Разгаданная тайна
Почему натуральная кожа так прочна, легка, эластична? Почему она согревает зимой и «дышит» летом? От чего зависят ее замечательные качества? Разгадка этой тайны помогла ученым создать заменители кожи.
Всем известно, что свойства веществ определяются их химическим строением. Кожа, как и все на свете, состоит из самых обычных химических элементов. Но есть в ее структуре одна особенность, отличающая кожу от многих других веществ. Ее основа — белковое соединение коллаген — построена не из обыкновенных молекул, а из молекул-гигантов. Таких больших — в сотни, а то и в тысячи раз больше обычных, — что их даже можно разглядеть под микроскопом. Их размеры достигают долей микрона!
Не эта ли особенность порождает необычные свойства кожи? Догадка подтвердилась, когда было изучено строение молекул-гигантов. Оказалось, что это длинные цепочки атомов, составленные из отдельных звеньев. Каждое звено — обыкновенная молекула-карлик — так крепко соединено с другими, что составляет с ними неразрывное целое. Такие длинные цепочки и эластичны, и в то же время необыкновенно прочны.
От гибкости молекулярных цепочек зависит эластичность кожи, от стойкости химических связей между отдельными звеньями — ее прочность и упругость.
Вещества, подобные коллагену, химики называют полимерами или высокомолекулярными соединениями. В природе их встречается немало. Это, например, каучук, целлюлоза, белки, смолы. Все они, такие разные по происхождению и по свойствам, обладают одним общим признаком: состоят из больших молекул. Молекулярные цепи бывают различной длины, разной формы: вытянутые в нить, с ответвлениями, с зигзагами. Полимер может состоять не из одной, а из нескольких цепочек, «сшитых» друг с другом химическими связями. Длина и форма цепочек сказываются на свойствах веществ.
Итак, первая часть задачи была решена. Химики-аналитики расшифровали рецепт изготовления кожи. Теперь дело переходило в руки химиков-синтетиков — им предстояло синтезировать (то есть создать искусственно) новый материал по образу и подобию уже созданного природой. Казалось бы, не так уж это и сложно: подобрать состав химических веществ точно по прописи и соединить их в определенном порядке. Но в том-то и дело, что обыкновенные молекулы-карлики — мономеры — упорно не желали соединяться в цепочки полимера.
Обычные молекулы зачастую находятся в пассивном состоянии. Они словно ленятся, у них нет особого желания встречаться друг с другом. И 72 если встреча все-таки происходит — связь бывает непрочной. При попытке удлинить цепочку, молекулы, едва соединившись, вновь распадаются. Полимеры же образуются лишь в том случае, когда мономеры крепко связаны друг с другом и образуют длинную цепь.
Как преодолеть сопротивление мономеров? Как заставить их соединиться вместе?
Подтолкнуть молекулы, упрочить связи между ними помогли приемы, ускоряющие большинство химических реакций,— нагревание и высокое давление. А когда и этих «толкачей» оказывалось недостаточно, выручали посредники — катализаторы. Эти вещества тоже ускоряют реакции, хотя сами в них не участвуют.
Теперь можно было «нанизывать ожерелья» какой угодно длины. Молекулы послушно спаивались в нить — «головой к хвосту», прикреплялись к любому атому в цепочке, наподобие подвески, или скрепляли в нужном участке две самостоятельные цепочки полимера.
Со временем синтез полимеров перестал быть проблемой. В простой стеклянной колбе стало возможным получать такие вещества, которые прежде возникали только в организме животных или растений.
М. Самсонова
Многие из вас наверняка каждый месяц получают расчетные книжки с квартплатой. Другие находят в почтовых ящиках счета за междугородные переговоры, отпечатанные ЭВМ. Сегодня это рядовые дела ЭВМ. Эффективно работает электронная система резервирования на авиалиниях. Она принимает пять—десять запросов ежесекундно. Машина ловит ошибки, предупреждает кассиров об изменениях в расписании, помнит о транзитных пассажирах и сама печатает…
В одном из древних китайских храмов есть необыкновенный таз. Достаточно потереть его ручки, и холодная вода в нем вдруг будто вскипает. «Чудо» это объясняется тем, что при трении медные стенки таза начинают колебаться с большой, ультразвуковой, частотой. В технике ультразвук получают, конечно, не так. Для этого служат особые излучатели ультразвука. В 1880 году французские физики,…
Искусственная кожа, замша, клеенка, переплетный материал. Аккуратно обрезанные лоскуты расцвечены яркими красками: синей, красной, зеленой, золотой, серебряной — или украшены скромным неброским рисунком. Поверхность матовая или блестящая, с наколотым узором или тиснением. Множество новых образцов разложено на большом столе в исследовательской лаборатории Ленинградского объединения искусственных кож. Идет подготовка к очередному техническому совету. Ему предстоит оценить…
Можно сказать, что человечество в своем развитии бросило само себе вызов. Коротко он звучит так: подчинимся ли мы миру неконтролируемых машин и предприятий, созданных нами же самими, или сумеем найти на них управу, выйдем из сложного положения, опираясь на силу разума и новые изобретения? Понятно, что двигаться по этому, во многом еще неведомому пути, пути…
А насколько маленькие предметы помогают разглядеть приборы? Очки не в счет, они позволяют человеку не столько улучшить рассмотрение мелких деталей, сколько исправить дефекты зрения. То есть вернуть способность глядеть на мир, как «задумала» природа. И хотя мы получаем с помощью глаз больше информации об окружающем нас мире, чем от всех остальных органов чувств, и тут…
Девятнадцатый век миновал середину, и наступил для России час позора и перемен. В 1856 году закончилась очередная русско-турецкая война. За прошлый век — вторая по счету, получившая имя «Крымской кампании». У всякого коробейника можно купить лубок «Матрос Кошка» или гравюру «Гибель Нахимова». Духовые оркестры играют марш «Тотлебен», в честь графа Эдуарда Ивановича сочиненный. Россия славит…
Но почему используется именно ультразвук? Дело в том, что его легче собрать в узкий, строго направленный пучок звуковых лучей. Этот пучок легко проходит через непрозрачные преграды — свойство тоже чрезвычайно важное. Когда-то, еще в конце 20-х годов, советский физик Сергей Яковлевич Соколов предсказывал ультразвуку большое будущее. Тогда мало кто в это верил. Но прошло всего…
Как описать запах моря, как объяснить разницу между запахом розы и машинного масла? Рассказать о запахе можно, только сравнив его с каким-нибудь другим, хорошо нам знакомым. Ученые умеют измерять физическими приборами силу света и силу звука. Однако меры, которая измеряла бы запах, пока еще не найдено. И специалисты не могут до конца объяснить, как живые…
Знаменитый французский писатель и философ XVIII века Жан Жак Руссо считал, что только «истинная» необходимость дает возможность человеку по-настоящему изучить жизнь. И советовал ставить обучаемого в «ситуацию Робинзона Крузо» — будто высаживать его на необитаемый остров. «Все, что человек способен представить в своем воображении, другие сумеют претворить в жизнь» — это слова великого Жюля Верна….
Когда возможности оптических микроскопов были исчерпаны, ученые и изобретатели обратились к источникам иных, невидимых излучений. Оказалось, что если на вещество направить пучок мельчайших заряженных частиц — электронов, то они, отражаясь от него, принесут нам более детальные сведения, чем свет. Это те самые электроны, направленное движение которых создает электрический ток в проводах. Но движутся они там…