Путешествие в Завтра
Шрифт:
Возник ряд вопросов. Почему, например, водоросли концентрируют йод из морской воды, а химики этого не могут добиться? Каким образом микроорганизмы еще в доисторические времена собирали из вод озер, морей и океанов железо и ценнейший элемент — стронций? Они строили из этих веществ себе своеобразные домики, в которых и существовали. Бактерии погибали. В огромном количестве, толстым слоем, отлагались на дне многих водоемов покинутые домики из железа и стронция. Каким образом работали металлособирающие бактерии? Эти вопросы волновали ученых. В науке было известно также, что некоторые бактерии, близкие по своему характеру к простейшим водорослям, живут и развиваются, усваивая только неорганические вещества. Они существуют не за счет солнечной энергии, а за счет энергии химической.
Тельца таких бактерий представляют собой микроскопическую химическую лабораторию. В недрах ее могут осуществляться процессы, которые было невозможно получить
Бактерии ничтожно малы. Однако скорость размножения их в благоприятной среде поистине грандиозна. Вот вам живой пример. Из одной бактериальной клетки, которая размножается каждые полчаса, через двадцать часов получатся сотни миллиардов бактерий. Общий вес их ничтожен. Он составит всего лишь восемьдесят миллиграммов. Однако через тридцать часов семья одной бактерии достигнет веса почти девяноста килограммов. Через сорок часов все потомство даст колоссальный вес — примерно двадцать тысяч тонн. И эти бактерии помогают извлекать вещества, полезные и нужные нашей промышленности. Такое стремительное размножение бактерий будет происходить, конечно, лишь в условиях благоприятных. Мы можем создать подобные условия для полезных бактерий,
Я нарочно подробно остановился на этом, чтобы вы почувствовали, каким союзником может явиться для нас, химиков, бактериологическая лаборатория. Именно с ее помощью научились мы извлекать из воды многие растворенные вещества.
Огромные химические комбинаты стоят на берегах морей и океанов. Они пропускают через себя миллионы кубических метров гидросырья — воды — и черпают из нее ценнейшие продукты и металлы. Комбинаты эти работают различными способами.
Кроме бактериологического, наиболее распространенный метод поглощения веществ из воды — это использование, вероятно, известных вам ионитовых фильтров.
Вы знаете, обычный фильтр задерживает только механические примеси, содержащиеся в растворе. Иониты — это химические фильтры. Пропуская через них какой-либо водный раствор, мы получаем другой химический состав фильтруемой жидкости. Отдельные растворенные в воде химические вещества задерживаются ионитовым слоем в таком фильтре. Ионитовый фильтр состоит из отдельных зерен синтетических смол, похожих на пластмассы. На этих зернах и оседают различные химические вещества при соприкосновении с поверхностью ионита. Подбирая состав зерен, ионитовый фильтр можно настраивать на выполнение разной работы. Разными ионитовыми фильтрами можно извлекать из морской воды различные металлы: золото, серебро, редкие металлы. Периодически пропуская через иониты специальные растворители, можно получать вещества и металлы в концентрированном виде… Вы понимаете, что все это меняет в корне наше отношение к гидросырью. Какие широкие пути открыты перед нашей промышленностью по освоению богатств океанов!
Тихо звучала из радиоприемника музыкальная мелодия.
Освещенный ярким светом невидимых источников, Демин стоял с горящими глазами и возбужденным лицом. Кряжистая его фигура в тяжелой раме окна резко выделялась на темном фоне вечернего неба.
— Ну что же, от суши и моря перейдем теперь к небесам, — сказал он улыбаясь.
Я не удивился легкости, с которой он устремился к воздушной стихии, — такому подвластно все!
— Небо — это третья неистощимая кладовая нашего промышленного сырья. Получать кислород из воздуха с помощью холодильных установок мы научились давно. Наша промышленность кислородом обеспечена. Труднее было решить другую, не менее важную проблему — получение азотистых солей из воздуха. Эти соли — селитры — необходимы нашей промышленности и особенно сельскому хозяйству. Селитра — первоклассное удобрение. Земная атмосфера, как известно, состоит из смеси различных газов: азота, кислорода, углекислого газа и других. Основной составной частью является азот. Азот в чистом виде извлечь из воздуха не представляет большого труда. Но азот, как известно, — газ инертный, он не вступает в химические соединения. Расщепить молекулы азота на атомы, чтобы составить из них азотистые соли, оказалось делом чрезвычайно сложным. Помните, некогда знаменитый русский электрик Василий Каразин предлагал получать селитру из воздуха с помощью электрической искры, — Демин улыбнулся своей очередной ссылке на великого человека. — И, знаете, он был на правильном пути. Электрическая искра разбивает молекулу азота. Атомы его переходят в азотную кислоту, а затем в соли. В дальнейшем, действительно, потребовались сверхвысокие температуры, огромные давления и значительные электрические напряжения, чтобы в промышленных масштабах расщепить молекулы азота воздуха. Заводы искусственной селитры, азотных кислот благодаря обилию электроэнергии работают теперь по этому способу.
Однако совсем другое решение подсказала нам сама природа. Не думали ли вы о том, что в совершенно обычных
Представьте себе: тщательно изучив сложнейшую работу бактерий, химики раскрыли органические вещества — катализаторы, которыми пользуются азотсобиратели — нитрифицирующие бактерии — для извлечения азота из воздуха. Когда тайна эта была раскрыта, органический синтез получил колоссальный творческий толчок вперед. Азотная промышленность направлена ныне по новому промышленному пути — пути обычных температур и нормальных давлений. Азот атмосферы с помощью секретов, отнятых у природы, стал теперь основным сырьем для получения ценнейших азотистых солей.
Демин замолчал. Он посмотрел в мою сторону испытующе: понимаю ли я его. Уловив мой утвердительный взгляд, он продолжал:
— Ну вот… Это вам несколько слов о химическом сырье и его добыче из всех, так сказать, подвластных нам стихий — земли, воды, воздуха… Теперь о самом главном — о том, с чего мы начали: о химической промышленности, о создании продуктов переработки всего этого сырья.
Мы, химики, или соревнуемся с природой, или же создаем то, чего никогда в природе не существовало.
Вспомните химика Лебедева. Он впервые в мире создал синтетический каучук. А ведь наш искусственный каучук не только дешевле, но и лучше природного сока растений-каучуконосов… Он обладает свойствами, недоступными природному каучуку: не горит, морозоустойчив, противостоит многим химическим воздействиям, он более эластичен и прочен. Возьмите искусственное волокно. Ведь оно несравненно лучше, красивее и прочнее природного. Мы делаем сейчас такое химическое волокно, нити которого значительно прочнее стальной проволоки того же сечения. Представьте себе одежду из такой ткани. Она не боится ни влаги, ни времени, ее можно носить практически вечно. Но это не рубашка, сделанная из нитей сверхпрочной стали, — такая одежда выглядела бы стальной кольчугой. Это вечная и красивая одежда из тончайших шелковых нитей.
Наконец, последнее — пластмассы. Подобных пластмассам веществ в природе никогда не существовало. Их создал человек, породив с помощью научных знаний самый удивительный в мире материал — материал, свойства которого могут быть созданы для любой наперед заданной цели. Из пластмасс мы делаем части машин, прозрачные купола зданий, кузовы автомобилей и самолетов, мебель, посуду. Пластмасса во многих случаях заменила стекло, металл, дерево, пробку, фарфор, кожу, слюду.
Вот кресло, например, на котором вы сидите. — Демин погладил мягкую спинку. — Оно сделано тоже из одного куска упругой пористой пластмассы. Такая масса отлита в форму и застыла в ней в виде готового мягкого кресла. Как видите, сохранился даже рисунок текстильной обивки, закладываемой в форму перед заливкой. А пенопластмасса, которая на девять десятых состоит из воздуха, — это легчайший в мире материал. Он идет на постройку самолетов, для теплоизоляции, звуконепроницаемых перегородок. Из этого материала строятся непотопляемые суда исключительной плавучести и прочности. Такие суда никогда не могут затонуть: материал, из которого они построены, в несколько раз легче воды. Наши автоматизированные химзаводы не только производят в огромных количествах пластмассу — они отливают, штампуют, выкраивают из нее сложнейшие предметы и детали, твердость которых не уступает металлу. На производство этих предметов требовалось ранее много времени, энергии и материалов. Нужны были мощные станки, рабочие-специалисты… А сейчас небольшой легкий пресс спокойно штампует сложнейшие детали из пластических масс. Застывая, они превращаются в части машин и механизмов, в кузова автомобилей, в воздушные винты самолетов. Именно применение пластмассы и легкость ее обработки способствовали необычайному росту производительности труда у нас в стране.
— Послушайте, — прервал я Демина, — вы все рассказываете мне о вещах промышленных: синтетическое горючее и каучук, искусственная ткань, пластмасса, удобрения. По-вашему, получается, что химия совершает только гениальную подмену некоего неважного природного материала каким-либо хорошим искусственным.
Демин громко рассмеялся. Мой наивный вопрос, видимо, ему очень понравился.
— Насчет подмены это вы, пожалуй, правы. Только и здесь подмена тоже бывает разная. Возьмите, к примеру, сильнейшее лечебное средство — пенициллин. Он также является плодом нашей деятельности — искусства химиков. По химическому своему характеру пенициллин близок витаминам. Он убивает вредные бактерии, подменяя в составе их клеток витамины, необходимые для жизнедеятельности малых существ так же, как и для нашей с вами жизни. В результате этой подмены бактерии гибнут от отсутствия витаминов, а человек, в организме которого развивались эти бактерии, выздоравливает. Вы скажете — тоже подмена… Конечно, да. Но эта подмена совсем другого характера.