Вы здесь

Подражающие молниям

Подражающие молниям

XVIII столетие не успело еще завершиться, когда изобретение Джеймса Уатта ознаменовало начало нового века — века пара. Появление паровой машины дало толчок могучей технической революции, получившей в истории название великого промышленного переворота. Человек становился великаном. До той поры он строил, прял, ткал, ковал только своими руками. Теперь впервые за него это стали делать машины. Самые крепкие мускулы не могли сравниться со стальными мышцами паровых цилиндров, самые ловкие пальцы не могли за ними угнаться. Первыми канули в прошлое ручные ткацкие и прядильные станки. На их место стали машины. Чтобы их построить, понадобились другие механизмы, и они не замедлили появиться. Один за другим были изобретены строгальный, фрезерный, карусельный, винторезный станки. В 1807 году Роберт Фултон спускает на воду первый в мире пароход, а через семь лет Джордж Стефенсон строит паровоз. В 1825 году открывается первая пассажирская дорога в Англии, а в 1837 году «шибче воли» помчался поезд по первой русской дороге. Темп времени круто изменился. На смену многовековой неторопливости пришли «быстрота, разгул, волненье, ожиданье, нетерпенье...» В 1840 году мировая сеть железных дорог насчитывала уже девять тысяч километров. За тридцать последующих лет она выросла в двадцать три раза! «Век девятнадцатый, железный» до последней своей минуты с лихорадочной скоростью ткал железнодорожное полотно, вкладывая в него все свои силы, все свое богатство, все свои ресурсы. Для железных дорог добывались руда и уголь, для них плавился металл, строились машины, рубился лес, для них сооружались насыпи, мосты и туннели.

Но как добывать руду, уголь, камень? Чем долбить мерзлый грунт? Чем дробить гранитные кручи? Как возводить огромные насыпи? Ведь нет еще ни отбойных молотков, ни врубовых машин, ни угольных комбайнов, неизвестны дорожные и землеройные машины. Кайло, лопата и тачка — вот бульдозеры, экскаваторы и самосвалы того времени. Неудивительно, что «во глубину сибирских руд» и на каменоломни посылали работать каторжников, и тяжким, скорбным трудом, беспощадной эксплуатацией создавалось национальное благосостояние. Дороги того времени политы кровью, выложены костями, отмечены могильными крестами.

К середине века тормозящее действие ручного труда в горном и дорожном деле стало особенно ощутимо. Рабочий, который «механически ржавой лопатою мерзлую землю долбит», не мог больше угнаться за нетерпеливым бегом своего времени, и паровые машины ничем не могли ему помочь. Одному пару стало не под силу толкать поршень технического прогресса. Ему стали нужны союзники. Промышленной революции, так же как и всякой революции, нужны были взрывчатые вещества.

Современная техника располагает теперь десятками разнообразных взрывчатых веществ. А не так давно, немногим более ста лет назад, все еще была известна практически лишь одна взрывчатка — дымный порох. Долгое время порох служил только Марсу — богу войны. Но уже в XVI веке он впервые нашел себе мирное применение: с его помощью был расчищен фарватер реки Неман. В XVII веке порох начали использовать и для горных работ. Шесть столетий дымный порох исправно служил человеку, но в XIX веке стало ясно, что ему пора уходить на заслуженный отдых. В одной из своих публичных лекций Альфред Нобель так отозвался о достоинствах и недостатках дымного пороха:

«В шахте он дробит без метания; в ружье толкает пулю без дробления; в артиллерии служит обеим целям; в фейерверке спокойно горит без взрыва... Но как прислуга на все он лишен совершенства в каждом отдельном случае, и современная наука постепенно теснит его владения».

Действительно, энергия взрыва и дробящая способность дымного пороха не слишком высоки. Например, гранит он может только расколоть на крупные глыбы, которые затем приходится дробить кувалдой. При сгорании порох дает густой едкий дым. Во время оживленной канонады задыхающимся солдатам ничего не было видно на поле битвы, а после каждого выстрела ружье приходилось прочищать шомполом.

К середине XIX века, когда нужда промышленности и военного дела в новых взрывчатых веществах обозначилась с предельной остротой, химическая наука была развита уже в достаточной степени, чтобы выполнить стоящий перед нею социальный заказ. Центром научных исследований в области взрывчатых веществ в те годы по-прежнему оставался Париж, хранивший традиции великой химической школы, ведущей начало от Лавуазье. В первые десятилетия XIX века пост консультанта Управления порохов и селитр занимал известный французский ученый Гей-Люссак. Закон Гей-Люссака, связывающий объем газов с их температурой, широко используется при расчете взрывов. После Гей-Люссака эта должность перешла к его ученику и другу Пелузу.

Жюль-Теофиль Пелуз — один из крупнейших и авторитетнейших химиков своего времени. Он стал широко известен благодаря работам по изучению сахаров, молочной кислоты, процессов брожения. Пелуз впервые установил химическую природу глицерина, что имеет, как мы скоро увидим, прямое отношение к истории взрывчатых веществ. Его шеститомный курс общей химии в течение многих лет был основополагающим руководством для исследователей всех частей света. В его частную лабораторию приезжали из разных стран мира работать и учиться талантливые химики, многие из которых впоследствии прославились своими выдающимися исследованиями. Школу Пелуза прошли такие известные ученые, как Жерар, Лоран, Собреро, Жирар, Нобель, Бертло.

Однако случаю было угодно, чтобы первое крупное открытие в области взрывчатых веществ было сделано не в столичной лаборатории прославленного Пелуза, а в скромном провинциальном учреждении, не имевшем ни малейшего отношения ни к порохам, ни к селитрам. И действительно, что может быть более далеким от ратных дел, чем ботанический сад?

Открытие, о котором идет речь, совершил Анри Браконно. Жизнь его бедна внешними событиями. Свою карьеру он начал с должности аптекаря в госпитале наполеоновских войск, потом учительствовал короткое время в гимназии, а с 1807 года и до самой смерти занимал пост директора Ботанического сада в Нанси. Браконно занимался ботаникой, но сверх того любил химию и понимал в ней толк. С особым вниманием он изучал состав и свойства природных продуктов — алоэ, грибов, полыни, хлопка, желатина, молока. В 1832 году Браконно решил исследовать действие азотной кислоты на продукты растительного происхождения. Он обнаружил, что крахмал и волокна древесины хорошо растворяются в концентрированной кислоте. Если же этот раствор разбавить затем водой, выпадает белый осадок. Браконно назвал новое вещество ксилоидином, от греческого слова «ксило» — дерево. Основная составная часть дерева — целлюлоза или, по-русски, клетчатка (от слова cella — ячейка, чулан, клеть—ведет свое происхождение и келья). Поэтому химики называют продукты взаимодействия азотной кислоты и целлюлозы нитроклетчаткой. Нитроклетчатка (а ксилоидин — одна из ее разновидностей) лежит в основе современных порохов.

Браконно отметил, что его белый порошок хорошо горит, и это обстоятельство по вполне понятным причинам заинтересовало Пелуза. Парижский химик повторил опыты Браконно. На всякий случай Пелуз обработал азотной кислотой и другие вещества — бумагу, вату, хлопок, однако не дал себе труда подробно изучить свойства полученных продуктов, в чем впоследствии горько раскаялся. Что же касается Браконно, то он до самой своей смерти так и не подозревал, что его открытие имеет хоть малейшее отношение к взрывчатым веществам.

Труды Браконно принесли ему умеренную известность. Его избрали в члены-корреспонденты Парижской академии наук (она называлась тогда Институтом), он получил ряд лестных приглашений в столицу. Однако Ученый до конца жизни продолжал работать в Нанси и завещал родному городу все свое состояние. Умер он в 1855 году.

В общем, следует признать, что открытие ксилоидина прошло почти незамеченным, а имя его автора теперь мало кому известно. Между тем эта разновидности нитроклетчатки сыграла большую роль в истории науки и техники.

В 1848 году американский медик Мэйнард обнаружил, что ксилоидин хорошо растворяется в некоторых органических жидкостях, например в смеси спирта с эфиром. При этом получались густые студнеобразные клейкие массы. Поэтому ксилоидин вскоре перекрестили в «коллоксилин» (от греческих корней «клей» и «дерево»), а раствор коллоксилина стали называть «коллодий». Высохшая пленка коллодия сохраняет большую гибкость и хорошо противостоит воде и мылу, и Мейнард предложил использовать коллодий как удобное средство для заклейки мелких порезов и ран. Скоро, новое лекарство стало продаваться во всех аптеках! Любопытно, что то же открытие и в то же время сделал французский поэт и химик-любитель с близкой по написанию фамилией — Мэйнар. Однако он не обнародовал свое изобретение, считая его, очевидно, недостойным своей поэтический славы.

В 1850 году английский химик Фредерик Скотт-Арчер покрыл стеклянные пластинки смесью коллодия со светочувствительным составом. Так появились фотографические пластинки, почти не отличающиеся от современных.

В 1863 году американский наборщик Хьятт, пытаясь получить искусственную слоновую кость для биллиардных шаров (за это была обещана премия в десять тысяч долларов), изобрел целлулоид — обработанную особым образом смесь нитроклетчатки и камфары. Эта первая в мире пластмасса быстро завоевала все страны и континенты.

Наконец, в 1889 году Илэр де Шардонне, граф по рождению и химик по призванию, после пяти лет упорнейшей работы нашел способ получать из коллодии искусственное нитроцеллюлозное волокно — первое в мире волокно, созданное не природой, а человеком. Его способ, широко применяемый и теперь, заключался в том, что вязкий раствор нитроцеллюлозы продавливался сквозь тончайшие отверстия — фильеры, в результате чего получались нити любой заданной толщины. Так было положено начало современной промышленности синтетических волокон. Первая продукция машины Шардонне использовалась для получения нитей в электрических лампочках накаливания.

История коллодия — поучительный пример тесной химической и технологической близости взрывчатых веществ к другим продуктам. Скажем, бездымный порох — это разновидность пластмассы, своего рода целлулоид в погонах. Недаром химические заводы, производящие во время войны порох, в мирное время часто переключаются на получение пластмасс. Такие всем известные полимеры, как целлофан и нейлон, были разработаны на пороховых заводах Дюпона. Примеров взаимного влияния технологии взрывчатых и невзрывчатых веществ друг на друга можно найти довольно много. Проследить эту связь более подробно мы не имеем сейчас возможности. Важно подчеркнуть, что история взрывчатых веществ — это часть единой истории химии и химической промышленности.

Если открытие коллоксилина прошло относительно незаметно, то получение другой разновидности нитроклетчатки— пироксилина — имело шумный резонанс в научных и политических кругах. При получении пироксилина в реакцию вступает чуть большее количество азотной кислоты, следовательно, это вещество содержит больше азота и, главное, кислорода, чем коллоксилин. Когда же содержание кислорода в нитроклетчатке превышает определенный предел, она приобретает мощные взрывчатые свойства. Именно поэтому появление пироксилина так взбудоражило общественность — ведь чуть ли не впервые за тысячу лет со времени изобретения пороха открыто вещество, способное взрываться, да еще с какой силой!

Страницы


В нашей электронной онлайн библиотеке вы можете бесплатно и без регистрации прочитать «Подражающие молниям» автора Красногоров В. на телефоне, андроиде, айфоне, айпаде. Сейчас вы находитесь в разделе „ВЗРЫВЧАТАЯ ВАТА И ДЖИНН В БУТЫЛКЕ“ на странице 1. Приятного чтения.