ЛАЗЕР ПЛЮС ПЛАЗМА

Московские ученые из Института металлургии имени А. А. Байкова АН СССР заложили основы нового направления в технике — лазерных металлургических процессов. Суть в следующем; луч лазера через фокусирующую линзу направляют на металл, помещенный в закрытую камеру с газом под высоким давлением — до 200 атмосфер. На месте падения луча возникает плазменное облако, которое активно реагирует с металлом; он плавится, поглощает возбужденные частицы газа и перемешивается с ними. После остывания на поверхности образуется монолитный слой, качественно отличающийся от основного материала образца.

Когда ученые помещали образец в азот под давлением, то в образовавшемся слое получались нитриды, если же в камере находился углеродсодержащий газ — образовывались карбиды, вещества, придающие металлам твердость, износоустойчивость, коррозионную стойкость. Московские ученые показали, что, регулируя состав газовой среды и плотность излучения лазера, на металлах и сплавах можно получать поверхностные слои с нужными свойствами.

Лазерно-плазменная технология перспективна во многих областях техники. Ведь с ее помощью можно упрочнять низколегированные стали и заменять ими дорогие высоколегированные сплавы. Обработав подшипники для буровых агрегатов, ученые установили, что эти детали проработали в десять раз дольше, чем серийные. Лазерным лучом повысили механическую прочность режущих органов и узлов трения сельскохозяйственных машин. В медицинской промышленности лазерно-плазменная обработка позволила повысить качество и стойкость хирургических инструментов — скальпелей, ножниц, игл.

Новая технология высокопроизводительна, надежна, экономична. В двенадцатой пятилетке она распространится во многих отраслях нашей промышленности.

САХАР ИЗ СОЛОМЫ

Биотехнология — новое направление научно-технического прогресса — зиждется на фундаментальных исследованиях жизненных функций микроорганизмов. Выяснено, например, что бактерии способны питаться клетчаткой, разлагая вначале ее массу на составные компоненты с помощью содержащихся в их клетках ферментов. Выделив эти активнейшие катализаторы в чистом виде, мы сможем без высоких температур и давлений эффективно и дешево разделять растительное сырье и получать нужные для хозяйства вещества.

Микроб — маленький химический завод, принцип работы которого можно повторить в больших масштабах. И диапазон индустриальных возможностей тут огромен. Недавно в Институте биохимии АН СССР разработан и испытан непрерывный процесс ферментативного гидролиза растительной целлюлозы — соломы, кукурузных кочерыжек, ботвы. Разработана оригинальная технология, создан противоточный реактор — колонна. В нем происходит авторегенерация фермента, что позволяет одну и ту же порцию органического катализатора использовать для разложения нескольких порций сырья.

А что получается в конечном результате?

Глюкоза и сахара, которые пойдут на питание бактерий, вырабатывающих витамины, лекарства, гормоны, органические кислоты. А можно использовать эти питательные продукты и непосредственно для кормления домашних животных.

ЗАВОД, РАБОТАЮЩИЙ НА ОТХОДАХ

Необычный полиметаллический комбинат начал работать близ города Галле. Он производит широчайший ассортимент редких металлов — золото, серебро, цинк, палладий, ртуть, медь, железо, алюминий, — а потребляет… мусор со свалок! Сырье, прямо скажем, специфическое. Это — устаревшие, вышедшие из строя компьютеры, калькуляторы, измерительные приборы, которые списываются, вывозятся на свалки, становясь «соседями» использованных консервных банок. А ведь в одной тонне старых ЭВМ содержится гораздо больше золота, чем в самой богатой руде — около одного килограмма. Этот металл вместе с серебром и палладием применяется для повышения надежности контактов. Вот почему инженеры из ГДР и решили наладить добычу драгоценных металлов из электронного лома.

Стройка была объявлена молодежной. Молодые строители сооружали цеха нового предприятия, а потом стали его первыми работниками. Переработка утиля начинается с размола на молотковых дробилках. Из полученной массы магнитные сепараторы извлекают железо. Пневматические устройства удаляют пластмассу, стекло, тонкие проволочки. Затем крошка сепарируется по плотности: в жидкости более плотной, чем вода, частицы алюминия всплывают, как щепки, а медь и благородные тяжелые металлы опускаются на дно. Эти остатки собирают, растворяют в кислотах, выделяют и переплавляют, в результате чего все металлы, входившие когда-то в конструкцию ЭВМ, оказываются восстановленными и могут быть возвращены в промышленный оборот. Подобные предприятия сооружаются также в Венгрии и ряде других социалистических стран.

ТАКСИ НА БИОГАЗЕ

Несколько месяцев по улицам Праги разъезжали машины с тремя буквами на дверцах — БИО. Внешне они не отличались от серийных легковых «шкод», но их моторы работали не на бензине, а на биогазе — метане.

Обычно это топливо получают на селе из отходов животноводства. Здесь же был использован, так сказать, «свой», городской газ, полученный на установках по очистке городских канализационных стоков. В очистных бассейнах были поселены специально выведенные метаногенные бактерии, которые не только генерировали дешевое топливо, но и улучшали очистку загрязненных вод. Твердые остатки после получения метана — прекрасное удобрение, улучшающее структуру почвы.

Одной зарядки биогазом хватало автомобилю примерно на 250 километров пробега. Сотрудники пражского НИИ автомобильных двигателей, проводившие эксперимент, убедились, что биогаз повышает моторесурс поршневых моторов, которые работают без повышенного шума и не выбрасывают в атмосферу ядовитых соединений. В ближайшем будущем предполагается выпустить на улицы Праги двадцать «биотакси», а затем довести число таких машин до пяти тысяч, включая сюда грузовики коммунальной службы.

Переделка моторов под биогаз окупается всего за четыре месяца за счет экономии бензина. На биогазе могут работать не только легковые автомобили, но и тракторы, автобусы, маневровые тепловозы и даже спортивные самолеты. Главная выгода — экономия бензина. Но есть и еще один выигрыш, трудно оцениваемый в цифрах, — экологический.

ЗА ДОЛЮ СЕКУНДЫ

Если какой-нибудь обычный, растянутый во времени процесс выделения энергии спрессовать в импульс, провести в долю секунды, он произведет эффекты, которые заранее даже трудно предвидеть. Ученые из Института гидродинамики СО АН СССР увидели в таких импульсных процессах — взрывах — богатейшие технологические возможности и внедрили в производство метод упрочнения металлов взрывом и метод сварки взрывом. Новейшая разработка Института — изолятор для анодной и катодной частей электролизера алюминиевых заводов. Они сделали его в виде трехслойной композиции: снаружи стальная труба, затем — керамическая прослойка из оксидов и карбидов алюминия и, наконец, стальной центральный стержень. Все это сплочено в единый монолит с помощью взрыва. Импульсное сверхвысокое давление длится стотысячные доли секунды, но так прочно соединяет все три части, что они находятся в непрерывной эксплуатации пять лет там, где прежняя конструкция работала всего неделю. Годовой эффект — 388 тысяч рублей.

ЗАКАЛКА В ПОЛИМЕРАХ

В древних легендах живописуется, сколько ухищрений применяли кузнецы, чтобы закалить булатные сабли. Но если разобраться во всех этих сказаниях, то выяснится, что для закалки использовались всего две жидкости — вода и растительное масло. Современная технология добавила к ним еще одну — минеральное масло. Но специалисты из Иркутского института органической химии утверждают, что в недалеком будущем воду и масло вытеснят другие составы — прежде всего водорастворимые полимеры.