...Существует огромное разнообразие молекулярных структур. Но среди них выделяется особая группа соединений, в которых обнаруживается сходство с орехом, зажатым в щипцах.
Только в роли щипцов здесь выступает молекула органического соединения, а в роли орехов - атомы металла. Вот эти соединения и есть комплексоны.
Словно осьминог, они могут в растворе не только схватывать и прочно удерживать частицы металла, но и обволакивать их своей массой, делать химически бездеятельными, безвредными. Вместе с тем в какой-то момент давать им "волю", включать в работу.
Еще одна способность - доставлять частицу металла в нужное место и только там разжимать свои "клещи".
Недаром многочисленные соединения, рожденные с помощью комплексонов, иногда называют хелатными. Это греческое название переводится на русский язык как "клешня рака".
Комплексоны - порошки белого цвета, нетоксичные, безопасные в обращении, хорошо растворяются в воде.
В отделе, возглавляемом Ниной Дятловой, уже синтезировано 180 комплексонов и их соединений с металлами.
Более ста из них выпускается для нужд народного хозяйства.
Одними из первых их достоинства оценили энергетики.
Трубочисты-невидимки
- Отложение солей металлов - враг любого технологического оборудования, которое охлаждается водой,- рассказывает Нина Дятлова.- Котлоагрегаты, трубы быстро обрастают толстым слоем окислов и солей.
Приходится с помощью соляной кислоты очищать оборудование от накипи и продуктов коррозии. Это долго и дорого. Сотрудники нашего отдела и Московского энергетического института разработали и помогли внедрить на многих электростанциях и других объектах простые и надежные способы обмывки оборудования с помощью комплексонов. Простои сократились в пять раз. Экономический эффект от использования комплексонов, этих трубочистов-невидимок, свыше 13 миллионов рублей в год, сберегаются и миллионы тонн условного топлива.
Другой пример. У ледокола "Ленин"
обширное энергохозяйство. Оно нуждается в регулярной и тщательной промывке. На эту трудоемкую операцию уходило много времени. С помощью специально подобранных комплексонов оборудование ледокола в короткий срок было освобождено от отложения солей. Причем внутренняя поверхность труб блестела, будто они только что изготовлены. Сейчас на многих судах используют комплексоны для промывки оборудования.
Они пригодились и нефтяникам. Ведь им тоже необходимо предотвращать солевые отложения в нефтедобывающем оборудовании. Вместе с водой в пласт закачивается немного раствора комплексона. На тысячу литров достаточно пяти граммов порошка. И вот результат: соли на поверхности труб не отлагаются.
Комплексоны и их соединения находят все большее применение в сельском хозяйстве, строительстве.
Кому поставят золотой бюст!
Поразительны опыты с чудодейственными веществами в медицине.
- После сорока лет,- рассказывает Нина Дятлова,- практически у всех людей в той или иной степени нарушается кальциевый обмен. С нарушением кальциевого обмена бороться очень трудно, а ведь с ним связаны многие болезни. В Московском научно-исследовательском институте педиатрии и детской хирургии и Институте гигиены труда и профессиональных заболеваний испытывают лекарства, созданные на базе комплексонов. Получены хорошие результаты. Главное - у пациентов прекращается окостенение мягких тканей, механизм кальциевого обмена приводится в нормальное состояние.
Работа в этом направлении продолжается. Можно рассчитывать в будущем получить препарат, омолаживающий организм,- своеобразный эликсир молодости. Фантастика? Нет, почти реальность!
Бостонский почечный центр (США) обещал поставить золотой бюст тому, кто избавит человечество от почечнокаменной болезни. Ведь как важно создать такие средства, которые смогут побороть камни, не повреждая самого органа. Сегодня проводятся опыты с лекарствами на основе комплексонов для удаления камней. И в этом направлении есть достижения.
Комплексные соединения помогают и при профессиональных заболеваниях.
Они выводят из организма такие вредные металлы, как свинец, медь, кадмий, помогают исследовать опухоли головного мозга, определять скорость фильтрации почек...
В 32 областях народного хозяйства, науки, в медицине внедряются комплексоны. Их уже выпускают на многих предприятиях страны. Сфера применения этих веществ расширяется с каждым годом.
Виноваты ли грызуны!
Кто портит изоляцию электрических кабелей? Причем не время от времени, а постоянно, на протяжении многих лет причиняя народному хозяйству страны весьма ощутимый урон? Дать исчерпывающий ответ на эти вопросы удалось благодаря трудам Лаборатории быстропротекающих процессов и физики кипения Отдела физико-технических проблем Уральского научного центра АН СССР. На кого только не грешили эксплуатационники кабельных линий в своих подозрениях, начиная от муравьев-термитов и кончая полевыми мышами!
А на самом деле все, может быть, обстоит гораздо проще. Или сложнее?
В лаборатории, которой заведует кандидат физико-математических наук П. Павлов, решили: враг изоляции скрывается внутри самого кабеля. Имя ему электрическое поле. Это оно, взаимодействуя со всевозможными разновидностями эпоксидных смол, из которых изготавливают изоляции, ведет непрерывную разрушительную работу.
Убедительней всяких слов свидетельствует опыт, поставленный в лаборатории. В небольшую стеклянную ячейку помещается доза эпоксидной смолы - электроизолятор. Вводятся миниатюрные плоские электроды, а затем добавляется всего-навсего одна капля воды. Затем подключается электрический ток. В диэлектрике начинают стремительно прорастать экзотические цветы - дендриты. Всего полминуты потребовалось им, чтобы дотянуться до электродов. Все. Стрелки измерительных приборов резко шатнулись - имитация пробоя изоляции завершена.
В действительности же красавец дендрит не что иное, как система микроскопических каналов, проложенная влагой в электропроводящей сердцевине кабеля. Даже если вода испарится, остается своеобразный мостик, заполненный воздухом. В результате так называемая электрическая прочность изоляции резко снижается. Реальной электросистеме грозят утечки энергии и даже короткие замыкания.
Хотя, конечно, в натурных условиях смоделированный процесс может длиться месяцы и даже годы.
Отныне инженеры и ученые могут выбирать необходимые электроизоляционные материалы не вслепую, а применительно к конкретным условиям эксплуатации энергосистем.
Заодно как будто оправданы грызуны.
7. ИЗ МИФА В ЖИЗНЬ
Впереди - металлотроника
Рассказывает член-корреспондент АН СССР Ч. Копецкий
Второе открытие металлов
Между свойствами обычного и высокочистого металла - дистанция огромного размера. К примеру, титан по мере очистки меняется парадоксально.
Испытания впервые полученных в 1910 году не очень чистых образцов доказывали, что он хрупок, непрочен, с трудом поддается обработке. Впоследствии же оказалось, что виноваты в этом примеси. Чистый титан обладатель высокой пластичности и прочности.
Хрупкими долго считались вольфрам, хром, молибден, тантал, висмут, цирконий. И они же в чистом виде как будто родились заново с целым рядом ценных качеств. Высокочистые вольфрам и молибден, например, можно ковать, прессовать, прокатывать, волочить из них проволоку. Кроме того, они не поддаются коррозии. Чем выше чистота, тем больше вероятность открытия истинных свойств металла, обычно маскируемых примесями. Очищаясь, металлы как бы сбрасывают обманчивые маски, обнажают свои подлинные качества, доселе неведомые человеку.
"Второе открытие" этих металлов поистине явилось триумфом современной физики твердого тела.
Толчком к широким научным исследованиям свойств металлических кристаллов высокой чистоты и совершенства, а затем интенсивного их производства послужил, как уверяют, случай.
Во время второй мировой войны инженеров-связистов долго мучила проблема выхода из строя без видимых на то причин некоторых электронных приборов, конденсаторов в радиоаппаратуре, кабелей, проложенных по дну морей и океанов. К поискам причин аварий подключили ученых. Они обратили внимание на мельчайшие "усы" - нитевидные кристаллы олова и кадмия, прорастающие иногда на стальных частях аппаратуры, покрытых этими металлами. Тщательно исследовав "усы", ученые были поражены их высочайшей прочностью, которая в десятки раз превышала прочность кадмия и олова, полученных в обычных условиях, и по величине приближалась к теоретически предсказанной прочности металлов вообще.
Дальнейшие изыскания доказали, что нитевидные кристаллы - "усы" сверхчистые монокристаллы кадмия или олова с почти идеально гладкой поверхностью. Именно это и определяет их удивительные свойства. Просвечивание "усов" рентгеновскими лучами обнаружило у них почти идеально правильную кристаллическую решетку. Таким образом, высокая прочность "усов" - следствие их строения и чистоты, гладкости поверхности.
