают и путь решения проблемы — глубокое исследование всех процессов, происходящих в биосфере, скрупулезное изучение воздействия хозяйственной деятельности человека на биосферу. Только на основе такого познания и должны в условиях быстро меняющегося мира разрабатываться рациональные принципы современной технологии, обеспечивающие не пассивную охрану, а разумное использование природных ресурсов.
      Негативное воздействие на природу средств химической защиты — результат неразумного, без учета экологических последствий их применения. Препятствовать любому вмешательству человека в жизнь природы, искусственно замораживая развитие индустриализации и прогресса, по крайней мере, неразумно. Да и вряд ли история позволила бы приостановить свой ход.
      Современную науку и промышленность, напротив, необходимо использовать как важнейшее средство рационального потребления минерального сырья, увеличения возобновляемых природных ресурсов и улучшения биосферы. Ибо прогресс человеческого общества требует развития индустрии, а сквозящая во многих статьях в защиту природы технофобия (как будто в защите нуждается только природа, а мы, люди, плоть от плоти ее — нет)
      нередко оборачивается безразличием к судьбе людей, к социальным проблемам. Справедливости ради отметим, что продолжавшийся в течение почти двух десятилетий эмоциональный подход к оценке возможности загрязнения окружающей среды и ее последствий все чаще начал сменяться трезвым расчетом в решении этой проблемы.
      Однако и сегодня «голос сердца» нередко игнорирует факты, не вписывающиеся в концепцию охраны природы.
      Но разве можно приостановить освоение богатейших ресурсов бурно развивающейся Восточной Сибири. Так что же делать? Приостановить его развитие, как говорится, на корню? А как поступить в таком случае с БАМом, трасса которого согласно перспективным планам будет обрастать городами, поселками и промышленными предприятиями? Или, может, правы те, кто с завидной энергией отстаивают тезис о превращении Байкало-Амурской магистрали в трассу туризма?
      Думаю, что нет, не правы. Истории развития отечественной экономики знакомы аналогичные попытки остановить движение научно-технического прогресса, все они, как известно, кончались крахом.
      Но будем справедливы: та же история прекрасно знает, и что может оставить после себя неразумно используемая техника, нерациональное землепользование. Достаточно вспомнить, какие страсти бушевали в годы освоения целинных земель. Тогда четко определились две группировки: первая — «покорители» целины, те, кто хотел как можно быстрее распахать ее многовековую ниву. И те, кто отчаянно боролся против этого, ибо знал, что сплошная, массовая пахота обязательно вызовет ветровую эрозию.
      Я не зря употребил это слово «отчаянно»: тех, кто боролся за сохранение целинных земель в неприкосновенности, было мало. И только подлинное гражданское мужество давало им силу противостоять многочисленным «преобразователям природы», даже если для этого приходилось ложиться под колеса трактора.
      Так кто же, в конце концов, оказался из них прав?
      Да, ни те и ни другие. Потому что, на наше счастье, существовала еще и третья концепция земледелия. Начало ее поло/кил у себя в Курганской области почетный академик Т. С. Мальцев. Л на целине был человек, не принявший ни первого, ни второго пути «обживания»
      огромных степных просторов. Сегодня имя А. И. Бараева известно далеко за пределами Родины.
      Целину необходимо распахивать, говорил он, потому что стране нужен хлеб. Огромные, не возделываемые территории не могут больше лежать за семью печатями.
      Пришла пора распечатать клад — целина должна работать на благосостояние народа. Но возделываться поля должны только по правилам почвозащитной системы земледелия.
      И он создал и внедрил на полях института, которым руководил, такую систему.
      И когда после немалых лет стабильных урожаев, бывшие целинные земли окутались облаком пыльных бурь, уносящих многовековой плодородный слой, академик А. И. Бараев смог противопоставить беде, вызванной неразумным природопользованием, грамотно внедренный, основанный на знании особенностей местных почв, свой, бараевский, метод. И он лечил землю, тяжело заболевшую эрозией.
      Чистое небо над целиной, вновь возросшие урожаи стали наградой ученому. А чуть позже его система и навесные орудия для безотвальной пахоты, созданные в Шортандинском институте, где он бессменно директорствовал, помогли приостановить беду начавшейся эрозии в Краснодарском крае и на Ставрополье. Правда, здесь были учтены свои особенности, определенные климатоночвеннышг свойствами региона, да и местные ученые серьезно подумали над проблемой; но основу противоэрозионной защиты составила все же созданная для целинных условий почвозащитная система земледелия.
      Так знания, наука, отвергнутые в порыве безудержного стремления распахать как можно быстрей и в кратчайшие сроки, не только спасли родные целинные земли от бесплодия, но и помогли избежать беды в краях, отстоящих от них за тысячи километров. Безотвальный плуг прочно вошел в советское земледелие. Это благодаря ему возросла урожайность на Полтавщине, знаменитые черноземы которой под губительным воздействием традиционной обработки почвы уже начинали деградировать.
      Значит, можно и нужно так сочетать интересы природы и человека, чтобы они дополняли, а не противостояли друг другу.
      «Масштабы технических процессов, — писал в свое время академик П. Л. Капица, — необходимые для современной цивилизации, уже не могут не нарушать ход существовавших до сих пор на Земле экологических процессов. Отходы и промышленные выбросы стали так изменять окружающую среду воздух, воду и почву, чго серьезно угрожают фауне и флоре, необходимым для существования людей. Задача состоит в том, чтобы найти такие условия биологического равновесия в природе, при которых она могла бы развиваться в согласии с запросами человеческой культуры. Это одна из основных задач, которую предстоит решить экологии — науке, изучавшей до сих пор лишь существующие эволюционно сложившиеся процессы равновесия в природе. Экология, несомненно, становится сейчас одной из центральных биологических наук».
      Полностью разделяя эту точку зрения Петра Леонидовича, я все же глубоко убежден, что ее реализация зависит во многом от того, насколько серьезно мы относимся к экологическому воспитанию населения. Все просчеты в этом плане незамедлительно и самым губительным образом сказываются на природе, на окружающей среде. Не надо быть специалистом, чтобы понять, как опасно, например, для почвы, растений, подземных вод чрезмерное увлечение минеральными удобрениями. В погоне за урожайностью сельскохозяйственных культур, в надежде резко повысить ее с помощью одних химических средств можно не только нарушить плодородный слой, но и просто сжечь его. А химический ожог не менее тяжелая травма для поля, леса, луга, чем пожар.
      Конечно, все это хорошо известно и химику, синтезировавшему препарат, и агроному, его использующему, и механизатору, вносящему этот химикат. А вот о последствиях не задумываются. Не знают о них? Сомневаюсь. Безответственность и безнаказанность — вот что делает их глухими к бедам природы.
      Конечно, можно придумать какие-то способы, приемы, методы внесения удобрений, способные частично нейтрализовать зло, наносимое природе людской нерадивостью.
      Ну, например, гранулировать минеральные удобрения, а каждую гранулу «одеть» в капсулу, оболочка которой растворяется в почве с заданной скоростью. И такие удобрения уже известны земледельцам. Но опять же это все полумера... Экологическая грамотно ь специалиста должна стать непременным условием его допуска к работе с биологическими объектами, на химических предприятиях, атомных электростанциях.
      Ох, уж эта химия! — говорим мы нередко в сердцах.
      Рыба пропала, грибы исчезают, кислотные дожди проливаются над странами и континентами... А следовало бы говорить по-другому: ох, уж эти люди, пренебрегающие элементарными правилами безопасности, игнорирующие законы природы. Ведь сколь ни тяжела чернобыльская трагедия, выводы из нее сделаны верные: не запрещать строительство АЭС, а сохранять все необходимые требования безопасности при эксплуатации атомных электростанций. И помнить, что хотя «практическое» использование реакции ядерного синтеза на Земле сегодня ограничено взрывами термоядерных бомб, термоядерная эра на нашей планете уже начинается. А это требует опять же особого внимания к проблеме безопасности и охраны окружающей среды и человеческих жизней.
      Но тревожить нас должны не только глобальные проблемы, возникающие в связи с перспективами использования термоядерной энергии. Жизнь ежедневно заставляет нас заниматься другими экологическими вопросами.
      Более будничными, но не менее значимыми.
      Взять хотя бы гербицидный пар. Рассматривая его «плюсы» и «минусы», журнал «Химия и жизнь» отмечал в одной из своих публикаций, что при неумеренном химическом, гербицидном уничтожении сорняков под такой пар почва оголяется без рыхления и выключается из оборота на несколько сезонов. Подобный пар называют еще и «нулевым».
      В почве, искусственно лишенной растительности, начинают происходить серьезные изменения. Во-первых, прежде регулярно взрыхляемая, она начинает уплотняться. На ее поверхности образуется корка, препятствующая проникновению в почву воды, которая затрудняет дыхание верхних слоев перегнойного горизонта. А ведь почва должна быть структурной, в ней должны образовываться земляные комочки диаметром от одного до трех миллиметров. И чем их больше, тем почва более пористая и в ней интенсивнее идет жизнь микро-организмов — основы плодородия пашни.
      Гербициды влияют и на почвенные микроорганизмы.
      Например, погибают зеленые водоросли, которые, вопреки названию, встречаются не только в воде, но и заселяют поверхность почвы. Гибнет и травяная растительность — источник органических веществ в земле. Уменьшается численность грибов, актиномицетов .и целлюлозораэрушающих бактерий. Оголенная земля и воздух над ней быстрее иссушаются. По мере уменьшения запасов растительных остатков все меньше остается дождевых червей, а значит, наблюдается и общий спад биологической активности. И вот вам результат — почва постепенно теряет плодородие.
      Правда, приемы «оживления» почв после гербицидного «пожара» разработаны и многократно апробированы учеными — людьми, прекрасно понимающими существо процессов, происходящих в почве. Но на восстановление плодородия пахотных угодий тратится много средств, усилий, а главное, времени.
      К сожалению, мы не всегда подходим к природе именно с экологических позиций. Тому, кто смотрит программу «Время», хорошо известны, например, печальные репортажи ее выездной редакции. Печальные и тревожные, ибо в них выявляются сразу две крайности отношения к природе. Первая бесцеремонность, проявившаяся практически при строительстве и освоении зоны БАМа, когда рубились никем не планируемые просеки, выжигалась, вытаптывалась вековая тайга, стихийно, без знания экологии застраивались поселки, а в результате нарушалась уникальная способность природы к самоочищению, самовосстановлению, И вторая, противоположная — чуть в стороне от магистрали поселки уже без дорог, водопроводов, электричества. Дома ждут освещения, отопления. Люди устали от ожидания элементарных бытовых удобств... Где же выход, существует ли он?
      Безусловно. Он — в объединении научно-техническою ц социального прогресса, в понимании необходимости обжпваппя, обустройства колоссальных просторов Спбири. Не вагончики-балки, а стационарные дома со всеми удобствами, не стихийная рубка лесов, а плановая их разработка, бережно сохраняющая уникальные деревья. — вот что нужно сегодня этой части Сибири, вступившей в новую полосу хозяйственного обустройства. Создать стратегию индустриального «обживания»
      этой части Сибири, органично вписывающуюся в экологию региона, наипервейшая задача Сибирского отделения АН СССР.
      Да возьми в свое время СО АН СССР под строгую экологическую охрану всю зону строительства БАМа, не отдай этого архиважного дела на откуп многочисленных ведомств, не было бы сегодня ни пролысин в тайге, ни курящихся пылью безлесых пространств и не сгинули бы вокруг поселков тетерева и медведи. Науке следует объединяться с техническим прогрессом во имя прогресса социального и сохранения очистительных, рекреационных возможностей природы, а не противостоять друг другу. Тем более что сам технический прогресс зиждется на достижениях той же науки, правота которой рано или поздно обязательно подтверждается жизнью.
      Как ни бурлили страсти вокруг ядохимикатов и гербицидов, жизнь решила спор в их пользу, ибо за ними, в конечном счете, прогресс сельского хозяйства и от их успешного применения зависит реальность решения продовольственной проблемы.
      Тысячелетиями проблема «человек и природа» воспринималась общественным сознанием как проблема наиболее интенсивной эксплуатации природных богатств, хозяйственного освоения как можно более обширных территорий, замены природного «хаоса» человеческим «порядком». Сегодня вопрос стоит по-другому: общественное производство не должно приводить к стихийному искажению или разрыву естественного природного цикла, оно обязано включаться в него необходимым звеном, непременным условием дальнейшего развития. Взаимоотношения человека с природой, взаимоотношения биосферы со сферой разума и труда — ноосферой, отмечал академик С. С. Шварц в статье «Эволюция биосферы и экологическое прогнозирование», становится одной из наиболее важных и трудноразрешимых проблем человечества. Возникающие на этой почве конфликты, совокупность которых нередко воспринимается как глобальный экологический кризис, бесчисленны и многообразны.
      Однако при ближайшем рассмотрении оказывается, что большинство из них имеет общую основу, суть которой в противоречивом взаимодействии двух способных к саморегуляции систем — биосферы и человеческого общества.
      Экологический кризис заключается не в гибели биологических природных ресурсов в результате непродуманной деятельности человека, а в подрыве способнострг природных комплексов к саморегуляции, когда система саморегуляции начинает «работать» против человека.
      Однако существуют и объективные предпосылки для возникновения нового, гармоничного единства человека и природы. Реализация этих предпосылок основывается на познании законов развития биосферы. Основополагающие идеи в этой области сформулированы советскими учеными — академиками В. И. Вернадским и В. Н. Сукачевым.
      Смысл центральной идеи учения В. И. Вернадского в том, что высшая форма развития материи на Земле — Жизнь — определяет, подчиняет себе другие планетарные процессы. Этим, собственно, Земля и отличается от всех прочих планет Солнечной системы.
      Возделывая миллионы гектаров почвы под посевы, перерабатывая миллиарды тонн горных пород, чтобы извлечь полезные ископаемые, человек преобразует мир.
      И задача заключается в том, чтобы научиться максимально достоверно предвидеть как можно более отдаленные последствия наших вмешательств в установившийся в природе круговорот процессов, уметь нейтрализовать нежелательные результаты. А в итоге делать окружающий мир богаче. Все это требует широкого, осознанного подхода к процессам природы, их глобального охвата.
      Научной основой такого подхода является учение о биосфере, исследующее кругооборот веществ и энергии на планете. Этот кругооборот включает в себя пищевые цепи биогеоценозов, обмен веществ между живой и неживой природой, глобальные циклы движения углекислоты, кислорода, азота и всех остальных биогенных элементов.
      Цикличность процессов биосферы свидетельствует об их устойчивости, воспроизводимости.
      Наша страна в своей политике в области охраны окружающей природной среды исходит из признания жизненной важности этой проблемы не только для советского народа, но и для всего человечества. Большое значение проблеме охраны природы и рационального использования природных ресурсов придавал основатель Советского государства В. И. Ленин. Целый ряд постановлений ЦК КПСС и Совета Министров СССР, законодательства СССР и союзных республик закрепили эти принципы природопользования.
      Можно привести достаточно много примеров разумного, бережного отношения к природе, давшего удивительный эффект. Так, Москва в результате перевода электростанций на газовое топливо и вывода из столицы более 300 промышленных предприятий, загрязнявших атмосферу вредными выбросами, превратилась в один из довольно чистых городов мира. В последние годы осуществлены большие работы по очистке сточных вод целлюлозных заводов, расположенных в бассейне озера Ладога.
      Недооценивать опасности разрушения природы, загрязнения окружающей среды промышленно-индустриальной деятельностью человечества не следует. И здесь трудно переоценить значение науки, уже сегодня располагающей целым арсеналом средств борьбы с загрязнением воздуха и водоемов, ветровой и водной эрозией почв, с нерациональным использованием лесных ресурсов. Эти средства непрерывно совершенствуются, разрабатываются новые эффективные способы и методы очистки промышленных выбросов от вредных примесей. И решающая роль в том, безусловно, принадлежит химии и химической технологии, дальнейший прогресс которых будет ускорен при объединении усилий ученых всех стран на основе международного разделения труда.
      Это современная химия подарила человечеству уникальную возможность вводить отходы производства и потребления в круговорот процесса воспроизводства. А одной из важнейших задач современной технологии ка:г науки стала разработка процессов, исключающих вредные выбросы в атмосферу и водоемы. Однако эти возможности еще необходимо разумно реализовать!
      Вместе, объединенными усилиями ученые всех стратт способны решать самые трудные проблемы, противостоять самым мрачным перспективам и прогнозам, которых, нужно сказать, было немало и в прошлом.
      Так, в 1887 году известный английский ученый Тсмас Гексли выступил с предсказанием конца современной цивилизации через... 50 лет. Причиной катастрофа должен был стать азотный «голод» — исчерпание азотл почвы и полной выработки пригодных для использовании в качестве минеральных удобрений природных ресурс-»г связанного азота (так называемой чилийской селитръл.
      Эту же мысль в 90-х годах прошлого столетия повторил известный физик Вильям Крукс. Ему противопоставив в публичной лекции «Точно ли человечеству грозит близкая гибель?» свою концепцию выдающийся русски «г ученый К. А. Тимирязев. В этой лекции К. А. Тшшрязеп опроверг и гипотезу лорда Кельвина, пророчившего человечеству гибель от поголовного удушья в результате роста потребления минерального топлива, а в связи с этим и постепенного уменьшения концентрации кислорода в атмосфере и повышении в ней содержания углскислого газа. К. А. Тимирязев с присущей ему страстностью и убедительностью не только строго научно аргументировал ошибочность позиции этих выдающихся ученых, но и высказал глубокую уверенность в скором решении проблемы фиксации азота атмосферы. Это было истинным научным предвиденпем. Решение проблемы фиксации азота и создание азотной промышленности очень скоро стало выдающимся достижением науки и техники XX столетия.
      К. А. Тимирязев заканчивал свое выступление такими словами: «Пока светит солнце и сияет мысль в умах ученых, человечеству не приходится дрожать за свою будущность». А в 1944 году, в тяжелейшее военное время, когда проблема «человек и природа» отнюдь не казалась самой актуальной, академик В. И. Вернадский в своей знаменитой работе «Несколько слов о ноосфере»
      писал: «Впервые в истории человечества интересы народных масс — всех и каждого — и свободной мысли личности определяют жизнь человечества, являются мерилом его представлений о справедливости...
      Идеалы нашей демократии идут в унисон со стихийным геологическим процессом, с законами природы. Можно смотреть поэтому на наше будущее уверенно, оно в наших руках, мы его не выпустим».
      Преемственность
      В буднях дел мы редко задумываемся над тем, как неразрывно связаны наши собственные судьбы с делами и судьбами людей ушедших поколений. И только большие, значимые события невольно возвращают нас к этим мыслям. Примерно так рассуждал я, сидя в вагоне поезда Москва — Архангельск, которым представители Академии наук СССР и общественности страны ехали на родину великого М. В. Ломоносова, дабы почтить 275-летний юбилей ученого.
      Подобного рода торжества всегда сопряжены с волнением. Да и сознание того, что в столь знаменательный день именно тебе доверено академией выступить перед земляками Михаила Васильевича с докладом, невольно его усиливало. Нужно сказать, что память о великом поморе почитается в архангельском крае по-настоящему.
      Идет она от любвп, признательности и гордости за родную землю. Биографию ученого знают здесь во всех ее подробностях, дошедших до наших времен, а ежегодные Ломоносовские чтения давно стали хорошей традицией.
      Так что выступать перед архангельцами и непросто и ответственно. Да и в любой аудитории говорить о М. В. Ломоносове довольно трудно. В первую очередь потому, что множество книг хорошо ли, плохо ли уже рассказало о нем как о человеке, ученом, мыслителе, поэте. Да что говорить, нет, пожалуй, на земле русского человека, не знавшего, не слышавшего бы о М. В. Ломоносове. Стихотворение Н. А. Некрасова «Школьник», по крайней мере, знакомо всем с детства.
      Но есть и другая, не менее важная причина, по которой выступать с рассказом о М. В. Ломоносове всегда непросто: очень уж многогранна и удивительна его личность. Пожалуй, только Ф. Тютчеву, вдохновенному, глубокому лирику и философу, удалось достаточно верно охарактеризовать людей ломоносовского типа, являющихся миру для свершения великих дел.
      Помните эти незабываемые строки?
      ...блажен, кто посетил
      сей мир в минуты роковые.
      Его послали всеблагие
      как собеседника на пир...
      «Минуты роковые» — переломные моменты истории.
      «Пир» — активное участие в них человека.
      Таким человеком, вошедшим в историю Родины в очень ответственное, значимое для нее время, и стал М. В. Ломоносов. Оттого и созвучно нам его жизненное кредо, выраженное не в словах, а в поступках и трудах:
      человек должен быть причастным к страстям и деяниям своей эпохи, иначе о нем можно сказать, что он и не жил вовсе.
      Петра I уже нет на свете, когда в январе 1731 года Михаиле Ломоносов впервые попадает в Москву (в Петербург он приезжает позже — в 1735 году). Здесь он сразу ощущает, что отголоски великих свершений той незабываемой эпохи, «Когда Россия молодая, в бореньях силы напрягая, мужала с гением Петра», все еще живы в стране. Живы и петровские соратники, опальные, гонимые, но несгибаемые. И если блажен тот, кто попадает на пир в роковые минуты, как же оценить мужество и силу того, кто и в период тяжкого «похмелья» пытается отстоять, спасти от забвения мысли, дела, мечты, родившиеся на том «пиру»?
      Не довелось им встретиться, двум богатырям нашей земли, двум великим людям Родины, Петру I и М. В. Ломоносову, — время развело их жизненные орбиты. Но дела и мысли одного продолжил на своем поприще другой.
      Вот о чем думалось мне под мирный перестук колес.
      А рядом в соседних купе тоже не спали люди, ожидая встречи с Архангельском. Туркмены и казахи, белорусы и украинцы... Посланцы всех республик, полпреды разных наук и профессий. И все думали о том же, что и я.
      Вот скоро они увидят Архангельск, Холмогоры, паромом переправятся на Куростров.
      Петр трижды бывал в этих краях. Впервые в 1693-м, затем сразу на следующий — 1694 год и спустя 8 лет.
      Трижды! Но этих немногочисленных пребываний на архангельской земле и в Поморье оказалось достаточно, чтобы легенды о паре-преобразователе жили на севере века. Но столь ли уж малым были эти «трижды» в судьбе самого царя? И почему среди великого множества дел и государственных забот выделил он северное Поморье — окраину своей державы, отметив ее личными пос- щениями?
      Потому, скажет через много лет после пребывания государя на Севере уже прославленный российский ученый Михаиле Ломоносов, что именно Север оказал на Петра I огромное влияние. Здесь у царя-преобразователя утвердилась мысль о создании русского флота. В поэме «Петр Великий» — восторженном гимне великому соотечественнику, М. В. Ломоносов доказывает и развивает эту мысль.
      И эпоха Петра и время Ломоносова давно принадлежат истории. Почему же и сегодня с волнением перелистываем мы эти ее страницы? Только ли дань уважения, почтительность потомков лежат в основе нашего преклонения перед ними? Конечно, нет. Нас роднит гораздо большее. Это как судьба прекрасной мелодии, которую сочинили еще три века назад, а звучит она и поныне. Как песня, что живет, не умирая, в сердце каждого истинного гражданина страны. Но слышна она всем во всю мощь только в исполнении великого певца и музыканта. Это созвучие мыслей и задач, стоящих тогда и сегодня перед страной. В таком единении, взаимопонимании — главный секрет непобедимости нашего народа, думы которого всегда в первую очередь были связаны с Родиной, а потом уж с помыслами о себе и своей судьбе. Жизнь М. В. Ломоносова — ярчайший пример тому.
      Его творческая научная деятельность была неразрывно связана с потребностями огромной страны, становившейся на путь промышленного и культурного развития и непосредственно определялась экономическими и социальными задачами, вставшими перед Родиной в эпоху преобразований, начатых в петровское время. Оригинальность и самобытность русской науки вот что хотел видеть прежде всего М. В. Ломоносов.
      Удивительно ли, что судьбы двух великих людей России — царя и сына крестьянина-помора Василия Ломоносова окажутся в дальнейшем так крепко связаны между собой? Что обе они, как мощные струи глубинных течений сплетутся, возмутив покой тихой заводи устоев русской жизни, станут истоком живительных рек, питающих и современную науку, промышленность, искусство, просвещение.
      Когда-то крестьянский сын с большим трудом достал «Славянскую грамматику» Смотрицкого и «Арифметику»
      Магницкого, открывшие ему путь в науку. Сегодня тысячи архангельцев учатся в высших учебных заведениях страны, а сам северный край — важнейший экономический и культурный ее регион, располагающий богатой сырьевой базой, обрабатывающей и энергетической промышленностью, современным сельским хозяйством, мощной строительной индустрией, развивающимися научными центрами. Отнюдь не случайно, что три архангельских вуза удостоены правительственных наград. Так Советским правительством отмечены их заслуги в воспитании квалифицированных кадров.
      Что может быть лучшим памятником великому ученому, чем современные Архангельск и Северодвинск — города в нашей стране известные, славящиеся первоклассными предприятиями, высокой культурой производства, современным архитектурным обликом?
      В научных коллективах Архангельской области сегодня успешно ведутся космические и гидрологические исследования, изучаются проблемы рационального использования лесов и недр, разрабатываются прогрессивные процессы и методы заготовки и переработки древесины, исследуются биологические ресурсы северных морей, вопросы акклиматизации человеческого организма в условиях Заполярья, издаются многочисленные труды по истории, экономике и географии Севера.
      Но все ли уже сделано для развития этого региона?
      И все ли он делает для дальнейшего совершенствования Науки и техники в стране?
      Конечно, нет.
      Европейский Север обладает поистине колоссальными резервами развития производительных сил. В первую очередь к ним относятся природные богатства, обширная территория, разветвленные транспортные коммуникации.
      Весьма перспективно, и в первую очередь для Архангельского Поморья, развитие лесной промышленности.
      Три целлюлозных комбината края производят около 40 процентов всей вырабатываемой в стране целлюлозы — этой необходимой народному хозяйству продукции.
      На севере области, на Западном Тимане и шельфе Печорского моря сосредоточено по прогнозам более половины топливно-энергетических запасов европейского Севера.
      Трудно преувеличить значение онежских бокситов и других месторождений полезных ископаемых. Огромную экономическую выгоду государству сулит переход к круглогодичной навигации на Северном морском пути. Ведь еще в трудах М. В. Ломоносова проекты полярных экспедиций, океанографические исследования Северного Ледовитого океана, прогнозы геологических открытий на берегах Белого моря, которые «должны быть не скудны минералами», занимали видное место.
      Уже сегодня мы думаем об использовании энергии морских приливов и биологических ресурсов Белого моря, восстановлении на новой основе животного мира тайги.
      Архангельское Поморье — заповедник русской национальной культуры фольклора, народного зодчества, художественных промыслов. Разве мы имеем право забывать об этом? Далеко не полностью еще учитываются богатые рекреационные и курортно-лечебные возможности Поморья.
      Именно поэтому Академия наук СССР считает своим долгом принять действенные меры для усиления разносторонних научно-изыскательских работ на территории области. Полезным было бы, например, создание здесь стационарных научных баз головных институтов академии, проведение комплексных экспедиций, целевая подготовка в академических учреждениях научных и специальных кадров для Севера. И уж, конечно, положительный результат принесло бы расширение контактов с Ленинградским центром академии, Коми, Карельским и Кольским ее филиалами.
      Такими объединенными усилиями можно было бы успешнее и быстрее решить территориально-отраслевую программу «Интенсификация-90», разработанную под руководством Архангельского обкома КПСС.
      Главная задача этой программы — преодоление разобщенности исследовательских и внедренческих работ в области разведки и эксплуатации геологических ресурсов, более глубокой химической и механической переработки древесины, технологии машиностроения и по многим другим жизненно важным для народного хозяйства направлениям.
      В отраслевую программу вошли и перспективные работы по повышению генетического потенциала холмогорской породы крупного рогатого скота, лесных и луговых культур. И, конечно же, проблемы охраны легкоранимой северной природы.
      Здесь хотелось бы сказать, что Академия наук страны всегда активно выступала против осуществления проекта переброски стока Онеги и других рек Севера на Юг. Эта принципиальная позиция, созвучная с мнением широкой общественности, многочисленных коллективов трудящихся, получила поддержку Центрального Комитета партии.
      Но это не значит, что природу Севера надо «законсервировать», поставив заслон на пути индустриализации края.
      Речь идет об ином. О том, чтобы расширить и значительно углубить экологические исследования, в том числе и по гидрологической структуре региона. Другими словами, необходимо идти не за событиями, а значительно впереди их. Так, как это делал М. В. Ломоносов, открывая своими исследованиями путь новому, борясь с невежеством и рутиной.
      Можно бесконечно долго перечислять те области знаний, в которых он установил свой приоритет. Но нужно ли это делать? Ведь лучших слов для характеристики его деяний, чем у А. С. Пушкина, все равно не найти.
      Вот что сказал один гений о другом гении Земли русской: «М. В. Ломоносов был великий человек. Между Петром I и Екатериной И он один является самобытным сподвижником просвещения. Он создал первый университет. Он, лучше сказать, сам был первым нашим университетом».
      Так оно и есть. Отечественная химия и физика, астрономия и геология, минералогия, география, метеорология и горное дело, металлургия и производство стекла, керамика, изучение Северного Ледовитого океана и новый подход к русской истории — все получило невиданный импульс развития в трудах ученого. Физико-химические исследования М. В. Ломоносова вошли в золотой фонд отечественной и мировой науки. Это он первым в мире сформулировал закон сохранения вещества, и это он сделал экспериментальные исследования непременным условием всех работ по химии, физике, геологии.
      Но чтобы понять все величие научного подвига М. В. Ломоносова, необходимо вновь вернуться в то время, в котором ученый жил.
      С точки зрения научных достижений то была эпоха, когда при изучении тепловых и химических явлений применялись понятия теплорода и флогистона. Кислород как составная часть воздуха и как основной реагент в химических реакциях горения и окисления не фигурировал — его тогда еще не открыли. Это было поворотное время становления химии как науки взамен существовавшей многие века алхимии. И в это время, еще помнившее инквизицию, М. В. Ломоносов становится первым и единственным ученым, последовательно развивающим атомные представления. Параллельно с опытами В. Франклина в Америке, совместно с Г. В. Рихманом он проводит исследования по изучению атмосферного электричества.
      Его интересуют явления магнетизма, он участвует в наблюдениях за Венерой 26 мая 1761 года во время ее прохождения по диску Солнца. И единственный среди всех наблюдателей устанавливает наличие на планете атмосферы. Пройдут годы, столетия — и советские автоматические космические станции экспериментально докажут его правоту.
      А поэзия, литература, история? В них Михаил Васильевич видит истоки будущего благополучия России, в них черпает уверенность в том, что земля российская может рождать «собственных Платонов и быстрых разумом Невтонов». Но и литература и поэзия М. В. Ломоносова отличались не только патриотизмом, гордостью за силу, величие, мужество своего народа. Деятельность М.В.Ломоносова, говорил академик С. И. Вавилов, «пронизана естественнонаучными мотивами, мыслями и догадками и в некоторых случаях дает замечательные научно-дидактические образцы».
      Химические изыскания М. В. Ломоносова в области цветного стекла доведены до художественного конца — мозаичных картин. Самый выбор химико-технологической темы — цветного стекла — свидетельствует о М. В. Ломоносове как художнике. Поэтому часто — встречающееся сопоставление его с Леонардо да Винчи и Гёте правильно и оправдывается не механическим многообразием видов культурной работы его, а глубоким слиянием в одной личности художественно-исторических и научных интересов и задатков. Среди современников М. В. Ломоносова, живших и работавших в России, было немало «полигисторов», соединявших, например, математические исследования с работой над изданием летописей. Однако энциклопедизм этих людей вытекал из внешних требований и нажима, а не из внутренней потребности, как это было у М. В. Ломоносова».
      Основой, питающей деятельность человеческого разума, М. В. Ломоносов считал показания органов чувств и опыт. Однако он не сомневался и в том, что опыт без теории слеп: «Истинный химик должен быть теоретиком и практиком». Так, на основе теории, например, он пришел к важнейшим выводам в своей атомистической теории о движении, о сочетании «нечувствительных частиц», недоступных прямому чувственному восприятию: «Корпускулы совершенно недоступны для зрения, поэтому свойства их и способ взаимного расположения должно исследовать при помощи рассуждения».
      Как далеко еще в ту пору было до современных квантовых теорий, подтвердивших ломоносовское предвидение!
      Разрабатывая теорию развития природы, идею единства и неразрывности законов сохранения вещества и движения, великий исследователь противопоставляет свои идеи изменчивости мира идеализму и религии.
      И за что бы ни брался «архангельский мужик», он всюду первый.
      Это он впервые в мире разработал теорию естественного проветривания рудников; первым дал правильное понятие о рудных жилах и их возрасте: защитил теорию органического происхождения торфа, каменного угля и нефти и первым в науке указал на существование воздушного питания у растений. Он предвосхитил Ф. Нансена, установив направление дрейфа льдов в Северном Ледовитом океане, первым выдвинув проект освоения Великого Северного морского пути.
      И он же решительно выступил против антинациональной «норманнской» теории происхождения древнерусского государства, доказывая древность и «величество» славянских племен, их выдающуюся роль в европейской истории.
      Практически каждое положение, каждая мысль великого ученого проросли затем в молодые побеги новых научных направлений. А знаменитое ломоносовское «Слово о пользе химии», в котором он впервые сформулировал ее роль в становлении и развитии паук, изучающих природу и задачи самой химии, и по сей день не утратило своей актуальности. Знакомством с этим замечательным сочинением, по моему твердому убеждению, должно начинаться приобщение к науке каждого молодого человека, решившего стать химиком.
      Мы и сегодня, почти через три столетия, отделяющие пас от ломоносовской эпохи, очень часто в практической работе встречаемся с его выводами, положениями, открытиямп. Взять хотя бы те же новые материалы. Ведь они создаются, как правило, усилиями двух, а то и сразу нескольких областей науки. В «Курсе истинной физической химии», прочитанном М. В. Ломоносовым, был впервые введен в науку термин и понятие физической химии как самостоятельного раздела химии. Так что модное нынче словосочетание «стык наук», появившееся якобы в середине 50-х годов нашего столетия, уходит своими корнями в век XVIII, к М. В. Ломоносову.
      Когда-то теоретические обоснования проверял Михаил Васильевич в своей знаменитой химической лаборатории — небольшом кирпичном строении с простым каменным очагом, топившимся дровами. Смешное, примитивное, по нашим представлениям, оборудование: реторты, колбы, стеклянные трубки... А сколько открытий, сколько мыслей родилось в ней. Да каких! Прошедших сквозь столетия.
      Сегодня, например, только в системе Академии наук СССР работают два института, занимающихся вопросами, требующими объединенных усилий химии и физики.
      Они так и называются: Институт физической химии и Институт химической физики. А отделение физикохимии и технологии неорганических материалов АН СССР, созданное более четверти века назад, координирует широчайший круг фундаментальных и прикладных исследований в области неорганической, координационной и аналитической химии, неорганических материалов и теоретических основ химической технологии.
      Создание конструкционных, в том числе металлических, композиционных, керамических, силикатные и аморфных материалов, полупроводников и высокочистых веществ, новых процессов получения и обработки металлических материалов (порошковая металлургия, защитные покрытия разнообразного назначения, сварка), разработка теоретических основ химической технологии и создание схем комплексной переработки минерального сырья, автоматизация анализа и контроля химико-технологических процессов, охрана окружающей среды от вредных промышленных выбросов — все это далеко не полный круг научных интересов нашего отделения.
      Ученые отделения участвуют в реализации (выполнении) 23 общесоюзных научно-технических программ, а поскольку научное обоснование и решение многих из них лежит опять же на «стыке» наук (причем под таким стыкованием чаще всего подразумевается глубочайшее взаимопроникновение), то их реализация чаще всего требует объединенных усилий химиков, физиков и материаловедов, прикладных и фундаментальных исследований, практического участия в работе не одной, а нескольких отраслей народного хозяйства.
      Мы гордимся тем, что формирование общесоюзной научно-технической программы по композиционным материалам тоже поручено нашему отделению. Одиннадцать проблемных советов АН СССР, Национальный комитет СССР по сварке, пять академических институтов, институты Сибирского отделения, Уральского и Дальневосточного научных центров АН СССР, почти тридцать институтов химического, металлургического и материаловедческого профиля Академий наук союзных республик, несколько отраслевых и институты других отделений АН СССР работают над выполнением этой программы.
      А она требует комплексного подхода к решению многих проблем. И без достаточного знания конкретных нужд производства, которому предстоит их в ближайшем будущем реализовывать, такой программы не создашь.
      Если во времена М. В. Ломоносова ученые обычно обсуждали свои научные задачи в тиши лабораторий, то отделение широко использует форму выездных сессий, одна из которых проводилась в Липецке.
      Новолипецкий металлургический комбинат имени 10. В. Андропова крупнейшее предприятие отечественной черной металлургии. Высококачественный прокат комбината — основа многих композиционных материалов, фундамент развития машиностроения, станко- и приборостроения. Более 42 тысяч рабочих и служащих трудятся на комбинате.
      Главные источники сырья — богатые железорудные месторождения Курской магнитной аномалии, уголь Донецкого, Печерского и Кузнецкого бассейнов и местные известняки и доломиты. В составе комбината одна из крупнейших обогатительных фабрик, коксохимическое производство из восьми батарей, причем все коксовые печи большой емкости оснащены установками сухого тушения кокса, позволяющими улучшить его качество, использовать вторичные ресурсы тепла и резко снизить загрязнение окружающей среды. Например, из водорода, содержащегося в коксовом газе, на азотнотуковом производстве комбината синтезируют аммиак. Шесть доменных печей: две объемом по 1 тысяче кубометров, две по 2 тысячи и две по 3200 кубометров, построенных с использованием последних научно-технических достижений, — днем и ночью выдают металл. Печи работают на комбинированном дутье с содержанием кислорода до 35 процентов (самое высокое в СССР и мире).
      Комбинат всю основную продукцию (сталь, чугун, прокат) выпускает в виде листа, ленты и рулонов.
      Непрерывность производства — главная особенность новолипецкого комбината.
      Мощные современные автоматизированные станы, специальные агрегаты и оборудование для травления, термической обработки и нанесения покрытий на металл, осуществление отделочных операций работают в Новолипецке. Системы автоматизации прокатных станов контролируют и регулируют толщину проката, величину патяжеиия полосы, усилия прокатки и другие технологические параметры. ЭВМ задают и контролируют режим работы станов с использованием математических моделей.
      Одним словом, опыт металлургического комбината имени Ю. В. Андропова может и должен быть использован, причем в ближайшее время, на всех предприятиях отрасли. Программа совместных работ институтов АН СССР и Минчермета, принятая после этой сессии, станет основой реализации передового опыта.
      Как далек от нас сегодня век XVIII, в котором жил и работал великий М. В. Ломоносов, и как близок он нам по замыслам и стремлениям познать тайны Природы, дабы поставить их на службу человечеству. Не так давно, например, методом дистанционного анализа удалось советским химикам исследовать состав пород и атмосферы Венеры. Той самой атмосферы, существование которой предсказал М. В. Ломоносов.
      Следуя его путем, сегодня мы умеем получать высокочистые материалы, уникальная коллекция которых была представлена на открытой в АН СССР Всесоюзной выставке двумястами образцами высокочистых соединений.
      Мы сумели так повысить точность и быстроту химического анализа и измерений физических свойств, что га считанные минуты получаем достовернейшие данные о составе, свойствах и качествах веществ и материалов. Доведены до совершенства методы разделения и концентрирования элементов и т. д.
      Однако мы же, к сожалению, все чаще допускаем отставание в тех областях фундаментальных исследований, которые всегда составляли нашу национальную гордость..
      Так, в конце августа 1980 года на XXIV Международной конференции по координационной химии, проходившей в Греции, выяснилось, что советская биокоординационная химия, долгие годы признаваемая научным миром в качестве лидера, значительно снизила темпы развития.
      Между тем, замедление исследований в этой области химической пауки чревато серьезнейшими последствиями, например, отставанием в области биохимии. Как говорил один из крупнейших современных биохимиков Дж. Вуд:
      «Если вы полагаете, что биохимия — это органическая химия живых систем, вы ошибаетесь; биохимия — это координационная химия живых систем».
      Отсюда можно сделать только один вывод — усилить исследования в этой важной области химии. Синтез новых соединений, изучение их свойств и возможностей использования в медицине — одна из актуальных задач координационной химии.
      Во времена М. В. Ломоносова вся отечественная химия со всеми ее тайнами, превращениями, трансформациями начиналась с химической лаборатории Академии наук. Здесь она творила, создавала предмет своего исследования, и ее возможности определялись гением того, по чьей воле вершились эти превращения. Сегодня дело Ломоносова продолжают сотни научных учреждений страны, десятки тысяч исследователей. И от того, как полно используют они свои возможности, зависит создание широчайшей палитры веществ и материалов, задуманных и создаваемых на благо человека; материалов, определяющих успехи интенсификации народного хозяйства.
      ...На высоком берегу Двины, словно далекие посланцы северных поморов, заблудившиеся в современном Архангельске, стоят по четыре в ряд добротные рубленые дома. Высоко над фундаментом сделанные окна словно глядят — не наглядятся на открывающуюся даль. Длиннющая в семь километров деревянная улица... Так и видится где-то в конце ее крепкая ломоносовская фигура, словно все еще у него впереди — жизнь, наука, будущее.
      А может, так оно и есть? И все действительно впереди. Ведь эстафета принята и настойчиво идет в будущее сквозь все бури, трудности и невзгоды.
      Заключение
      Вот и пришла пора подвести черту под рассказом о веществах, соединениях и материалах, обязанных своим рождением химии и химической технологии. Надеюсь, что мне удалось довести до читателя его главную мысль:
      технический прогресс во всех отраслях народного хозяйства без новых материалов невозможен.
      Это сегодня. А что будет завтра, послезавтра, в 2000 году? Не рискуя брать на себя функции Госплана, главная задача которого — планирование на основе научного предвидения, попробую все же обрисовать наиболее очевидные перспективы отечественного материаловедения.
      А они таковы.
      Создание новых материалов и веществ потребует, вопервых, от химической и горнодобывающей промышленности страны уже в ближайшие годы резкого расширения сырьевой базы. По крайней мере, в ближайшие десять лет. За пределами этих сроков научное прогнозирование пока что затруднительно, ибо бурно развивающаяся промышленность может предъявить свои, пока еще непредсказуемые требования и к сырью, и к его источникам и, конечно, к самим видам материалов.
      Таково положение дел не только в нашей стране, но и в мире. США, например, уже сейчас ежегодно потребляют около десяти тонн сырья и материалов на душу населения и 15 тонн энергоносителей в пересчете на уголь.
      Что же касается основных видов материалов, то они, по всей видимости, особых изменений до XXI столетия не претерпят. И отечественные, и зарубежные прогнозы в данном случае однозначны, называя в качестве наиболее перспективных из них восемь классов: металлы и сплавы, энергоносители, полимеры, керамические и прочие неорганические материалы, композиционные, возобновляемые, медико-биологические и все материалы, связанные с производством, накоплением и использованием информации.
      Причем успехи в производстве таких материалов больше будут зависеть от размеров капиталовложений в модернизацию оборудования и совершенствование технологии, чем от самих научных достижений. Потому что, как я уже не раз говорил на страницах этой книги, возможность управления свойствами металлов, а они по-прежнему остаются среди всех видов основной, ведущей труппой материалов, зависит от наших знаний их внутренней структуры и химического состава. А для исследований последних нужна соответствующая аппаратура, оборудование.
      Обычно металлы состоят из зерен, сложенных, в свою очередь, из микроскопических кристалликов, внутри которых атомы, удаленные один от другого на определенное расстояние, расположенные в неповторимом характерном порядке, разном для разных металлов. Хотя все зерна имеют правильную кристаллическую структуру, сами они отнюдь не всегда обладают установленной формой.
      Например, если при образовании сплава из жидкого металла соседние кристаллы воздействуют один на другой, форма поверхности зерна почти всегда оказывается неправильной.
      Но примеси в металлах имеют тенденцию группироваться на стыках зерен, именно поэтому направленной кристаллизацией жидкого сплава можно придать структуре металла анизотропный характер — его свойства станут в разных направлениях удивительно разными. Именно такое «конструирование» металла открывает возможность машиностроителям упрочнять детали, испытывающие наибольшую нагрузку в нужных местах.
      Кристаллизованные сплавы в виде единого монокристалла применяются сегодня для создания лопаток га.ювых турбин. Полное отсутствие пограничных слоев зерен в таких материалах делает их практически бездефектными, а значит и резко повышает качество турбин. Более того, чтобы надежно защитить от коррозии детали турбин, сделанных из монокристаллов, были разработаны специальные покрытия. Срок эксперимента, а первые работы в науке и технике всегда рассматриваются как опытные, подходит сегодня к концу, и достоинства предложенных к широкому внедрению сплавов не вызывают сомнения.
      Таковы некоторые выводы относительно использования в будущем металлов старых надежных материалов, присущих человеческой цивилизации. Уже сегодня очевидны и заманчивые возможности высокопрочных сталей. Они повысят свои столь ценимые наукой и техникой качества за счет легирующих (то есть придающих определенные физико-химические или механические свойства) добавок, последующей прокатки и закалки.
      Полученный таким образом металл имеет мелкозернистую структуру и соответственно более высокую прочность. Скажем, класс высокопрочных сталей, так называемой двойной структуры, сочетает в себе ковкость и технологичность более мягких низкоуглеродистых сталей и прочность, свойственную только высокоуглеродистой инструментальной стали.
      Думаю, что на смену многим, успешно используемым сегодня в науке и технике материалам, придут и так называемые стекловидные металлы. Дело в том, что хотя обычные металлы представляют собой кристаллические структуры, некоторые сплавы обладают уникальной способностью при очень быстром охлаждении (от 100 тысяч градусов до 1 тысячи градусов Цельсия в секунду) превращаться в некристаллические, аморфные структуры.
      Главным образом это материалы на основе железа, кобальта, никеля. Они способны затвердевать в стекловидной форме в виде лент шириной семь-восемь сантиметров и толщиной в доли миллиметра. Магниты из стекловидных металлов отличаются высокой механической прочностью, а энергетические потери таких материалов во время цикла намагничивания чрезвычайно низки.
      Эта удивительная комбинация свойств делает стекловидные металлы серьезными конкурентами железокремниевых сплавов, используемых сегодня для производства сердечников в трансформаторах, применяющихся на лиN ниях электропередачи высокого напряжения. Американские ученые подсчитали, что переход на трансформаторные сердечники из стекловидного металла мог бы сэкономить количество электроэнергии, эквивалентное 954 миллионам литров нефти в год.
      Но хотя замена всего парка ныне работающих на линиях электропередачи высокого напряжения трансформаторов из стекловидных металлов сулила бы колоссальную экономию, ни одной стране в мире подобное мероприятие сегодня не по силам: слишком уж трудоемка и дорога эта процедура. Те же американские ученые считают посильным и разумным гораздо более умеренные темпы ее осуществления: за год можно обновлять десятую часть всего установленного парка трансформаторов.
      Если учесть, что стекловидные металлы отлично противостоят коррозии, то и такое вроде бы замедленное его внедрение способно окупить затраты, связанные с проведением необходимых работ.
      Среди новых конструкционных материалов, все решительней меняющих судьбу и характер главнейших приоритетных направлений научно-технического прогресса, лидерами по-прежнему остаются (и, безусловно, останутся на ближайшую перспективу) титан, гафний, цирконий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам.
      Самое большое распространение на сегодняшний день получил титан. И хотя о его достоинствах и применении я уже рассказывал довольно подробно, включая и нелегкую историю открытия, должен вновь обратиться к его удивительным качествам. Дело в том, что из этого на редкость коррозионноустойчивого металла сегодня изготавливают рабочие лопатки низконапорных паровых турбин, титановые детали широко используются в химических реакторах. И он же остается неизменным лидером среди конструкционных материалов, применяемых в авиации. И хотя титан по содержанию в земной коре один из самых распространенных металлов (после алюминия, железа, магния), высочайший спрос на него на международном рынке требует серьезных напряжений всех мировых титанопроизводящих мощностей.
      Цирконий и гафний — два металла, нашедшие в наши дни самое широкое распространение в атомной энергетике. Секрет циркония в том, что он обладает крайие низкой нейтроннопоглощающей способностью. Другими словами, он спокойно пропускает нейтроны, поддерживающие процесс атомного расщепления. К тому же цирконий наделен природой высочайшей антикоррозийной стойкостью в высокотемпературной воде.
      Его «партнер» гафнии — тоже высококоррозионный металл, но в отличие от циркония превосходно поглощает нейтроны. Вот почему он, по существу, идеальный материал для изготовления штанг управления ТВЭЛами (тепловыделяющими элементами) в легководных атомных реакторах.
      Ниобий и тантал, молибден и вольфрам — материалы будущего. Вероятнее всего, что, помимо широкого их применения в ракетостроении и при создании космических кораблей, они найдут самое широкое распространение в производстве горячих штампов и химического оборудования.
      Конечно, этот своеобразный парад материалов, претендующих на роль лидера в ближайшей перспективе материаловедения, можно было бы продолжать довольно долго. Рискну все же прервать его для очень важного, на мой взгляд, отступления, суть которого сводится к следующему: не ошибаются ли ученые, называя среди материалов, которым предстоит трудиться на нужды науки и промышленности XXI века, те из них, что и сейчас имеют самое широкое распространение?
      Думаю, что нет, не ошибаются. Хотя поверить в это действительно нелегко. Недаром мой старый друг, прочитав рукопись этой книги, несказанно удивился, узнав, что дерево — старый верный материал, известный людям, как говорится, испокон веков — отнесен в ней в разряд перспективных. Какой же он перспективный, если из него еще наши предки рубили дома, строили корабли, гнали живицу, жгли уголь?
      Все верно, так оно и есть. Но одно другому не помеха. И скажи кто-то в свое время нашим прапрадедам, что придет пора, и дерево обернется материалом прочным, как сталь, тяжелым, как камень, не будет гореть в огне и мгновенно пойдет ко дну, если окажется в воде — ни за что бы не поверили. Между тем, все эти удивительные свойства не выдумка, не вымысел фантастов. Древесина с совершенно не свойственными ей от природы качествами существует и применяется с самыми различными целями и назначениями.
      Это новый, весьма перспективный материал. Сегодня естественный, природный композиционный материал — древесина — стал основой великого множества конструкционных материалов. И чем еще он нас порадует, покажет будущее.
      Так что новым материал называется отнюдь не потому, что он недавно открыт, создан, синтезирован. Новым, перспективным его делают качества, обнаруженные в нем учеными в процессе решения какой-то научной или практической задачи или специально созданные в нем, запрограммированные с какой-то целью неизвестные доселе свойства. Вспомните-ка общеизвестные крылатые выражения: твердый, как кремень; не человек — кремень. Твердость решений, непоколебимость характера, упорство в достижении цели ассоциируются в нашем представлении со словами «как кремень».
      Но прошло время, и жизнь показала, что отнюдь не одна твердость, как говорится, вывела кремний в число перспективных, новейших материалов. Именно кремний считается в наши дни стандартным материалом для изготовления элементов солнечных батарей. Ленточные монокристаллы кремния, используемые в таких батареях, открывают возможность осуществления заветной мечты человечества — прямого превращения солнечного света в электрическую энергию.
      Или взять, например, сверхпроводники. Разве мало известно их уже в наши дни? Достоинствами сверхпроводимости обладают многие десятки материалов. Но все ли их качества выявлены? И нельзя ли отыскать материалы, способные становиться сверхпроводящими при более высоких температурах? Между тем, как экономике нашей страны, так и экономике других государств такие материалы очень бы пригодились. Ведь провода, сделанные из сверхпроводников, не оказывают никакого сопротивления идущему по ним электротоку. А это значит, что в отличие от традиционных проводников, таких, как медь и алюминий, здесь полностью исключается потеря электроэнергии.
      Создать новый материал отнюдь не значит открыть новый, не вписанный еще в таблицу Менделеева элемент.
      Вопрос чаще всего ставится по-иному: придать новые качества уже известному материалу, открывающие широчайшие возможности его применения в технике.
      Так, общеизвестно, что сплав ниобия и германия имеет наивысшую изо всех до сих пор известных металлов температуру перехода в сверхпроводящее состояние — минус 250 градусов Цельсия. Но эти чрезвычайно нужные для современной техники свойства сплава долгое время не могли быть никак использованы: он оказывался слишком хрупким для обработки. А сверхпроводящий проводник, выполненный из сплава ниобия и олова, охлажденный гелием, уже несет циркулирующий ток в сверхпроводящих магнитах, а они используются в самых различных установках.
      Применение новых материалов открывает такие возможности перед наукой, техникой, медициной, о которых еще каких-нибудь два десятилетия назад исследователи не отваживались и мечтать.
      Инфракрасные детекторы, например, выполненные на основе полупроводниковых кристаллов, таких, как антимонид индия, теллурид ртути, теллурид кадмия, позволяют «видеть» окружающий мир даже в абсолютной темноте. Сенсорные устройства, выполненные из материалов, способных «рассматривать» разного рода объекты, воспринимая исходящее от них тепло, уже сегодня успешно диагностируют злокачественные опухоли, безошибочно выявляют утечки тепла из жилых зданий и производственных помещений.
      А в перспективе — широчайшие возможности новых сенсорных материалов, чутко реагирующих даже на самые слабые давления. Это в первую очередь поливинилидин, флюорид и фосфат алюминия, который уже довольно широко известен под названием «борлинит». Уникальные возможности этих материалов заключаются в том», что они в ответ даже на очень незначительное давление начинают вырабатывать слабые токи.
      Звуковолновые сенсоры нужны медицине, металловедам, металлургам. Безошибочно различая предметы и исследуемые объекты по исходящим от них звукам, эти необычные приборы «видят» сквозь толщу пород и жар расплавленного металла. С помощью сенсора, созданного на основе двуокиси циркония, металлурги стран, лидирующих в области научно-технического прогресса, легко и быстро определяют содержание кислорода в расплавленной стали.
      Но будем объективными: при всей архиважности названных здесь материалов и заманчивости перспективного их использования сегодня только специалист в состоянии определить всю их значимость. Между тем существует целый ряд материалов, о которых даже человек, весьма далекий от проблем науки и техники, с уверенностью скажет, что за ними будущее.
      Эти материалы — синтетические полимеры: пластмассы и резины. Они столь популярны в наши дни среди самых широких слоев населения, а скорость их внедрения в жизнь так велика, что тезису о перспективности полимеров вряд ли требуются какие-то особые доказательства. И все же позволю себе небольшой экскурс в историю «завоевания» полимерами, например, США. Их производство начиная с 1950 года росло темпами, превышающими темпы реста любых других материалов, и давно превысило по объему производство стали. Еще в 1977 году в США выпускалось 29 миллиардов фунтов (13 миллионов тонн) пластмасс, а производство искусственного каучука превысило 5 миллиардов фунтов (2,3 миллиона тонн). Такой, прямо скажем, завидный темп объясняется не только современной разработкой американской наукой новых материалов, но и умением объединять в единый технологический процесс перспективность материала, конструктивный расчет и способ его производства, добиваясь наилучших свойств и повышенных эксплуатационных характеристик готовых изделий.
      Была, конечно, и еще одна серьезная причина столь широкомасштабного промышленного выпуска полимеров:
      использование пластмасс значительно снижало производственные издержки. Одна-единственная деталь машины, выполненная из пластмассы путем точного литья, успешно заменяла, например, несколько металлических штамповок при меньших издержках и меньшей стоимости рабочей силы.
      Нужно сказать, что столь стремительно начавшееся «завоевание» пластмассами различных отраслей промышленности особенно наглядно и убедительно проявилось в автомобилестроении. Пластмассы очень быстро заменили в типичном американском легковом автомобиле многие металлические детали, составив свыше 907 килограммов от его веса, а в моделях 1985 года они еще больше вытеснили металл.
      Впрочем, замена пластмассой металлических деталей — повсеместная тенденция. Автомобиль от этого только выигрывает. Он становится легче, подвижней, а себестоимость его производства значительно снижается.
      Но развитие производства полимеров поставило на повестку дня вопрос о рациональном использовании нефти. Это уникальное углеводородное сырье было, есть и еще долгие десятилетия будет основным материалом, из которого получаются полимеры. Правда нефть еще используется во всем мире крайне расточительно — как топливо. О недопустимости такого отношения к невосполнимому природному сырью говорил, как всем известно, еще Д. И. Менделеев, считавший, что применять нефть в качестве топлива и горючего все равно, что топить печь ассигнациями.
      По объемам материалов и готовых изделий, потребляемых современным обществом, первое место занимают неорганические материалы и неметаллы. Они же, безусловно, будут лидировать и в будущем. А наиболее типичным представителем их останется керамика, под которой (в широком смысле слова) надо понимать все неорганические неметаллические материалы, получаемые под воздействием высоких температур.
      Исходное керамическое сырье — это разнородные комбинации природных силикатов, соединений кремния и кислорода с различными металлами, и окислов, сплавляющихся или спекающихся в общую массу. Цемент и кирпич, плитка облицовочная и сантехнические изделия, фарфор и посуда из него, стекло разных видов и глазурь, эмаль по металлу, абразивы и .огнеупоры все это керамика.
      Но среди великого множества проблем, связанных с улучшением свойств и эффективности производственных процессов, будущее, несомненно, за разработкой и широким внедрением в практику кремнекерамических материалов.
      Кремнекерамические материалы — это карбид кремния и сиалоны (названия соединений кремния, алюминия, кислорода и азота по первым буквам английских наименований этих элементов) — неорганические материалы, не встречающиеся в природе, хотя химический состав и свойства нитридов кремния очень близки по своим свойствам и составу соединениям природного кремния, что открывает заманчивейшую перспективу синтезировать большой ряд соединений типа нитрида кремния с уникальными свойствами путем замены некоторых атомов кремния и азота на атомы алюминия и кислорода.
      Возможности их использования могли бы быть самыми разнообразными. И прежде всего в качестве жаропрочных конструкционных материалов, огнеупоров в оптических и электронных устройствах.
      Все рабочие профессии нового материала определяются его свойствами: керамические изделия из карбида и нитрида кремния при обычных температурах прочнее и устойчивее, чем изделия из обычного типа оксидной керамики. Они исключительно стойко противостоят коррозии, эрозии и тепловым ударам.
      Карбидокремниевая и нитридокремниевая керамика в недалеком будущем сможет заменить жаропрочные сплавы на основе никеля и кобальта при производстве некоторых деталей, работающих при очень высоких температурах (например, в газовых турбинах), и быть использованной в керамических теплообменниках. Такая керамика обеспечит еще более высокие температурные режимы работы, чем металлы.
      Более высокие температурные режимы работы, в которых трудятся такие материалы, например, в процессах превращения энергии, позволяют добиваться высокого КПД и значительной экономии топлива. Разработка нового поколения газовых турбин тоже связана с возможностями нитридов и карбидокремниевой керамики. Представьте себе керамическую турбину, которая применяется, скажем, в качестве двигателя автомобиля. Заманчивая идея, не правда ли?
      На керамические материалы обладают одной общей и весьма неприятной особенностью — они хрупки. Надежность и определенность срока службы — вот главные вопросы, которые предстоит решить создателям новых материалов. Работа над этой проблемой требует органичного объединения усилий материаловедов, конструкторов и технологов для дальнейшего усовершенствования производства новых материалов.
      Разумеется, многие из названных здесь примеров перспективного использования новых материалов весьма проблематичны. Предвидения, да еще в таком деле, как научно-техническая революция, не всегда сбываются. Причин «расхождения» прогнозов и реальностей достаточно.
      Думаю, что анализировать их здесь просто ни к чему.
      А с примером «несостоявшихся судеб» новых материалов читателю, наверное, познакомиться все же интересно.
      Тому, кто следит за политикой в области науки и техники, за тенденциями развития материаловедения у нас и за рубежом, прекрасно известно, что эпитет «металл будущего» непременно сопровождал алюминий, титан, магний, бериллий. Причем, это подразумевало значительное увеличение объемов их использования в качестве конструкционных материалов.
      Но жизнь и, разумеется, научно-технический прогресс распорядились по-своему. И в качестве дешевого конструкционного материала нашел широкое распространение только алюминий. Титан и магний действительно стали металлами будущего, но благодаря своим неметаллическим формам — двуокиси титана и окиси магния. Бериллий тоже вроде бы вполне на законных основаниях дожил до звания материала будущего, но вот массовости не обрел, оставаясь очень дорогим металлом специального назначения, используемым в сплавах и конструкционных материалах для ядерных реакторов.
      Но... предвидеть, планировать необходимо. Без взгляда в будущее кардинальную задачу ускорения социально-экономического развития страны, поставленную перед советским народом и экономикой XXVII съездом КПСС, не решить. В выполнение этих планов внесет свой вклад и Комплексная программа химизации народного хозяйства СССР на период до 2000 года. Создание новых конструкционных материалов, способных обеспечить интенсификацию всех отраслей народного хозяйства, — одно из главных ее направлений.
      ...В начале 30-х годов мы отмечали каждое новое достижение отечественной химии как величайшее событие в жизни страны. О нем писали газеты, восторженно рассказывало в многочисленных своих сообщениях радио.
      Что ж, тогда было такое время: трудовая романтика, ломавшая устоявшиеся представления о возможностях человека и свободного труда, окрашивала в свои цвета вообще-то будничные, несмотря на их колоссальную значимость для индустриализации нашего молодого государства, дела и успехи. Но и в этой атмосфере приподнятости находились люди, способные трезво оценивать, казалось бы, самые выдающиеся, грандиозные события.
      Помню, как кто-то на одном из митингов, сказал мне простые и спокойные слова: «Что ж, начало сделано.
      Пройдет время, и мы научимся синтезировать природные материалы...»
      Как он оказался прав, тот ученый из моей далекой молодости. И как опередила его жизнь « своем созидании! Сегодня отечественная химия не только синтезирует природные, но и создает материалы, которых никогда не было в ее «лабораториях». На каждом из них можно было бы смело поставить своеобразное клеймо госприемки:
      «В практику!», «Создано человеком!» И я счастлив, что в год 70-летнего юбилея нашего государства мне посчастливилось обо всем этом рассказать читателям «Эврики».