Литературно-художественный альманах «Дружба», № 3

А. Еромицкий Кусочек дерева

Посмотрите вокруг себя… Вот мебель. Сделана она, как видно, из самых дорогих сортов дерева, но странное дело — это «дерево» не горит.

О том, как рубашка в поле выросла, мы все с детства знаем из сказки замечательного педагога и писателя К. Д. Ушинского. Но та рубашка, которую вы носите, вероятнее всего, выросла не в поле, а в лесу.

Есть такая «кожаная» обувь, для изготовления которой не понадобилось кожи, или теплый шерстяной свитер, который связан из… дерева.

Всё это похоже на загадку. Но ее разгадка — действительность. Несгораемое дерево, необыкновенные обувь, рубашка, свитер и многие еще более необычайные предметы созданы искусством наших химиков, на химических заводах.

«Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие… Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются перед очами нашими успехи ее прилежания».

Два столетия назад произнес эти слова отец русской науки — Михаил Васильевич Ломоносов. Он призывал ученых проникнуть во «внутренние чертоги» вещества и первый открыл двери этих «чертогов».

Теперь химики не только хорошо знают состав всех известных нам веществ, но умеют строить и изобретать новые вещества, так же, как конструктор создает новую машину или строитель — новое здание.

У химиков есть свои «кирпичи» — невидимые глазом молекулы, которые состоят из еще более мельчайших частиц — атомов.

Изменяя атомный состав молекул, химики создают новые молекулы и из них строят вещества, которых раньше не существовало.

Каменный уголь, который раньше шел только в топки печей, служит теперь для изготовления сотен различных, иной раз совершенно неожиданных вещей и предметов.

Дерево — один из самых древних строительных материалов, но никто лет шестьдесят тому назад не предполагал, что из него можно построить шелковое платье, сделать сахар.

Кусочек дерева в наши дни стал волшебным источником, из которого возникают самые разнообразные материальные блага.

Советская наука, поставленная на службу народу, творит чудеса.

О кусочке дерева и скрытых в нем сокровищах пойдет речь в этом очерке.

«Всякий высоко ценит деятельность Чай-луна: он изобрел производство бумаги, и слава его живет до сих пор», — так китайская летопись говорит об изобретении бумаги, которое относится еще к 105 году нашей эры.

«Бумага — орудие ученых, основа книг. Бумага… — сокровище учеников, фундамент человеческой дружбы. О, моя бумага, ты воистину величественное творение», — писал в XVI веке автор панегирика — похвалы бумаге.

Советский Союз — страна передовой культуры. Невиданными тиражами издаются у нас учебники, художественные и научные произведения, журналы и газеты. К бумаге привыкли. Она глубоко вошла в нашу жизнь, и редко кто вспомнит, перелистывая страницы, что бумага — это тоже превращенный «кусочек дерева».

Структура, строение ели, сосны и любого другого растения известна. Целлюлоза, или клетчатка, — вот тот «строительный материал», из которого — вместе с некоторыми другими веществами — состоит твердый остов, или «скелет» дерева и трав.

Молекула целлюлозы — сложное сооружение: в ней триста тысяч атомов. Природа «позаботилась» о том, чтобы это сложное сооружение было прочным. Прочность клетке целлюлозы придает лигнин («лигнум» по-латыни означает «дерево»). Но то, что необходимо дереву, совсем не нужно для бумаги. Если лигнин перейдет в бумагу, то она станет хрупкой, ломкой и быстро пожелтеет на солнце.

Поэтому одна из главных задач при изготовлении бумаги — удалить из древесины лигнин. Для этого предварительно превращенную в мелкую щепку древесину варят в котлах, прибавляя кислоты и щелочи, которые растворяют лигнин.

Когда хозяйка варит суп, она старательно удаляет накипь. Бывает «накипь» и при варке древесины: то затесался между ее волокнами едва заметный сучок, то кусочек дерева не проварился — всё это надо устранить вместе с раз личными примесями и водой. Обезвоженный бумажный «суп» становится похожим на кашицу. Ею наполняют ванны, в которых смонтированы барабаны с ножами. Кашица еще раз измельчается этими ножами. Для отделки в бумажную массу добавляют каолин, мел и другие вещества в зависимости от того, для чего предназначается бумага, будет ли она писчей или типографской.

Когда-то в котлы для варки бумаги клали не дерево, а тряпки; разотрут их в большой каменной ступе и черпают кашицу тонким ситом. Вода быстро стекала, а в форме оставались густо переплетенные волоконца. Застывая, масса принимала форму сита — листа. Для просушки листы укладывались на печь — и на этом производство бумаги заканчивалось.

В наши дни существуют сложные и «умные» бумагоделательные машины. Эти машины так велики, что каждая из них занимает целый цех, из одного конца которого не увидишь, что происходит в другом. Вместо сита здесь огромная сетка, заполняющаяся бумажной массой. Сетка всё время трясется, точно в лихорадке. Вода стекает, а волоконца перемешиваются и масса густеет.

Затем отжимают воду из пробегающей сырой бумажной массы, а «печь» без огня высушивает листы. Пробежит влажный лист между большими валами, которые изнутри прогреваются паром, — и станет сухим и гладким.

Бумагу сворачивает в рулон сама бумагоделательная машина, а разматывают его в типографии — тоже автоматически — специальные размоточные машины, которые одновременно и режут бумагу на листы нужного формата.

В каждой тетради школьник находит заботливо вложенный листок промокательной бумаги. И самая тетрадь, и листок промокательной бумаги «выросли», может быть, рядом, в одном и том же лесу, но свойства у них различные: на промокательной бумаге не напишешь — чернила расплываются, тетрадочным же листом написанное не промакнешь.

Почему?

Да потому, что писчую и печатную бумагу проклеивают канифолью, которую получают из смолы хвойных деревьев. На проклеенной бумаге чернила и типографская краска не расплываются. Промокательная бумага не проклеивается, потому-то она и впитывает чернила.

Каждый знает, что бумага боится воды. Стоит только попасть листу бумаги под дождь, и он сразу размокнет. Совсем недавно в лаборатории химического факультета Ленинградского университета имени А. А. Жданова профессору Б. Н. Долгову и старшему научному сотруднику М. Г. Воронкову удалось так «перевоспитать» бумагу, что теперь она уже не боится воды.

Вы можете свернуть лист этой «перевоспитанной» бумаги в кулек и налить в него воду — она не вытечет. Снова разверните бумажный лист — он будет совершенно сухим.

А вот перед вами лист тоже «перевоспитанной» промокательной бумаги. Она выполняет свою задачу, впитывая чернила, но они нисколько не расплываются, как будто перед вами не промокательная, а лучшая проклеенная бумага!

Вам могут предложить написать чернилами на любом листе бумаги, а сотрудники лаборатории обработают бумагу специальным раствором. Попробуйте-ка смыть написанное влажной тряпкой! Это вам не удастся. Как не сказать о такой бумаге — у нее осталось прежнее свойство: «что написано пером — не вырубишь топором» и прибавилось новое: «водой не смоешь».

Тушью напишите — и тушь не смоете. Красками нарисуйте и можете сколько угодно водить по бумаге влажной тряпкой или губкой — рисунок останется. Если тряпочку или губку слишком намочите в воде, на бумаге останется множество капелек воды, но и они не впитываются в промокательную бумагу. Поблестят, поблестят на бумаге капельки воды — и испарятся. Захотите стряхнуть их — и они скатятся с бумаги, как шарики ртути.

Старые книги, рукописи, карты, ценные документы часто портятся и разрушаются оттого, что отсыревают, то есть пропитываются небольшим количеством влаги. Неизмеримо легче будет выдерживать натиск веков бумага, к которой вода даже не пристает.

Бумага — это не только книги и газеты, это и тара. Из нее делаются прочные мешки для цемента и удобрений. Они очень удобны и дешевы, но под действием воды размокают, и влага начинает вредно действовать на содержимое, а в мешках из новой бумаги можно будет и воду носить, точно и не мешки это, а ведра!

Появится на обоях пятно-другое от сырости, и неприглядный вид приобретает комната. Обои же из новой бумаги не только отлично противостоят сырости, — их можно мыть.

Существует еще много свойств, которыми ученые наделили бумагу. В чем же секрет?

Ученым удалось покрыть бумагу тончайшей пленкой из вещества, молекулы которого отталкивают от себя молекулы воды, как бы обращают воду в бегство. Поэтому такие вещества и называются гидрофобными («гидро» — по-гречески — «вода», «фобос» — «страх»).

Чтобы сделать бумагу водостойкой, ее обрабатывают раствором такого вещества, в котором особым образом чередуются атомы кремния, углерода и другие атомы. Можно также при изготовлении бумаги внести в измельченную бумажную массу немного этого вещества.

Почти два тысячелетия человечество знакомо с бумагой, и вот сегодня советские ученые открывают в ней всё новые и новые чудесные свойства, — вернее, «воспитывают», «прививают» ей эти свойства.

Не только бумагу, но и дерево сумели «перевоспитать» химики.

Слышали ли вы о «каменном дереве»? А такое дерево есть и весьма успешно соперничает с металлом.

Подшипники для прокатных станов, шестерни для автомобилей, челноки для ткацких станков — всё это части машин, несущие очень ответственную службу. Их и изготовляют из «каменного дерева». Эти части машин прочнее металлических и обладают на редкость ценными свойствами, которых не имеют такие же детали из металла.

Известно, что смазка облегчает работу машин, но, пожалуй, немногие знают, что часто в подшипниках прокатных станов смазкой служит не масло… а вода. Есть теперь и шестерни, которые при работе не издают шума.

Эти удивительные подшипники и бесшумные шестерни — из «каменного дерева».

Как угодно могут быть сложны детали из «каменного дерева», а их не надо ни сверлить, ни точить, ни шлифовать. Они штампуются. В пресс закладывают измельченную древесную крошку и пропитывают ее искусственными смолами. В древесную крошку можно впрессовать стальную сетку, и без того прочный материал станет еще прочнее.

Дерево идет на изготовление ответственных деталей в машиностроении. Его и обрабатывают, как металл, на металлорежущих станках. Этот «металл» по происхождению близок к фанере.

Для производства обычной фанеры стволы березы или сосны разрезают на длинные тонкие листы. Эти листы накладывают друг на друга так, чтобы волокна в них шли вдоль и поперек, и затем склеивают.

Этим достигается прочность. Фанеру не расколешь, и разрезать ее тоже трудно. Чем больше склеить слоев, тем прочнее фанера.

А если листы фанеры пропитать под давлением искусственными смолами, они приобретают особую прочность, водостойкость, химическую стойкость. Все эти качества позволяют использовать фанеру для изготовления труб. Но как свернуть фанерные листы в трубу?

Оказывается, для того, чтобы листы фанеры свернулись в трубу, достаточно взять при склейке нечетное число слоев, — фанера сама свертывается.

Если трубы из фанеры чем-либо и отличаются от металлических труб, то только тем, что они служат гораздо дольше и очень легки. Поднять такую трубу и перенести на новое место не стоит большого труда. Прочность трубопроводам из березы придают смолы, добытые химиками из того же дерева, из которого делается фанера.

Еще совсем недавно для производства шелка разводили червей, питающихся листьями тутовых деревьев. Теперь не листья, а стволы деревьев идут в дело.

Как шелковичный червь создает шелковые нити, — известно с давних времен. Питаясь листьями, шелковичный червь перерабатывает их в своем организме в особую жидкость, которую он затем выделяет в виде тонкой, быстро затвердевающей в воздухе нити.

А вот другая картина. Густой лес с вековыми елями.

Глубокую его тишину нарушили голоса людей, вооруженных электрическими пилами. С легким жужжанием врезается пила в дерево.

Поезд, груженный древесиной, въезжает на территорию завода. В одном из цехов могучие машины «разжевывают» древесину в щепу.

Щепой загружают большие варочные котлы. За сутки под влиянием щелока древесина «разварится», превратится в мелкие волоконца. Но выделить волокна целлюлозы — это еще полдела. Нити из них не спрясть — уж очень они коротки, годятся только для производства бумаги. А что если растворить целлюлозу и выдавить из раствора нить, как выдавливает ее паук? Но для этого надо превратить целлюлозу в раствор, а это трудно. Целлюлоза химически очень прочна. Только одно вещество — аммиачный раствор гидрата окиси меди — растворяет ее.

Но есть и другой путь — окольный. Можно так подействовать на целлюлозу некоторыми химическими веществами, что молекулярное строение ее изменится и она станет гораздо «уступчивей».

Много еще произойдет с целлюлозой изменений, прежде чем она превратится в вязкий янтарного цвета прядильный раствор. Из раствора можно получить уже длинную нить. Но для этого сначала надо укоротить молекулы целлюлозы. Как это понять?

Дело тут в том, что представления о размере нити и молекулы разные.

По сравнению с длиной волокна целлюлозы ее молекула, конечно, карлик, но среди других молекул она великан. В пространстве, которое занимает по длине одна молекула целлюлозы, могли бы разместиться почти тридцать тысяч молекул воды!

Такие длинные молекулы делают раствор слишком вязким, но химики знают способы, как изменить их строение. Они обрабатывают целлюлозу химическими веществами и выдерживают ее в особом помещении при определенной температуре. Здесь целлюлоза, как говорят, «созревает», — другими словами, ее молекулы распадаются на более короткие. Еще несколько превращений, и раствор, тягучий, как мед, готов.

Этот раствор пропускают через особые колпачки с мельчайшими отверстиями Колпачки внешне похожи на наперстки. Из их бесчисленных отверстий тянутся нити, которые не сразу увидишь. Начинают они свой путь в ванне наполненной серной кислотой и другими веществами.

Не всякое вещество в состоянии «принять» ванну из жгучей серной кислоты.

Целлюлоза — это «цепь» из атомов, то есть, по сути дела, нить. Когда нить за нитью располагаются друг подле друга, то их параллельные пучки образуют волокно. Если в такие же параллельные ряды уложить, например, соломинки, то разорвать их все сразу будет нелегко; разорвать же одну соломинку за другой не стоит никакого труда. Дело тут в том, что нити или соломинки плотно соприкасаются друг с другом, силы трения между ними увеличиваются, а это и придает прочность волокну.

При параллельном расположении «нитей» из молекул станет особенно прочным и искусственное волокно. Сами молекулы так, конечно, не разместятся. Но есть способ заставить их занять определенное положение. Способ этот несложен: нить, которая еще мгновение назад была жидкостью, пропускают через диски, вращающиеся с разной скоростью. Более быстро вращающийся диск будет с некоторой силой увлекать за собой нить, — значит, и вытягивать ее. В параллельные нити вытянутся при этом и молекулы, и искусственное волокно сразу станет вдвое прочнее.

Десятки тонких, едва видимых глазом нитей веретёна свивают в одну прочную нить. Из аппарата в аппарат, из цеха в цех переходят нити будущего искусственного шелка, и, наконец, их наматывают на бобины — катушки.

А вот и ткацкий цех. Здесь ткут шелковую ткань, а затем с валов печатных машин, точно волны, сбегают яркорасцвеченные ткани.

Один кубометр древесины, конечно, это немного. Однако он дает столько шелка, что из него можно сшить пятьсот платьев или же выработать четыре тысячи пар чулок. Нужно было бы собрать урожай хлопка с половины гектара, состричь шерсть с 25–30 овец, размотать свыше трехсот тысяч коконов шелковичного червя, чтобы выработать столько же тканей или пряжи.

С того момента, когда на завод поступает древесина, до выпуска шелка проходит всего пять-шесть дней. Намного опередили наши заводы медленное производство естественного шелка.

Кажется, чего лучше. Но нам надо иметь как можно больше тканей, производить их в более короткие сроки и удешевлять производство. Недавно советские инженеры — Н. Л. Лившиц, Н. И. Морозов, Е. М. Могилевский — построили новую машину — «шелковый комбайн». Эта замечательная машина объединяет процессы изготовления шелковой нити, а значит, упрощает и удешевляет выпуск шелковых тканей.

Шелковичный червь за всю свою жизнь дает лишь полграмма шелковой нити. А каждая из прядильных машин, этот «механический шелкопряд», в четыре-пять дней совершает пожизненную работу почти полумиллиона шелковичных червей. Только один завод искусственного шелка выпускает столько же волокна, сколько вырабатывают его за то же время все тутовые шелкопряды на всем земном шаре.

Прошло то время, когда шелк был предметом роскоши. Красивые, прочные и дешевые ткани из искусственного шелка охотно раскупают советские люди. Недавно советское правительство приняло решение об увеличении производства шерстяных тканей и тканей из искусственного волокна.

В 1953 году наши заводы выпустили тканей из искусственного волокна почти в девять раз больше, чем в довоенном, 1940 году. Пятый пятилетний план по выпуску шелковых тканей выполнен на два года раньше срока.

Чтобы одеть двухсотмиллионную семью советских людей, наши текстильщики должны дать в 1956 году свыше семи миллиардов метров тканей. Много нужно пряжи нашим текстильным фабрикам, чтобы обеспечить их сырьем. На помощь хлопкоробам, льноводам и животноводам приходят химики.

Наши рубашки растут не только в поле и в лесу, но, конечно, и на хлопковых плантациях. Но многие рубашки, сделанные из хлопка, уже не сатиновые и не ситцевые, а шелковые. Это чудесное превращение стало возможным потому, что хлопок побывал в руках химиков.

Удивительным искусством облагораживать материалы владеют химики! Из хлопка они получают шелк, а из дерева изготовляют искусственную шерсть. Так она и называется — «древесная шерсть». Искусственную шерсть примешивают к натуральной шерсти и ткут красивые и прочные костюмные ткани.

Есть еще один искусственный материал, пользующийся большим спросом, — штапельное волокно. Штапельное — значит резаное. Длинные нити искусственного шелка режут «под рост», то есть на длину нитей хлопка и шерсти. Такие нити можно прясть на обычных машинах. Самые штапельные волоконца особенно тонки, и, прежде чем нарезать, их свивают в один жгут, в котором много тысяч нитей.

Штапельное волокно смешивают с хлопчатобумажным. Его присутствие придает тканям особенно приятный вид.

Шелк, шерсть, штапельное полотно — это еще не всё, что химики производят из древесины. Теперь в лесах «растут» даже каракулевые шкурки. Взглянет любой специалист на черного или серебристого цвета мех, залюбуется им и никак не догадается, что каракуль… из вискозы, то есть из ели!

Если «перестроить» молекулы древесной целлюлозы, можно создавать шелковое волокно, подобное естественному. Очевидно, можно создать и иное волокно, лучшее, чем естественное, более прочное, а может быть, и обладающее иными качествами и притом не только из дерева, а из любого сырья — лишь бы суметь составить из молекул цепь.

Ясно, что молекулы нового волокна должны быть достаточно длинными, как нити или цепи. Чтобы получить молекулу-цепь, надо «сковать» ее из отдельных небольших звеньев, из маленьких молекул.

Но как «сковать» молекулы-звенья в одну цепь?

Кузнец сначала нагреет крайние звенья цепочек, потом бьет по ним молотом, расковывает их, соединяет звенья соседних цепочек и тут же заковывает.

Химик тоже соединяет отдельные звенья в длинную цепь, только «молот» химика — это высокая температура или высокое давление. Удивительно искусно орудует химик своим «молотом». Кузнец не спускает глаз с металла, а химик «бьет» по невидимым звеньям. Он «расковывает» молекулы, и это ему удается потому, что он заранее выбрал такие вещества, в которых есть непрочные звенья. В них атомы слабо связаны друг с другом и под действием высокой температуры связь и вовсе обрывается, — звено «расковано!»

Кузнецу надо сковать раскованные части, а здесь — в одно мгновенье — это сделают сами же звенья. Химик уверен в том, что это непременно произойдет, потому что вещества, на которых он остановил свой выбор, это так называемые непредельные, или ненасыщенные, соединения.

Атомы веществ соединяются друг с другом под действием химических сил. В ненасыщенных соединениях не все эти силы исчерпаны, и поэтому они могут и стремятся присоединять к себе еще другие атомы. Вег почему «раскованные» звенья в ненасыщенных соединениях мгновенно сцепляются друг с другом, и образуется длинная молекула-цепочка. В них уже угадываются длинные нити будущих волокон.

Но разве только у искусственных волокон большие молекулы? Нельзя ли «сковывать» молекулы и других веществ, таких, например, как каучук? Ведь и в его молекуле немало атомов — двадцать шесть тысяч! Так зародилась мысль о создании искусственного каучука.

История каучука необычайна, но самые яркие страницы в его историю вписали советские люди.

Судьба каучука тесно связана с именем Колумба.

В открытом им Новом свете — Америке — однажды он увидал черный шарик, которым любили играть индейцы. При ударе о землю шарик подскакивал. Прыгающий шарик — это, конечно, занятная забава, но Колумб не придал ему большого значения.

Матросы Колумба привезли рассказы о прыгающем шарике, но вскоре о нем в Европе забыли. Прошло много лет, и уже в XVIII веке участник одной из научных экспедиций в тропические леса Южной Америки вместе с письмом прислал в Париж образец смолы какого-то дерева. И эта смола и письмо немало удивили французских химиков.

«В провинции Квито, — писал ученый, — этой смолой промазывают ткани, делая их наподобие вощеных… Тамошние индейцы называют извлекаемую ими смолу „каа-учу“ и произносят это слово как „каучук“. Из каучука индейцы также выделывают непромокаемые сапоги».

«Каа», в переводе с индейского, — «дерево», «у-чу» — «плакать». «Каа-учу» — это «слезы дерева». Удивительную смолу индейцы так прозвали потому, что раненное ножом растение начинает как бы плакать слезами, белыми, словно молоко. Этот сок, вытекающий при надрезе коры, твердеет на воздухе.

В наши дни каучуковые плантации заняли обширные пространства в тропических странах с жарким и влажным климатом — и на Цейлоне, и на Суматре, и в Индокитае, и в Бразилии, и в Бельгийском Конго, и в Индонезии. За последние сто лет добыча каучука увеличилась в пять тысяч раз. Но везде, где каучуковые плантации принадлежат капиталистам, каждая капля его достается людям ценой непосильного труда и преждевременной смерти. «Людские слезы» — так можно назвать там каучук.

Каучук — это автомобильные шины, непромокаемые ткани, калоши, детские игрушки. Более тридцати тысяч различных предметов изготовляют, правда, не из одного каучука, а из резины.

Резина — это тот же каучук, но только смешанный с серой при температуре 120–150°. В калошах же из чистого каучука, без серы, мудрено вернуться домой в морозный день: потеряв свою гибкость, они становятся жесткими и ломкими. А если после дождя выглянет солнце, то от непромокаемого плаща вы сами рады будете отделаться: он станет липким, как смола. Таково уж свойство каучука.

Сера неузнаваемо изменила свойства каучука потому, что ее молекулы, точно балки, ложатся между молекулами каучука и скрепляют их. Умело положить «балку» из молекул — это большое искусство, но химики научились «строить» и самый каучук; а это вещество очень сложное по своему строению.

Впервые в мире создал это сооружение творец искусственного каучука — Сергей Васильевич Лебедев. Советский Союз стал родиной искусственного каучука.

Памятная дата в истории искусственного каучука — 3 декабря 1909 года. В этот день на очередном заседании Русского физико-химического общества петербургский химик Сергей Васильевич Лебедев продемонстрировал маленькую стеклянную трубку с комочком неизвестного вещества, подобного каучуку. Этот образец весил около одного грамма…

В своей работе над искусственным каучуком, «строительным материалом», Лебедев избрал непредельные, или ненасыщенные, соединения, то есть такие вещества, которые еще могут присоединить к себе соседние молекулы. В этих соединениях каждый новый кирпич-молекула прочно становится на отведенное ей химиком место.

Из всех ненасыщенных соединений Лебедев для своих исследований отобрал сначала шестнадцать, а потом окончательно остановился на дивиниле, одном из углеводородных соединений. Казалось, ничего отрадного не мог сулить Лебедеву его выбор.

Дивинил — это и жидкость и газ. Жидкость при температуре минус 9–10°. Но уже при плюс 4° эта жидкость начинает превращаться в газ.

Добыть дивинил очень трудно, но еще труднее его сохранить, так как он очень нестоек и легко изменяет свои свойства.

Но Лебедев знал, что у дивинила есть и огромное преимущество — способность его молекул уплотняться. При этом он густеет и, наконец, становится твердым телом. Надо было только «приручить» дивинил, заставить его изменяться в нужном направлении.

Тысячи неудач и препятствий ждали ученого на этом пути. Опыты приходилось вести в темноте, так как даже солнечный свет влиял на поведение молекул дивинила.

Труды ученого увенчались успехом. В 1931 году опытный завод в Ленинграде выдал первую партию искусственного каучука.

Тайну изготовления нового вещества пытались разгадать многие зарубежные изобретатели. Больше десятка лет безуспешно трудился над этим американец Эдисон. Ему помогали изобретатели и ученые, состоявшие у него на службе, однако и они ничего не добились.

Спирт, необходимый для производства каучука, Лебедев получал из хлеба и картофеля. И Эдисон и прочие зарубежные ученые очень долго не верили, что можно делать автомобильные шины и калоши из хлеба и картофеля.

Академик Лебедев умер в 1934 году. Наши ученые продолжили его опыты и нашли новые способы получения искусственного каучука.

На плантациях каучук добывают из сока растущих деревьев — гевеи, а наши ученые научились использовать для этой цели не только срубленное дерево, но даже стружки и опилки. На всех лесопильных заводах много этих отходов.

Конечно, ни из картофеля и хлеба, ни из стружек и опилок калоши и шины не слепить. Из всех этих веществ сначала добывают спирт, однако подвижному, как вода, спирту еще очень далеко до упругого и водонепроницаемого каучука. Мостиком к каучуку служит дивинил.

Нетрудно получить спирт, но нелегко превратить его в дивинил. На какие только ухищрения не придется пойти для этого!

Прежде всего спирт нагревают до температуры в четыреста с лишним градусов. Однако даже такой высокой температуры недостаточно для того, чтобы начались нужные химикам превращения. Для этого необходимо присутствие особых веществ — катализаторов.

Катализаторы — это подлинно чудесные ускорители химических процессов. Понять, как действуют катализаторы, не трудно. Попробуйте зажечь кусочек сахара — он обуглится, но не вспыхнет. А если положить на сахар щепотку пепла от папиросы, то от пламени спички сахар загорится сразу, хотя пепел, взятый отдельно, не горит. Пепел здесь выступает в роли катализатора.

Для того, чтобы получить удобрения из воздуха, нужен один катализатор, для производства жидкого топлива — другой; для получения искусственного каучука — третий. Нелегко подобрать нужный катализатор, а для того, чтобы увеличить силу катализаторов, надо их обрабатывать каждый раз особым способом.

Пары спирта в огромной печи встречаются с накаленными катализаторами и превращаются в дивинил. Но беда в том, что вместе с дивинилом образуются еще и примеси. Каучук же может быть получен только из чистого дивинила, — значит, от всех этих примесей надо избавиться.

Дивинил и примеси-газы, — как же отделить их друг от друга? Но, может быть, некоторые из них при понижении температуры превращаются в жидкость?

Так и есть. Смесь газов и дивинила помещают в холодильник. Часть примесей сгущается, и ее удаляют, но часть не превращается в жидкость, дивинил остается загрязненным. Как предмет и его тень, неразлучны дивинил и оставшиеся примеси. Есть еще один выход в борьбе с примесями — надо укрыть от них дивинил!

И вот смесь газов с дивинилом — снизу вверх — впускают в высокую стальную башню, где льется керосиновый «дождь».

Керосин в качестве «дождя» взят потому, что он из смеси всех газов поглощает преимущественно дивинил, другие же газы в нем почти не растворяются. Примеси прорываются сквозь сеющийся на них керосиновый «дождь», а раствор керосина с дивинилом стекает на дно башни.

Отделить дивинил от керосина уже просто: нагревают эту смесь в одном из аппаратов, и дивинил испаряется и улетучивается. Недолго он остается в виде паров — в холодильнике он превращается в жидкость. Но это всё еще сырой дивинил: немного примесей в нем всё же есть.

Как избавиться от этих назойливых спутников дивинила?

Нагреть жидкий дивинил? Безуспешно; ведь у него и у примесей одна и та же температура испарения. Но у жидкого дивинила и воды различный удельный вес, — значит, смешиваться они не будут, а вот примеси с ней смешиваются. Вот почему дивинил «промывают» водой.

«Промытый» дивинил — вещество чистое, прозрачное. Из него уже можно получить каучук, и он поступает в большой стальной аппарат — полимеризатор. Не один год пришлось бы дожидаться, пока молекулы дивинила, соединяясь друг с другом, вытянулись бы в длинные цепи искусственного каучука. Но химики и здесь позаботились о катализаторе, используя для этой цели металлический натрий. В его присутствии дивинил густеет, изменяет свое строение, становится каучуком. Проходят какие-нибудь 15–20 часов, и из аппарата вынимают горячую тягучую светложелтую глыбу. Это и есть искусственный каучук.

Из опилок — спирт, из спирта — дивинил, из дивинила — каучук и, наконец, резина, из которой производятся десятки изделий.

Кусочек дерева, опилки — это пока самое дешевое, хотя и не единственное, сырье, из которого получают искусственный каучук. Каучук, оказывается, можно сделать из многого.

Детские мячи наполняют на заводе воздухом, то есть газом. Трудно поверить, что и самый мяч мог быть сделан… из газа. Но это так. Ленинградский ученый Борис Васильевич Бызов разработал способ получения искусственного каучука из газов, отходящих при обработке нефти.

Кто бы мог подумать, что каменные глыбы — в соединении с углем — можно превратить в мягкий и гибкий каучук! Но и этим необыкновенным искусством овладели наши химики.

В Армянской ССР на многие десятки километров тянутся желтые горы. На этих горах нет не только каучуковых деревьев, но даже травинки, и всё же эти бесплодные горы дают каучук.

Они сложены из извести. Сплавляя известь с углем, получают карбид кальция, из этого серого тусклого камня добывают газ ацетилен, а из него после ряда процессов — искусственный каучук.

И получается, что калоши, которые вы носите, могут быть сделаны из опилок, картофеля, угля, нефти, камня.

Под знойным небом тропиков по каплям собирают сок каучуковых деревьев. А заводы искусственного каучука уже много лет работают в разных концах Советского Союза. И не каплями производят они каучук, а тысячами тонн, и сырье для этих заводов дешевое и доступное.

На каучуковых плантациях несколько лет трудятся тысячи рабочих, чтобы добыть тысячу тонн каучука, а на советском заводе десять-пятнадцать рабочих вырабатывают то же количество каучука за три-четыре дня.

На автомобильном заводе вам скажут, что для шин нужен каучук, который истирается медленно. От аэронавтов вы услышите, что в воздушных шарах каучук не должен пропускать водород. Водолаз потребует, чтобы его костюм был непромокаемым. Природа дала нам всего несколько видов каучука. Химики же наделяют каучук самыми различными свойствами, и это делает его незаменимым в хозяйственной жизни нашей страны.

«Калоши и шины из опилок» — так называется глава об искусственном каучуке. Но можно было бы, пожалуй, назвать ее и иначе — «Калоши и шины из спирта», — ведь опилки-то превращают сначала в спирт. Что же происходит с ними, прежде чем они станут спиртом? Как из опилок получить спирт?

Срубленное в лесу дерево привезли на завод. Быстро распилили и отправили в цехи, где из него сделают оконные двери и рамы, мебель; а у пилорамы осталась груда опилок.

День за днем, месяц за месяцем, — и на заводе накопилась уже по груда, а целая гора опилок. Они загромоздят заводской двор, будут мешать работать, и целыми вагонами придется вывозить опилки на свалку. Нет, не придется! Опилки — громадная ценность. Они поступят в химический цех, пристроенный к деревообделочному заводу. Здесь производят гидролиз, или осахаривание древесины.

Сахар из древесины — это уже давно звучит привычно для химиков. Каждое растение — это сахарный завод, в котором вырабатываются сахаристые вещества. Сырьем для «зеленой фабрики» служит почвенная вода с растворенными в ней веществами и углекислый газ, улавливаемый листьями из воздуха. Из этого сырья растения и создают сахар.

Из больших сахарных молекул состоит крахмал. Именно поэтому становится сладким во рту белый пшеничный хлеб: под действием слюны крахмал превращается в виноградный сахар. Из сахаристых веществ построена и целлюлоза.

Молекула целлюлозы, мы знаем, — очень сложное «сооружение», «высотное здание» в мире атомов. В производстве каучука отдельные звенья из молекул «сшивают» в большую молекулу искусственного каучука. Но даже эта молекула во много раз меньше молекулы целлюлозы.

При осахаривании древесины химикам надо не строить, а разрушать молекулы. Если молекула целлюлозы распадается на части, то «развалины» этого «высотного здания» окажутся частицами виноградного сахара.

Нелегкое дело — разрушить молекулы целлюлозы; прочны крохотные ее клетки.

Но прочность молекул целлюлозы не смутила химиков. В стальных башнях гидролизных аппаратов они сумели поднять такую «бурю», что молекула целлюлозы распадается на свои составные части и дает сахар. Но для этого загруженные в башни опилки и стружки нагревают до двухсот градусов, подвергают давлению и обрабатывают серной кислотой. А эта кислота настолько могучее средство, что приходится заранее позаботиться, чтобы под ее натиском не разрушились внутренние стенки самих аппаратов.

После того как удалось расколоть молекулы целлюлозы, немудрою уже получить и самый кристаллический сахар и вывезти его в мешках с завода. Но гидролизный сахар превращают в спирт, тем более, что это не трудно сделать с помощью дрожжевых грибков.

В двухстах различных отраслях промышленности применяется спирт из древесного сахара: и в производстве искусственного каучука, искусственного шелка, кинопленки, бездымного пороха и многого другого.

Из одной тонны опилок вырабатывают столько же спирта, сколько из тонны картофеля или трети тонны ржи. Целые горы картофеля и хлеба сберегает стране производство спирта из опилок.

Гидролизная промышленность в нашей стране самая молодая: они зародилась и развивалась в годы пятилеток. Успехи ее так велики, что еще перед Великой Отечественной войной она выдвинулась на первое место в мире.

В пятой пятилетке намечен значительный рост гидролизной промышленности. В сравнении с 1948 годом производство спирта из опилок увеличивается в 5,6 раза.

Строить из дерева и удобно и дешево. У него много достоинств, но есть и существенные недостатки, — оно гниет и горит. Ученые взялись за разрешение задачи создания несгораемого и негниющего дерева и разрешили ее. Замечательно, что составы, которыми пропитывают дерево, чтобы придать ему эти новые свойства, получают тоже из дерева.

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте фанеры и мебели вам могут показать дерево, которое не боится огня. Отколют от него лучинку, поднесут к ней спичку, но лучинка не загорится, а только чуть-чуть обуглится. Брусок такого дерева, пропитанного специальным составом, можно долго держать на огне. Он едва обуглится по краям.

На одном из московских заводов собрались лучшие мебельщики столицы — им показали столы, стулья, кровати, изготовленные, по-видимому, из самых красивых сортов дерева.

— Прекрасная мебель, — в один голос сказали специалисты.

Представьте себе их удивление, когда мебель стали бросать в пылающую заводскую печь. Не горит! Выяснилось, что мебель не боится пламени потому, что она не из дерева. Мебельщикам немудрено было ошибиться, — предметы, которые им показали, подобно дереву, держались на воде, но делали их не краснодеревцы, а химики.

На ином заводе можно увидеть вал, поднять который, казалось бы, под силу только нескольким сильным мужчинам. Но вот к валу подходит подросток и легко его берет. Что за силач этот молодой рабочий! Да вал этот только с виду тяжелый. Он не стальной и в несколько раз легче стального, а в прочности ему не уступает.

Можно было бы назвать еще много таких предметов из загадочного материала — дерево не дерево, сталь не сталь, стекло не стекло. Для таких материалов и название пришлось придумывать — пластические массы.

Первые пластмассы были изобретены для замены слоновой кости и янтаря. Слоновая кость и янтарь добываются с большим трудом и дорого стоят. Из слоновой кости делали биллиардные шары, — и быстро редели стада слонов в джунглях Африки и Азии.

Заменить слоновую кость и янтарь, правда, не удалось, но зато были созданы материалы, имеющие куда более важное значение, чем биллиардные шары.

У привычных нам материалов немало достоинств, но много и недостатков: дерево легко обрабатывается, но горит и гниет, стекло прозрачно, но хрупко, сталь прочна, но ржавеет. Надо было найти заменители дереву, стеклу, стали. Такими заменителями и оказались пластмассы.

Трудно даже перечислить все пластмассы — так их много. Они уже давно и прочно вошли в нашу жизнь. Зубная щетка, сумка для книг, ручки, гребенки, чернильница, красивая цветная чашка, тарелка, настольная лампа — всё это из пластмасс.

Из них и та первая игрушка, к которой тянется младенец…

Пластмасса, из которой делают игрушки, называется целлулоидом, и, как это ни странно на первый взгляд, эти игрушки «растут» на хлопковых плантациях.

Удивительный материал — хлопок! Легка и тонка его нить, но почти так же прочна она, как и нить металлическая. Хлопок и горит плохо, но легко становится сильно взрывчатым веществом. Если хлопок полит азотной кислотой, — будьте осторожны с этой безобидной на вид ватой: не только от удара, даже от падения на нее ученического пера она взорвется!

Вату, пропитанную азотной кислотой, можно всё же «укротить». Если растворить ее в смеси эфира и спирта, тогда из раствора, не страшась взрыва, можно получить прозрачную пленку. Эта же вата в присутствии спирта и камфоры превращается в целлулоид.

Утратив способность взрываться, целлулоид окончательно всё же не смирился. Он сохранил еще легкую воспламеняемость. Но и на нее удалось накинуть узду. Пластмассы из целлулоида становятся негорючими, если подействовать на хлопок уксусной кислотой и некоторыми другими веществами. Невоспламеняющийся и негорючий целлулоид — это еще одна победа химиков, выступающих в роли дрессировщиков самых неподатливых веществ.

Изготовляются пластмассы просто, — еще легче получить из них изделия любой формы.

Точно отмеренную порцию порошка, смешанного со смолами, насыпают в форму и закладывают в пресс. Одно движение педали или рукояти — и из-под пресса выходит готовый предмет. Любого размера и формы могут быть эти предметы. После пресса их не надо ни полировать, ни красить.

Топор или молоток — предметы простые. Но сколько труда и усилий надо затратить, чтобы их сделать!

Надо добыть руду, привезти ее на завод, расплавить в домне. Затем металл надо ковать, точить, опиливать, закалять.

Нелегко сделать и фарфоровую чашку или тарелку. Через много человеческих рук должны они пройти, прежде чем появятся у нас на столе.

А из пластмасс уже теперь штампуют не только чашки и тарелки, а корпуса моторных лодок, и в недалеком будущем в один-два приема будут штамповать из них целые кузова автомобилей…

Много труда, времени и ценных материалов сберегают стране пластические массы.

Из чего же делают пластмассы?

Галалит, молочный камень, — так называется одна из первых пластмасс, полученных химиками; ей отроду немногим больше полувека.

Молочный камень… Да, именно из молока, превращенного предварительно в творожистую массу — казеин, изготовляют пластические массы, которые прочны, как кость, и которые можно пилить, строгать, обтачивать… Из молочного камня могут быть пуговицы на вашей рубашке и гребенка, которой вы расчесываетесь.

Бумолит и тектолит — это «бумажный» или «текстильный камень», это бумага или ткань, пропитанные смолами, нарезанные на куски и спресованные под большим давлением.

Гибкая и слабая бумага в руках химиков становится прочным и твердым материалом, который служит в электротехнике изолятором, а ткани превращаются в… шестерни и подшипники, которые смазываются водой.

Формалин — это формалиновый камень. Его впервые в 1904 году получил русский химик А. М. Настюков. Из формалина с помощью карболовой кислоты получают смолы, которые превращаются в так называемые бакелитовые пластмассы.

Части автомобилей, самолетов, радиоприемников, музыкальных и медицинских инструментов, клей, лаки — чего только не изготовляют из этих пластмасс!

Вот красивый плащ, такой тонкий, что, свернув его, можно положить в карман, словно это носовой платок. Можете не искать в материале, из которого сделан плащ, текстильные нити — их там нет. Материал для плаща не сошел с ткацких станков, и не на текстильной фабрике он изготовлен, а на химическом заводе.

Он изготовлен из смол, открытых советским ученым, академиком А. Е. Фаворским. Этот плащ очень крепок, хотя сырьем для него послужил… газ ацетилен. Газ же, в свою очередь, добывают из угля и извести, сплавленных в тусклый серый камень — карбид кальция. Прозрачный и гибкий плащ из серого камня — это ли не чудо?

Достойное место в ряду этих удивительных производств занимает дерево. В больших стальных сосудах без доступа воздуха древесину нагревают до высокой температуры. Древесина при этом не сгорает, но выделяет газ и жидкие продукты, в реторте же остается древесный уголь.

Искусственные красители, лечебные средства, кинопленка, уксусная кислота, духи… какие только вещества не извлекают химики из древесины! Среди этих веществ много таких, которые участвуют и в производстве пластических масс.

Древесный спирт — один из многих продуктов сухой перегонки дерена. Из него производят тот формалин, который в особенно большом количестве расходуется для производства пластмасс.

Уксусная кислота из дерева — это не только пищевой продукт, но важнейшее сырье для производства и красителей, и медикаментов, и пластических масс.

Уголь и известь, вода и воздух, отходы коксовых, нефтеперегонных заводов, продукты сухой перегонки дерева — вот то сырье, из которого вырабатывают самые различные пластмассы. Что может быть дешевле такого сырья, безграничного по своим запасам? Однако в руках химиков это сырье превратилось в вещества, которые стали заменителями таких дорогих и редких материалов, как естественные смолы, кость, редкие породы дерева. Право, есть чем гордиться химикам!

Сырье-то у пластмасс простое, а свойства, которыми наделяют их химики, самые различные. Одни прочны, как металл, и легки, как дерево, другие прозрачны, как стекло, и гибки, словно ткань, третьи не проводят электрический ток, четвертые не боятся самых крепких кислот и щелочей. И возможности эти беспредельны. Откуда же такое разнообразие качеств?

Оказывается, в особенностях строения пластических масс и в искусстве химиков возводить очень сложные сооружения из атомов.

Молекулы воды, поваренной соли, спирта состоят всего из нескольких атомов, а в молекулы пластических масс, каучука входят десятки тысяч атомов. Чтобы получить эти большие молекулы, химикам надо было научиться «сшивать» маленькие молекулы в цепочки больших.

«Иголок», которые могли бы это сделать, конечно, не существует, но есть вещества, которые помогают молекулам соединиться друг с другом. Вы знаете, это катализаторы.

Найти «иголку»-катализатор труднее, чем найти иголку в стоге сена. Это самая трудная задача химиков в создании новых веществ. Когда катализатор найден, остается подобрать температуру и давление, при которых наиболее выгодно вести «полимеризацию» молекул, то есть «сшивать» их в большие молекулы. При образовании более сложных молекул вещество уплотняется, и, управляя этим процессом, химики получают вещества, подобные маслам, смолам, каучуку и многим другим.

Пластические массы — величайшее достижение нашего времени. И наш век — век металлов, век электричества, век атомной энергии — имеет, пожалуй, право именоваться и веком пластических масс.

Искусственный шелк, искусственный каучук, пластические массы еще не исчерпывают всех возможностей «кусочка дерева».

Ведь не только само дерево, но даже еловые шишки, даже корявый невзрачный сосновый пень неузнаваемо преображается, едва прикоснется к ним рука химика.

Вот конфеты с лимонным и апельсинным вкусом. А вот гвоздичное масло с приятным запахом. Можно подумать, что свой вкус и аромат им передали растения, выросшие в солнечных республиках: Грузии или Узбекистане.

Ничего подобного! Деревья, приносящие эти плоды, росли под небом нашего Севера. Это сосна и ель. У них нет цветов, их плоды — шишки. И вот эти шишки да еще кора и ветки дают вкус лимона и аромат цветов. Сотни самых различных веществ добывались из сосны и ели. Но для этого они должны были пройти через аппараты химических заводов.

А вот какие сокровища таятся в пне. Выдернув из земли или болота, его привозят на завод и здесь из пня добывают смолу, а из нее вырабатывают канифоль и скипидар.

Канифоль нужна не только скрипачам, натирающим ею смычок. Она нужна и бумажным фабрикам, и мыловаренным заводам, и фабрикам эмалевых красок и лаков.

Скипидар применяется и как лекарственное средство, и на парфюмерных и текстильных фабриках.

Чего только нет в хвое, — и целебные витамины, и питательные белки, и ценные жиры нашли в ней химики. Но до сих пор все эти богатства миллионами тонн сжигались вместе с ветвями и другими отходами лесосеки. На протяжении многих веков, с той древней поры, когда человек с топором в руках пришел в лес, пылали костры. Их зажигали для того, чтобы очистить лесосеки. Теперь эти костры будут потушены. Неисчислимые богатства не будут больше улетать с дымом.

Простой кусочек дерева оказывается богатством в руках людей, но ждущих милости от природы.

Химическая переработка дерева дает не только шелк, каучук, спирт, сахар, канифоль, бензин.

В настоящее время из дерева изготавливают около двадцати тысяч различных веществ и предметов, и, конечно, всё большее и большее количество богатств откроет в ближайшем будущем химия — наука, которой принадлежит одно из первых мест в разрешении задачи создания изобилия материальных благ, в осуществлении величественного плана построения коммунистического общества.