железный век. Оставив в стороне общепринятую историческую периодизацию, я с убежденностью могу утверждать, что теперь мы вступили в век искусственных материалов, век пластмасс.
Пластмассы, прочные, как металл, начинают изгонять из производства металлы. Уже найдены пластики, столь же стойкие против кислот и щелочей, как платина. В скульптуре уже применяется пластмасса — здесь придется отступить мрамору. В новых троллейбусах, которые видят москвичи на улицах своего города, обычные силикатные стекла, ведущие свое происхождение от финикийцев, заменены органическим стеклом — гораздо более легким, более прозрачным, пропускающим ультрафиолетовые лучи. Пластмассы, упругие и красивые, могут в конце концов вытеснить полированное дерево.
Уже сегодня автомобиль изнутри отделан пластмассой, имитирующей дерево. Если заглянуть в XXI век, то в обиходе этого столетия не так-то просто будет найти предмет, изделие не из пластмассы, а из веществ, взятых в неизменном виде из природы.
Все, о чем я здесь сказал, — победы органической химии, оперирующей методами» неизвестными организмам живой природы. Я уже говорил о том, что с самого начала своего развития органическая химия разошлась с природой. Даже создавая те же вещества, которые имеются в природе, она шла своей дорогой, не повторяя метода, которым то же самое делает природа. А ведь живая природа синтезирует свои вещества соблазнительно просто и быстро. Стоит вспомнить о работе нашего пищеварительного аппарата, разбивающего пищу на элементарные структурные «кирпичики», и о синтезе в клетках нашего тела, слагающего из этих «кирпичиков» сложнейшие вещества тканей — мышц, костей, мозга.
Искусственный каучук мы получаем путем, ничего общего не имеющим с синтетической лабораторией растения каучуконоса. Операции завода синтетического каучука, часто требующие высокой температуры, в живой клетке заменяются тончайшими воздействиями на каждой стадии процесса разнообразных энзим (ферментов), ускоряющих и направляющих реакцию.
Овладение этими путями природы, этим сложнейшим механизмом химического превращения будет третьей великой победой органической химии, в будущем имеющей тенденцию слиться с биохимией. Я убежден, что химия сможет отпраздновать эту победу еще в нашем веке.
В начале этого нового этапа истории органической химии — энзиматической химии — мы, вероятно, овладеем секретами производства веществ, которые изготовляются и в живых лабораториях природы А затем наступит время — от него мы сейчас еще очень далеки, — когда этими свойственными живой природе путями мы будем получать вещества, которых и природе нет.
Итак, в истории синтетической органической химии мы видим такие основные этапы. Первый — синтез имеющихся в растениях и животных веществ неизвестными природе методами. Второй — создание подобными же синтетическими методами безграничного разнообразия веществ, которых в природе нет. Третий этап — создание методами живой природы (энзиматическими путями) веществ, содержащихся в организмах. И, наконец, четвертый, целиком относящийся к будущему, когда этими же энзиматическими методами мы будем получать и новые, не существующие в природе вещества, создавая для этого небывалые энзимы.
Сейчас трудно говорить о том, к каким практическим результатам приведут эти еще не хоженые сегодня пути органической химии, но они могут быть еще более грандиозными, чем все то, о чем я уже говорил. В овладении секретами хлорофиллового зерна, внутриклеточных превращений веществ в живом организме, может быть, таится технология будущих заводов искусственных пищевых продуктов, которые будут далеко превосходить по качеству, целесообразности состава и усвояемости сегодняшние естественные продукты. Люди тогда найдут способ использовать солнечную энергию гораздо производительней, чем посредством растений.
Паутинка, заменяющая канат
Материалы будущего…
В одном из романов знаменитого английского фантаста Герберта Уэллса рассказывается о веревочной лестнице, канаты которой были не толще паутины. Между тем они выдерживали вес нескольких человек одновременно, и, казалось, разорвать их невозможно.
Что это было? Сплав удивительной прочности? Необыкновенное искусственное волокно? Писатель не дал ответа на этот вопрос. Взглядом художника, а не инженера видел он будущее.
— Вероятно, паутинки уэллсовской лестницы были сделаны из, чистого железа, — сказал нам член- корреспондент Академии наук СССР Иван Августович Одинг, большой специалист в области прочности металлов. — Да-да, из чистого железа.
— Простите, но ведь чистое железо — это мягкий, податливый, пластичный металл, — возразили мы. — Временное сопротивление разрыву у него едва-едва достигает 20 килограммов на квадратный миллиметр. Чистое железо значительно менее прочно, чем сталь. Ведь именно сталь идет на самые ответственные, самые нагруженные детали машин и механизмов, а не чистое железо.,
— Да, вы правы, — ответил, улыбнувшись, ученый. — Но дело значительно сложнее. Для того чтобы разобраться в нем глубже, оглянемся назад.
Знаете ли вы, что все те машины, с которыми мы имеем дело сегодня, было бы невозможно построить, если бы их создатели располагали только материалами, существовавшими в начале нашего века? Что был бы невозможен не только реактивный самолет и газотурбинный двигатель, но что и обычный автомобильный мотор оказался бы раза в два-три тяжелее сегодняшнего? А это именно так.
В те дни, когда я еще был студентом — это совпало с годами первой мировой войны и Великой Октябрьской революции, — чугун имел прочность всего около 8 килограммов на квадратный миллиметр. Хорошие заводы гарантировали 10 килограммов на квадратный миллиметр.
А сегодня чугун выдерживает 70–80 килограммов на квадратный миллиметр.
Легкие сплавы в те времена тоже имели пределом прочности 6–7 килограммов на квадратный миллиметр.
А современные сплавы алюминия позволяют доводить нагрузку до 55–60 килограммов на квадратный миллиметр. Грубо говоря, нам, металловедам, удалось повысить за эти годы прочность металлов, имеющих коренное значение в машиностроении, примерно в 8—10 раз.
Это грандиозная победа. Вот цифры, которые позволяют представить ее величественные результаты.
Вес двигателя внутреннего сгорания на одну лошадиную силу в 1900 году составлял 250 килограммов. Сегодня вес авиационного дизеля на одну лошадиную силу не достигает и килограмма!
Вес пароэлектрического агрегата электростанции на одну лошадиную силу снизился по сравнению с началом века, когда он достигал примерно 150 килограммов, до 4–5 килограммов!
Казалось бы, успех колоссальный. Он был достигнут двумя основными путями: во-первых, легированием металла, то есть добавлением в его состав незначительных в процентном отношении упрочняющих присадок; и, во-вторых, разработанной системой термообработок, вызывающих выгодные для нас изменения в кристаллической структуре материалов. Оба из этих путей не пройдены еще до конца ни наукой, ни практикой. Дальнейшее упрочение, повышение качества металлов будет достигаться и за счет новых присадок, и за счет новых методов механической и термической обработок. И, вероятно, идя по этим путям, мы сможем в течение ближайшего десятилетия поднять прочность стали от 200 килограммов на квадратный миллиметр, уже достигнутых сегодня, до 300 килограммов на квадратный миллиметр. Если быть оптимистичным, можно ожидать, что будут достигнуты и 400 килограммов на квадратный миллиметр. Ну, а где же тот верхний предел прочности металла, к которому мы можем стремиться?
Этот предел указали физики. Они определили величины межатомных связей. И по их теоретическим расчетам оказалось, что прочность простых чистых металлов должна быть в тысячи раз выше тех, которые мы сегодня считаем своим предельным блистательным достижением.
В тысячи раз! Представляете себе?! Не в два, не в десять, а в тысячи раз! Вот она — паутинка, которая выдержит вес десятка людей! Вот они — мосты, фермы которых похожи на кружево, башни телевизионных центров в десятки километров высотой, воистину почти невесомые самолеты.
