СОТВОРЕНИЕ МИРА
Вызов Святослава. — Сталь одряхлела? — Где природе не под силу… — Именем полимеров. — Машина в роли пчелы. — Пол принесли в ведре. — Надувной дом. — Пластмасса дарит сто миллионов. — Летающая печка. — Лакированные овощи. — Джунгли микромира. — Как растут молекулы? — Воспитание полимера. — Молекулярное садоводство. — Ионит идет по следу. — Сито наоборот. — Химики-портные. — Каменные «гибриды».
Храбрый и благородный русский князь Святослав, готовясь в военный поход, посылал сказать врагам: «Хочю на вы ити». Фразу эту, со временем переделанную, повторяли многие, когда замышляли смелое дело. «Иду на вы!» — бросали они вызов трудностям и опасностям. Сегодня этот резкий вызов брошен самой природе. В соперничество с нею вступили химики: они решили сами создавать то, что раньше считалось по силам только природе.
До сих пор было так. Люди выбирали в богатых природных кладовых подходящий материал и лишь обрабатывали его, делая нужные вещи. Выбор зависел от уменья. Когда-то, давным-давно, они подбирали твердые камни и, раскалывая их, превращали в топоры, ножи, наконечники для стрел и копий. Это был каменный век. Его сменил век бронзовый. Теперь люди разыскивали другие камни, калили их на огне до тех пор, пока они не начинали плакать красными медными слезами. Эти медные капли в ловких руках превращались в горящие, будто пламя, породившее их, мечи, бронзовые секиры, шлемы.
А там пошли в дело совсем иные камни. В них природа запасла и спрятала до срока новый превосходный материал. Это был металл цвета зимнего неба — невиданно твердый и податливый, упругий и гибкий, дешевый и бесценный. Мечи из него были остры, кольчуги непробиваемы. Из него получались отличные серпы и косы. Новый материал обладал многими не известными бронзе свойствами, и именно благодаря им люди теперь могли делать то, о чем прежде и не мечтали. Этот металл помог создать первые огнедышащие машины и головокружительно высокие дома, превратил мосты, раньше приземистые и неуклюжие, в изящные сооружения, легко, словно они ничего не весили, переброшенные через широкие и глубокие реки. Он проник во все области человеческой жизни, привел технику к небывалому развитию. И именем этого материала теперь была названа целая историческая эпоха — век железа.
Но вот настал наш, XX век. Все быстрее движется вперед человечество в своем развитии. В течение нескольких десятилетий покорен океан, освоено небо, крупнейшие реки приучены вырабатывать электрическую энергию. Железные и шоссейные дороги паутиной оплетают сушу. Становится послушным атом. Появляется бесконечное множество машин. Самых разнообразных, вплоть до думающих. Все выше скорости — в цехах, на дорогах, в море, в небе. И вот уже небесный корабль преодолевает земное притяжение и отправляется на Луну…
Но в ликующем реве техники сначала тихо, робко, потом все громче и тревожнее стали раздаваться голоса конструкторов и инженеров:
— Быстрее нельзя… Выше невозможно… Слишком дорого… Очень недолговечно… Железо не годится… Сталь быстро разрушается… Алюминий? Дерево? Бетон? Нет, не подходят!
Старые материалы, подаренные людям природой и служившие им верой и правдой долгие годы, оказались негодными для новых машин, сдерживали порыв человека вдаль, ввысь — вперед. Нужны другие материалы, в которых бы сочетались самые противоречивые свойства: они должны быть легкими, как пробка, но более долговечными, чем железо; гибкими и мягкими, как шелковые нитки, но не уступать по прочности стали; они должны стойко выдерживать высокую температуру, давление, растяжение, скручивание, но вместе с тем по воле человека легко изменять свою форму. Кроме того, нужно, чтобы они не боялись ржавчины, воды, огня, воздуха, лучей солнца, трения, едких кислот и щелочей.
Возможны ли такие материалы вообще? На свете ничего подобного нет. Следовательно, смирись, человек, и приспосабливайся к тому, что имеется в природе? Такой ответ был бы единственно возможным всего несколько десятков лет назад. А сейчас инженеры и ученые сказали: придется искусственно делать то, что не смогла создать природа…
Дерзкая мысль! Во всю историю человечества люди, за малым исключением, только обрабатывали материалы, созданные природой, — камни, глину, дерево, металлы, растительные волокна, кожи. Теперь надо было своими руками сотворить совершенно новый мир, мир небывалых материалов, Это был вызов. И человек бросил его. «Иду на вы!»
Наш XX век еще недавно называли веком стали и бетона. Потом прибавили к этому названию еще два слова: «и стекла», А сейчас уже двадцатое столетие именуют веком высокомолекулярных соединений, или, короче, веком полимеров. Потому что полимеры — это как раз и есть те материалы, о которых мечтали ученые и конструкторы.
Но не слишком ли рано полимерам пожалована такая честь, не преждевременно ли присваивать их имя целой эпохе? Ведь каждый знает, что дома наши по-прежнему еще кирпичные и бетонные; железные дороги, поезда, автомобили — стальные; самолеты — алюминиевые… Старые материалы используются сейчас не только не меньше, но гораздо больше, чем раньше.
Да и полимеры вовсе не такая уж новинка. Широко применялись они и в век железа, и в эпоху бронзы, камня, и задолго до появления на Земле первого человека. Их, эти сложнейшие и изумительно совершенные полимеры (белок, целлюлозу и другие полисахариды, носители наследственных признаков — нуклеиновые кислоты), придумала природа, когда принялась создавать живые организмы. Так почему же теперешние времена называть веком полимеров?
Попробуем разобраться в этих сомнениях.
Исследуем сначала наш дом. Первое промышленное изделие, с которым особенно близко знакомится человек, — это, пожалуй, соска. Да еще яркие погремушки и другие пластмассовые игрушки. И резина, и пластмасса — полимерные материалы. Линолеум на полу — тоже. Выключатели, розетки, пепельницы, дверные ручки, телефонный аппарат, завинчивающиеся пробки на флаконах, вся небьющаяся посуда, авторучки — тоже высокомолекулярные соединения. Белые полупрозрачные щетки для волос, непромокаемый мешочек для молока или мяса — это полиэтилен, один из самых распространенных полимеров. Капроновые чулки, носки, блузки, костюм из лавсана, плащ, вискозный каракуль, ацетатный шелк, воздушная нитроновая шубка… Можно еще долго перечислять изделия из полимеров, давно ставшие нам привычными.
Однако если мы живем в новом доме, ко всему этому надо будет обязательно добавить, что канализационные и водопроводные трубы в нем сделаны из полиэтилена или полипропилена; полы на кухне выложены полистирольной плиткой. А во многих домах мы обнаружим еще и синтетическую ванну и раковину, стены, оклеенные моющимися полимерными обоями, паркетный пол, оконные переплеты и двери, сделанные из древесных пластиков.
Получается, что уже сейчас чуть ли не половина дама и многие самые обыденные вещи состоят из полимеров, не используемых природой, изобретенных человеком.
И это не все. На промышленных выставках часто можно видеть «дома будущего». Вот один из них.
В нем только каркас железобетонный. Стены тонкие, легкие — в десятки раз легче кирпичных. Они сделаны главным образом из… бумаги и воздуха. Но они очень прочны и не пропускают ни уличного шума, ни холода, ни жары. Так что зимой в таком доме тепло, а летом — прохладно.
Что ж это за странные стены? Устроены они так. Изнутри проложен тонкий лист красивой пластмассы; затем идет толстый слой сотопласта и, наконец, снаружи — лист стеклопластика.
Здесь, наверное, нужны разъяснения. Например, сотопласт. Что это за штука? Напоминает пчелиные соты? Вот именно. Настоящие соты, только сделанные не пчелами в улье, а машинами на заводе. Изготавливают их из бумаги, пропитанной полимерными смолами. На стройку привозят большие, толстые, но совсем невесомые куски сот, блоки. Возьмет рабочий один такой кусок, поставит на место — и полстены готово!
А стеклопластик?
О том, что это такое, тоже можно догадаться по названию. Это дитя стекла и высокомолекулярных соединений. Делают его так. Берут стеклянную ткань или тонкий слой стеклянной ваты и пропитывают полимерными смолами. Смола застывает, и получается материал со сказочными свойствами. Стеклопластик легок, но прочен, как железо, дешев, но будет служить вечно: ему не страшны ни вода, ни ржавчина, ни удары.
Эти стены не нужно ни штукатурить, ни красить. Краска, введенная в стеклопластик при его изготовлении, сохранит свою свежесть навсегда.
Из стеклопластика же сделана и крыша. А для чердачного перекрытия использовали пенопласт — слой застывшей, не пропускающей ни шума, ни тепла полимерной пены.
Если даже стены и крыша дома сооружены из новых материалов, так что тогда делается внутри? Конечно же, оконные рамы, подоконник, облицовка стен кухни, пол, раковина, трубы, полочки, шкафчики, холодильник, ванна, роскошный персидский ковер, разлегшийся в комнате, мягкий диван, другая мебель, обтянутая кожей и замшей, цветочные горшки, скатерти — все это полистирол, полихлорвинил, полиэтилен, полипеноуретан, лавсан и многие другие синтетические материалы… Вот какой дом уже существует!
Надувной купол стадиона.
Но пойдем дальше. С помощью особых полимерных смол сейчас приклеивают к стенам железобетонные балконы. На таком балконе может прыгать и плясать целая толпа: клей выдержит. Скорее лопнет бетон. Так же прочно приклеивается бетон к стали, железо к кирпичу, стекло к дереву. Ни гвоздей, ни болтов не надо. Но если гвозди и болты все-таки потребуются, то их можно прессовать из полимеров, которые называются поликарбонатами. Такие гвозди, в отличие от железных, не гнутся при ударе и никогда не ржавеют. А полы начали делать так. Приносит рабочий в комнату несколько ведер жидкого каучука — латекса, полимерной смолы и мелкого песка. Смешивает все это и разливает тонким слоем. Через несколько часов смесь застывает. Пол готов! Любого цвета: хотите — под мрамор, хотите — под малахит.