Создано человеком

Выступление Николая Федоровича вызвало большой резонанс в самых широких кругах научной общественности. Судить же о том, насколько эти положения были важны и актуальны, можно хотя бы по тому факту, что на них особенно остановился в своем докладе "Итоги развития промышленности за 1931 г. и задачи 1932 г."

на XVИ конференции ВКП(б) 30 января 1932 года Г. К. Орджоникидзе: "Один из профессоров, т. Юшкевич, на Совете химической промышленности совершенно правильно говорил, что "пора разрушить монастырские стены наших институтов и окунуть научных работников в реальную жизнь". "Из-за монастырских стен лабораторий и институтов на заводы" - вот что должно стать лозунгом в работе научно-исследовательских институтов в СССР. Этот лозунг профессора Юшкевича встретил довольно сильные возражения со стороны некоторой части профессуры. Отдельные профессора указывали на то, что как бы вследствие этого наука не отстала. Профессор Юшкевич прав: наука должна из-за "монастырских"

стен институтов идти на заводы и фабрики. Ибо если наука оплодотворит своей работой наши заводы и фабрики, она даст большие результаты и сама не только не будет отставать, но еще быстрее двинется вперед".

Авторитет Николая Федоровича среди всех, кто имел непосредственное отношение к развитию советской химической науки и промышленности, был столь велик, а обаяние личности самого ученого настолько неотразимо, что лучшего агитатора за новые принципы содружества науки и производства трудно было найти.

Помню, биография Н. Ф. Юшкевича, его творческая отдача науке буквально потрясала нашего брата-студента. И хотя в ту пору прочитать об этом официально было негде (это уже позднее появились справочники и энциклопедия с кратким изложением вклада того или иного деятеля науки в общенациональную сокровищницу мысли), нам тогда хватало и немногих сведений о любимом профессоре, которыми мы располагали. Остальное прекрасно дорисовывало богатое воображение.

Было, к примеру, известно, что Николай Федорович Юшкевич родился 5 января 1885 года в Хабаровске в семье капитана Амурского пароходства. Его дед по отцу происходил из старинного польского рода, был участником польского восстания 1848 года, захвачен с оружием в руках и заключен в Варшавскую цитадель. Судим, приговорен за нарушение присяги к смертной казни, которая заменена затем каторжными работами и вечным поселением в Сибири.

От Варшавы до Иркутска он в кандалах шел по этапу три года. А когда после 10-летней каторги ему предложили выбрать постоянное жительство в любом месте Российской империи, но не западнее Урала, выбрал самую восточную точку страны - Русский остров в заливе Петра Великого. Здесь и поселился с женой-буряткой.

В 60-70-х годах прошлого века остров был почти необитаем, покрыт лесом и лугами, и бывший каторжник занялся разведением лошадей.

Таковы истоки, "корни" нашего профессора. Сам же он обладал тем удивительным интуитивным пониманием "горячих" точек науки, которое, по моему глубокому убеждению, и отличает истинного ученого, избравшего в свое время дело жизни не только по велению сердца, но и по великому пониманию нужности, необходимости этого дела Родине.

Томский технологический институт стал для Николая Федоровича тем единственным вузом, который должен был научить его избранному делу. Однако учебу пришлось прервать. Страну потрясали революционные события 1905 года. Институт был закрыт. И Николай Федорович, дабы не терять времени в познании химии, слушает лекции в Парижском и на техническом факультете Льежского университетов.

Позднее, анализируя жизнь и деятельность этого выдающегося ученого, пытаясь понять, откуда, как пришли к моему учителю уникальное владенье фундаментальными знаниями и редкостное понимание практических потребностей металлургии и химии, я узнал прямотаки поразительные факты.

Николай Федорович учился делу в серьезной, как говорят, настоящей работе. Он ни разу не позволил себе провести каникулярное время в праздном ничегонеделанье. Летом он трудился в должности практиканта (бытовала такая практика платной работы студентов, когда с них и дело спрашивалось как с настоящих, прошедших полный курс высшего учебного заведения, специалистов)

на сибирских заводах. Он брался за такие научные задачи, которые до него оказывались не по плечу и дипломированным специалистам.

Последнее перед окончанием Томского политехнического института, где он продолжал учиться, вернувшись из-за границы, лето, например, он работал в Мариинской Тайге на заводе промышленника Родюкова. Но не просто работал, как это сделал бы любой другой практикант, а проводил еще серьезнейшие научные исследования.

Дело в том, что завод Родюкова занимался золотодобычей, извлекая драгоценный металл из зфелей (мелких и легких фракций пород, содержащих золото). Способ, которым осуществлялось получение золота, был, мягко говоря, малоэффективным - металла извлекали мало, а цианистого калия, необходимого при этом, тратили много. Когда практикант Юшкевич покидал завод после завершения практики, метод, разработанный им здесь, позволил уже почти вдвое сократить расход цианистого калия, значительно повысив извлечение золота.

Нет, я вовсе не собираюсь рассказывать читателям "Эврики" всей биографии Николая Федоровича, но я не могу не провести аналогии, которая невольно напрашивается: как похожи требования, предъявляемые к самому себе молодым химиком Н. Ф. Юшкевичем, с теми требованиями, что поставила сегодня жизнь перед выпускниками наших советских вузов. Это и понятно. Ведь в основу реформы высшей школы легли лучшие традиции формирования подлинных испытателей природы, свойственные русской химической научной школе вообще!

И в этом смысле творческий и научный путь, пройденный Николаем Федоровичем, не просто поучителен, но и чрезвычайно ценен с точки зрения методики. Причем не только для тех, кто сейчас разрабатывает и реализует главные положения реорганизации высшей школы страны, но и непосредственно для самих вузов, отрабатывающих, отлаживающих сложный механизм такого "срастания" науки и производства, при котором их раздельное, изолированное существование не могло бы обеспечивать прогресса ни одному из составных синтезированного понятия "наука - производство".

Как же должно оценивать уровень подготовки специалиста? Конечно, по практическим результатам, которые он принесет предприятию, где будет работать. А чтобы этот результат просматривался не в самой отдаленной перспективе, а гораздо быстрее, перестройка высшей школы предусматривает как можно более раннее приобщение студентов к самостоятельной работе, многократно увеличивая курс практического овладения специальностью. Например, студенты кафедры переработки пластмасс Московского химико-технологического института имени Д. И. Менделеева полгода работают аппаратчиками в научно-производственном объединении "Пластик".

Да и принцип индивидуальной подготовки студента, о котором упоминалось в проекте перестройки высшей школы, подразумевает нечто чрезвычайно важное, без чего дальнейшее развитие науки и отрасли народного хозяйства, на ней базирующейся, было бы затруднено. Речь в данном случае идет вот о чем.

Возникает, допустим, у какого-то научного направления или предприятия потребность в специалистах, способных решать строго обозначенную научно-техническую проблему - соответствующее учреждение направляет заявку в Минвуз. А тот передает полученный социальный заказ в вуз. И со студентами, избравшими нужную "заказчику" научную и производственную ориентацию, начинают работать по индивидуальному плану подготовки. В итоге научное учреждение или предприятие, заказавшее специалиста, получает его в кратчайшие сроки, а процесс практического освоения выпускником вуза дела, обычно затягивающийся на долгие годы, в данном случае вообще выпадает из цикла "вуз - производство".

Другими словами, столь неоправданно придававшийся забвению принцип готовить специалиста для конкретного дела - вновь приобретает право на жизнь. Между тем, его незыблемость и гарантировала в свое время столь высокие качества подготовки специалистов для отечественной науки и индустрии, что мы смогли в кратчайшие сроки создать мощнейшую химическую промышленность. И за это великое спасибо нашим учителям, в свою очередь перенявшим эту эстафету и заботу о кадрах от корифеев русской науки - М. В. Ломоносова и Д. И. Менделеева. Кто, например, должен заботиться о том, чтобы не потерять особо способного, одаренного студента среди многих остальных, обучающихся в институте?

Думаю, что сам же вуз. Томский технологический институт именно так в свое время и поступил, оставив у себя после окончания курса Н. Ф. Юшкевича в должности штатного ассистента.

Он создал все условия, чтобы молодой специалист не прерывал научных занятий. Н. Ф. Юшкевич вел в этот период исследования по очистке конденсата из паровой машины от масла, занимался определением условий наивыгоднейшего сжигания сибирских (кузнецких) углей в топках паровых котлов.

Как скоро понадобились результаты этих работ в период индустриализации, нам сегодня прекрасно известно. Одновременно молодой ученый изучал обжиг сернистых руд и медную плавку, а выводы исследований изложил в статье "К теории медной плавки". Она и сегодня относится к числу фундаментальнейшей публикации в данной области.

Двухлетнее пребывание Н. Ф. Юшкевича за границей очень много дало ученому. Он прекрасно знал, как поставлено инженерно-техническое образование в лучших немецких высших школах в Шарлоттенбурге, Аахене, Бреслау, Карлсруэ, как организовано химическое производство на заводах и фабриках Германии. Вернувшись на родину, Николай Федорович успешно применяет все, с чем познакомился, для реорганизации химической про* мышленности России.

Получив от химического комитета поручение спроектировать и построить сернокислотный завод по контактному способу на станции Чудово Николаевской железной дороги, он уже в феврале 1917 года пускает его в эксплуатацию. А после национализации завода Николай Федорович входит в заводоуправление в качестве технического директора.

Вся дальнейшая научная и практическая деятельность Николая Федоровича связана с развитием химической промышленности на Урале. Он назначается председателем Урало-Сибирской комиссии объединения "Химоснова" для приемки и ведения Объединения уральских химических заводов и их пуска. Чуть позже становится председателем вновь образованного районного правления уральских заводов объединения "Химоснова", а еще позднее занимает должность технического руководителя "Уралхимоснова".

Наконец, весной 1922 года с образованием треста уральских химических заводов ("Уралхим") становится членом его правления и техническим директором. Одновременно он принимает на себя обязанности высшего технического руководителя таких крупнейших уральских химических заводов, как Березниковский содовый, Пермский суперфосфатный, Шайтанский хромпиковый, Полевский сернокислотный и солевой, Кыштымский меднокупоросовый.

Весной 1920 года Николай Федорович начинает преподавательскую деятельность в Уральском горном институте, осенью того же года избирается профессором Уральского государственного университета по кафедре основных химических производств. С чего же начинает преподаватель Юшкевич?

С оборудования лаборатории по технологии минеральных веществ, с экспериментального исследования по получению хромовокислого натрия путем обжига хромита с содой, с разработки плана освоения на благо народа даров этого богатейшего края. Результаты работы выльются в статьи "О перспективах минеральной химической промышленности на Урале" и "Применение физической химии к заводским процессам". И все время производственная деятельность сочетается с научной, практика с фундаментальными исследованиями.

В начале 1923 года Николай Федорович получает приглашение от ректора химико-технологического института имени Д. И. Менделеева профессора И. А. Тищенко участвовать в конкурсе на замещение должности профессора, заведующего кафедрой "Основная химическая промышленность". С тех пор и до конца своей жизни главным своим делом Николай Федорович будет считать воспитание научных и инженерных кадров для химической индустрии страны.

И здесь мне вновь хочется провести параллель между сегодняшним днем и теми нелегкими послереволюционными днями. Как ни далеки они друг от друга теперь, разделенные самой историей, есть между ними нечто общее. Это общее - тот дух надежд, перемен, что всегда рождает инициативу и делает невозможное возможным.

Взять, к примеру, такую трудность первых послереволюционных лет, как отсутствие учебников. Как решить ее? Написать и ждать, когда появится массовый тираж?

Но на это уйдут годы, а студентов нужно учить немедленно. И Николай Федорович находит блестящий выход из положения.

Весь курс технологии неорганических веществ он разбивает на разделы, назначив ответственного за каждый из них. Ответственные готовят по закрепленным за ними темам лекции, которые и читают студентам. Вводные лекции по теории главнейших технологических процессов, а также раздел "Синтез аммиака и производство водорода электролизом воды" он тоже читает сам.

Каждый из лекторов разделов курса "Технология неорганических веществ" подробно изучает всю имеющуюся литературу на русском и иностранных языках, составляет конспект лекций (если это необходимо, то о диапозитивами) и готовит учебное пособие, издающееся литографским путем тиражом в 200-300 экземпляров.

Именно такие пособия становятся основными для подготовки студентов к экзаменам. По указанию Н. Ф. Юшкевича разрабатывается Проект типового оборудования лаборатории технологии неорганических веществ с описанием лабораторных работ студентов, который тоже издается литографским путем в 1935 году и еще долгое время будет служить студентам верой и правдой (авторы Н. Е. Пестов, Н. М. Жаворонков, Д. А. Кузнецов и И. Н. Шокин).

И, разумеется, все сотрудники кафедры ведут постоянную научно-практическую работу по оптимизации, перестройке химических предприятий. Честно говоря, я и поныне не воспринимаю всерьез так называемых "чистых" преподавателей, знающих тот или иной процесс, то или иное производство по учебникам.

Педагогическая школа Юшкевича предполагала иной процесс подготовки кадров. Она основывалась даже не на сочетании практической и научной основ педагогики, а на взаимопроникающем слиянии практики и дела.

Научно-исследовательские работы на кафедре были развернуты самым широким фронтом. Три года, например (1927-1930), он вместе с сотрудниками осуществляет глубокое лабораторное изучение отдельных стадий аммиачно-содового процесса. Полученные результаты позволили оптимизировать производство кальцинированной соды на Березниковском, Донецком и Славянском заводах. Н. Ф. Юшкевич возобновляет работы по изучению сернокислотного производства.

Дореволюционная Россия, имела свою хотя относительно и небольшую сернокислотную промышленность - производственная мощность всех сернокислотных предприятий к 1917 году достигла 432 тысяч тонн (в моногидрате). Но в годы гражданской войны многие заводы оказались разрушенными или закрытыми. В конце восстановительного периода производство серной кислоты достигло 242 тысяч тонн, а в результате выполнения плана первой пятилетки составило уже 540 тысяч тонн, что имелс важное значение для ряда отраслей промышленности, например, для переработки руд редких металлов.

Казалось бы, прогресс, да еще какой! Но Николай Федорович считает необходимым организовать глубокое изучение физико-химических основ сернокислотного производства с тем, чтобы многократно повысить его результативность, экономическую отдачу. Он делит стратегию изучения и решения этой сложнейшей задачи на три большие задачи. Во-первых, резкое повышение производительности установок (и она будет увеличена в... 7 раз!). Во-вторых, замена дорогих платиновых катализаторов на более дешевые (в 1931 году на московском заводе "Нефтегаз" сдадут в эксплуатацию первый в стране контактный аппарат, загруженный ванадиевым катализатором, изготовленным на Дорогомиловском химическом заводе по методу Н. Ф. Юшкевича. Даже в годы Великой Отечественной войны работы по совершенствованию ванадиевых катализаторов и контактных аппаратов большой единичной мощности не прекратятся ни на один день. И, наконец, совершенствование конструкции печей сжигания пылевидного флотационного колчедана.

И Николай Федорович сконструировал, построил и испытал печь, в которой колчедан практически сгорал полностью.

Эти очень простые по конструкции печи производительностью 12-15 тонн в сутки получили название печи "Ю" и быстро вытеснили механические печи Герресгофа - Байера. Дальнейшим развитием печей "Ю" стали современные печи с кипящим (псевдоожиженным) слоем производительностью 450-600 тонн в сутки.

Большое место в научной деятельности Н. Ф. Юшкевича занимали работы, связанные с использованием сернистого газа медеплавильных печей, и в особенности проблема получения серы из сернистого газа.

Осенью 1931 года Президиум ЦИК СССР за особо выдающиеся заслуги по изобретению нового метода получения газовой серы наградил профессора Н. Ф. Юшкевича и инженера В. А. Каржавина орденами Ленина.

Я думаю, что та блестящая плеяда ученых, которая пришла в науку в первые годы Советской власти, оставила столь заметный в ней след именно потому,, что их пытливый ум искал и находил такие нестандартные решения самых сложных научных проблем, что они будили фантазию всех окружающих, вовлекая их в творческий поиск.

Взять хотя бы проблему создания в стране азотной промышленности, научной основой которой стала проблема выбора метода фиксации азота. Среди ученых того времени единогласия по данному поводу не существовало. Предлагалось, например, развивать производство цианамида кальция, а затем путем его разложения получать аммиак. У Николая Федоровича была своя точка зрения по этому поводу. Он предлагал аммиак синтезировать. И хотя противников такого предложения было достаточно, а сама идея почиталась чуть ли не за фантастику, жизнь показала, что именно путь, предложенный Н. Ф. Юшкевичем, оказался самым приемлемым.

Но это очевидно сейчас, как говорится, постфактум.

Тогда же идею нужно было отстоять и "обкатать" в лабораторных условиях. И Николай Федорович организует на кафедре исследования отдельных стадий производства синтетического аммиака. В них самое активное участие принимают студенты.

Перечень серьезнейших, фундаментальных работ, осуществленных Н. Ф. Юшкевичем и его учениками, можно было бы продолжать бесконечно. По сути дела, они охватывают все наиважнейшие проблемы современной неорганической химии, а вернее, они являются теми самыми мощными корнями, что дали новую жизнь старому древу отечественной химической индустрии. Сегодня в его кроне старые ветви переплелись, соединились в общую купу с молодыми побегами, каждый из которых - целое направление в химической науке. Но все они - в кровном неразделимом родстве. И в этом, пожалуй, одно из главных достоинств современной химии - она наука, помнящая родство. А дела и мысли тех, кто стоял у ее истоков, трансформируются в делах и мыслях принявших эстафету.

"Примите мой почтительный восторг"

Среди великого множества архивных документов, имеющих непосредственное отношение к становлению и развитию академической науки в стране, немало писем. Написанные по разному поводу, адресованные конкретным ученым или президиуму академии, все они - часть истории нашей науки, крохотный, но необходимейший штрих на ее гигантском полотне. Читать и перечитывать такие письма не просто интересно, необходимо. Потому что они - тот самый незримый, но прочнейшей конструкции мост, что перекинут из прошлых дней в современность. И хотя у меня, знавшего, работавшего, учившегося у тех, кого сегодня принято считать классиками науки, свое отношение к этим письмам, думаю, что и у людей лично незнакомых, например, с таким гигантом мысли, как В. И. Вернадский, они тоже не могут не вызвать почтительного волнения.

С одного из таких писем я и хотел бы начать эту главу. Написано оно А. М. Горьким в 1925 году, а адресовано А. П. Карпинскому, И. П. Павлову, В. И. Вернадскому, Н. С. Курнакову, А. Е. Ферсману и другим.

Был и повод - серьезный, важный, злободневный, побудивший Горького его написать. Только сдается мне, что не просто славная дата (Академия наук отмечала в тот год свой 200-летний юбилей) всколыхнула вдруг в душе писателя такие воспоминания, такой силы эмоциональную волну, что он не мог не сесть за письменный стол, дабы сочинить небольшое послание маститым ученым. Дело тут, наверное, все же в ином - удивительном единении души и мысли, которое всегда было свойственно представителям русской интеллигенции в годину тяжких испытаний для Родины и которое проходило с ними затем через всю жизнь. Вот оно, это письмо:

"Вот что я хотел бы сказать людям науки. Я имел высокую честь вращаться около них в труднейших 1919-1920 гг. Я наблюдал, с каким скромным героизмом, с каким мужеством творцы русской науки переживали мучительный голод и холод, видел, как они работали и как они умирали. Мои впечатления за это время сложились в глубокий и почтительный восторг перед Вами герои свободной, бесстрашной исследующей мысли. Я думаю, что русские ученые их жизнью и работой в годы войны и блокады дали миру великолепный урок мужества и выдержки. История расскажет миру об этом страдном времени с той же гордостью русского человека, с какой я пишу Вам эти простые слова. В них нет никакого преувеличения".

Но великое, как известно, предстает в своем истинном свете лишь с расстояния. Время не стирает его значения, не умаляет выполненного, а лишь четче вырисовывает контуры уходящего ввысь небоскреба, каждый камень которого - открытия и познание, разгадывание тайны природы. И если б на всех камнях, входящих в кладку символического здания современной химии, высекались имена, многие из них были бы русскими. Потому что то было племя последователей, собирательный образ которых Ф. И. Тютчев выразил в удивительно верных и эмоциональных строках:

Враг отрицательности узкой

Всегда он в уровень шел с веком,

Он в человечестве был русский,

В науке был он человеком.

Именно такие люди и такие ученые - Л. А. Чугаев и Н. С. Курнаков, не колеблясь, приняли революцию.

А приняв, стали на нее работать так, как это умели делать только они по восемнадцать часов в сутки. Но чтобы без всякого преувеличения, как говорил А. М. Горький, понять и оценить, что же было сделано отечественными химиками в те первые послереволюционные годы, необходимо вернуться к науке дореволюционной, к тем годам, когда в неорганической химии появился новый крупный раздел - координационной химии.

Напомню читателю, что именно координационная химия, изучающая соединения, в которых можно выделить центральный атом и присоединенные к нему (координированные) лиганды (атомы, ионы, молекулы неорганической и органической природы), заняла чуть позже место на стыке двух больших, традиционно развивающихся областей химии - неорганической и органической. Это первая и главная ее особенность. И я уже упоминал ее. Однако есть и вторая.

С момента своего возникновения координационная химия становится объектом международного сотрудничества. Дело в том, что ее основа координационная теория, созданная в самом конце прошлого века выдающимся швейцарским химиком А. Вернером, отнюдь не сразу была принята химической общественностью, поскольку рушила классические представления, базировавшиеся на постулате о постоянстве валентности атомов. И потребовались объединенные усилия ученых многих стран, прежде чем она обрела право на жизнь.

В этом процессе "завоевания" координационной химией самостоятельности развития заслуги Льва Александровича Чугаева, естествоиспытателя с широким научным кругозором, отмеченного талантом выдающегося экспериментатора и незаурядного организатора, переоценить невозможно.

Ученик академика Н. Д. Зелинского, успешно специализировавшийся в первые годы работы в области органической и биохимии, обращается к новому направлению уже в 1906 году, защищая докторскую диссертацию в Московском университете на тему "Исследования в области комплексных соединений".

Есть серьезные основания полагать, что путь в химию комплексных соединений Л. А. Чугаеву открыл сам Д. И. Менделеев. Достаточно вспомнить, например, что из всех корифеев научной мысли России, где термин "комплексное соединение" появился еще в 1890 году, теорию А. Вернера с самого начала поддерживали лишь Д. И. Менделеев и (с некоторыми оговорками) Н. С. Курнаков, чтобы понять, сколь основательны подобные предположения. Что ж, талантом предвидения, как известно, обладают немногие, а лишь суперодаренные или даже гениальные исследователиНо так или иначе, только в последнее предреволюционное десятилетие Львом Александровичем выполняются блестящие исследования координационных соединений платины, кобальта, никеля и других металлов. Работы эти навсегда войдут в золотой фонд отечественной химии, поныне не утратив значения основополагающих.

Однако настоящий размах исследования в области координационной химии получили у нас в стране только после Великой Октябрьской социалистической революции. В мае 1918 года по инициативе Л. А. Чугаева создается Институт по изучению платины и других благородных металлов, издающий (через два года после основания) журнал "Известия Института по изучению платины и других благородных металлов".

Можно много говорить о том, чем стал для становления координационной химии в стране и мире этот институт и его "Известия". Но думаю, что лучшей и выразительной оценки, данной его трудам профессором Г. Б. Кауфманом (США), быть все же не может. "Тридцать два тома "Известий" подобны тридцати двум фортепианным сонатам Людвига ван Бетховена. Сонаты Бехтовена были написаны в 27-летний период (с 1796 по 1823 гг.), за время которого проявился его редкий талант композитора и совершенствовалось мастерство формы.

Подобным образом и тома "Известий", появившиеся в свет примерно за такой же период, свидетельствовали об успехах советских исследований в области платиновых металлов со времени скромных начинаний в годы хаоса гражданской войны до полного их совершенствования в послевоенный период XX века".

Теория А. Вернера, как и все новое, не вписывающееся в жесткие рамки сложившихся мнений, шла к признанию трудными путями. Секрет столь долгого непонимания большой химией нового дочернего направления, по сути дела, прост: получить соединения, возможность существования которых предсказывала теория Вернера, ученым не удавалось. В числе этих "неуловимых" были и соединения четырехвалентной платины. И лишь в 1915 году Л. А. Чугаеву и Н. А. Владимирову эту "брешь" удалось ликвидировать. А десять лет спустя решением IV Менделеевского съезда по чистой и прикладной химии полученные ими комплексные соединения стали называться солями Чугаева. Эти исследования и позволили Льву Александровичу открыть в дальнейшем так называемую амидореакцию, послужившую основой создания теории кислотно-основных свойств комплексных соединений (автор - академик А. А. Гринберг).

Какими сложными, а главное, какими суперважными проблемами занимались тогда в Институте платины, можно судить хотя бы по тому факту, что новый класс координационных соединений двухвалентной платины (названный позднее аномальными аммиачнонитрильными соединениями), открытый Л. А. Чугаевым совместно с его учеником В. В. Лебединским, вплоть до 1961 года представлял собой серьезную загадку. Целый ряд работ ученого по изучению комплексных соединений с циклообразующими лигандами позволил ему вывести правило, известное теперь как "правило циклов" Чугаева. Но почему все-таки изучению платины и созданию в стране платиновой промышленности уделял Лев Александрович такое внимание?

Потому что даже относительный достаток драгоценного металла означал для страны реальную возможность освобождения экономики от зависимости, в которую ее поставили разруха, голод и враждебные силы капитала.

А еще потому, что Л. А. Чугеез писал: "До последнего времени лишь малая доля платины выделялась и очищалось на русских заводах, главная же масса руды направлялась для этой цели за границу. То же самое целиком относится к спутникам платины, заводской добычи которых в России не существует. Едва ли нужно говорить о крайней ненормальности такого положения вещей".

Создание Платинового института исправляет эту ненормальность в самые сжатые сроки. Здесь в тесном содружестве с заводскими лабораториями разрабатываются и внедряются в производство новые методы получения платины, родия, осмия и рутения, радикально улучшается и видоизменяется методика анализа сырой платины, рафинированных (очищенных от примесей) металлов и полупродуктов производства. И уже к 1929 году промышленность страны вырабатывает все металлы платиновой группы, причем они значительно превосходят по качеству продукцию старейших зарубежных фирм.

Но Лев Александрович мечтает не только о том, чтобы крепла и развивалась отечественная наука, чтобы могущественней день ото дня становилась ее индустрия, он думает еще и о том, чтобы как можно больше людей и в минимально сжатые сроки овладели бы знаниями, бывшими до сей поры им недоступными. И он без колебания вступает в свободную ассоциацию деятелей науки и культуры по развитию и распространению естественнонаучных знаний.

Ассоциация возникла по инициативе А. М. Горького, академиков И. П. Павлова, А. А. Маркова, В. И. Вернадского и И. И. Бардина в Петрограде. В апреле 1917 года в переполненном до отказа Михайловском театре Лев Александрович, избранный в организационный комитет ассоциации, выступает перед собравшимися с блистательной речью. К счастью, текст ее сохранился все в тех же бесценных архивах.

Но о чем может говорить ученый перед голодными, продрогшими солдатами? Конечно, о том, что может дать их стране, их революции наука, просвещение. Он говорит о том, что понятно каждому, что доходит до сердца.

Он говорит, что благодаря русской революции "удается нанести смертельный удар ненавистному милитаризму и упрочить в странах всего мира демократический режим".

Мало, до обидного мало прожил Лев Александрович Чугаев. Он погиб от брюшного тифа в сентябре 1922 года. Но продолжает жить и работать его Платиновый институт (учрежденный одновременно с Институтом физико-химического анализа, возглавляемым Н. С. Курнаковым) - один из двух первых научно-исследовательских институтов, созданных Академией наук при Советской власти. А начатое им дело - в надежных руках учеников. Их у него много, и каждый - гордость нашей науки: академики В. Г. Хлопин, И. И. Черняев, А. А. Гринберг, члены-корреспонденты АН СССР В. В. Лебединский, Н. К. Пшепицын, И. И. Жданов и многие, многие другие.

И то, что отечественной химии координационных соединений характерны сегодня высочайшие темпы развития - безусловная их заслуга. В первую очередь это относится к химии комплексов с органическими лигандами, в качестве которых могут выступать стабильные молекулы (этилен, бензол, окись углерода) или нестабильные в обычных условиях соединения - свободные радикалы.

Но чтобы все эти соединения получили "права гражданства", потребовались пионерские исследования И. И. Черняева и А. Д. Гельман в СССР и несколько позже Дж. Чатта (в Англии); систематические работы по химии комплексов с ароматическими системами (П-комплексов), выполненные школами Э. О. Фишера в ФРГ и А. Н. Несмеянова в СССР. Методы синтеза таких комплексов и многочисленных производных, разработанные этими учеными и их учениками, позволили получить и подробно исследовать реакционную способность почти всех переходных элементов периодической системы, выяснить многочисленные аспекты влияния координации на свойства лигандов.

Интерес к перечисленным соединениям, ставшим теперь объектами неорганической, органической и собственно координационной химии одновременно, не случаен. История естествознания последних десятилетий дает немало примеров особенно плодотворного развития науки на стыках разных областей человеческого знания.

Но среди причин, определивших такой, невиданно высокий взлет координационной химии, прикладное значение научных результатов должно быть поставлено на первое место. Хотя и чисто теоретическую значимость проведенных исследований было б ошибкой недооценить. Так, изучение электронного строения комплексов переходных металлов дало развитию теории химической связи гораздо больший импульс, чем все исследования простых неорганических и многих органических соединений.

Достижения советской координационной химии позволили, например, установить, что такие непоколебимые, обязательные принципы описания химических связей, как валентный штрих, числовая валентность, направленные валентности, обязательность спаривания электронов и т. д., оказываются вовсе и не необходимыми. И на смену классическому описанию электронного строения молекул приходит периодическая их систематизация с позиций метода молекулярных орбиталий (МО).

Сейчас этот метод уже общепринят и служит основой интерпретационных схем современных физико-химических методов исследования строения и свойств координационных соединений. С его помощью изучают, например, электронную структуру комплексов. Можно с уверенностью сказать, что ни одно из направлений науки не стимулировало так развитие теории химической связи и строения молекул, как координационная химия.

Это и неудивительно. Потому что только она поставляла и непрерывно поставляет исследователям все новые классы "странных" соединений с необычным составом, структурой и свойствами, принципиально не укладывающимися в рамки классических представлений. Более того, способность к насыщению координационных валентностей оказалась в природе чрезвычайно распространенной. В той или иной степени она присуща практически всем элементам периодической системы.

Однако число "странных" соединений сейчас столь велико, что решить, является ли их "поведение" правилом или исключением из него, не всегда легко. Возникают, например, трудности с определением понятий не только валентности, но и координационного числа. Например, в высококоординационных соединениях тяжелых металлов расстояния металл-лиганд (даже при одинаковых лигандах) варьируют в столь широких пределах, что нахождение границ внутренней сферы комплекса довольно затруднительно. Отсюда неопределенность и в принципиальнейшем для химии вопросе: какое же взаимодействие металл-лиганд можно считать "настоящей" химической связью? Ведь не случайно выдающийся советский химик И. И. Черняев, ученик и последователь Л. А. Чугаева, писал: "Весь прогресс современной химии, включая и органическую, зависит от нашего понимания химии комплексных соединений". А сам Лев Александрович, характеризуя научную политику созданного им Платинового института, непременно подчеркивал: "...в этом учреждении разработка чисто научных вопросов чрезвычайно тесно связана, и можно сказать, переплетена с разработкой вопросов технического порядка, которые по преимуществу интересуют практиков".

Это незыблемое правило соединения практики с теорией оказывается неприкосновенным и в дальнейшей деятельности института. В 1926 году, например, уже после смерти Льва Александровича его ученик и последователь И. И. Черняев открывает закономерность трансвлияния лигандов в координационных соединениях. Суть ее заключается в том, что взаимное влияние лигандов в координационных соединениях переходных элементов в основном направлено по транскоординате (напротив друг друга).

А это уже открывает практике уникальную возможность управления реакциями замещения.

Впоследствии учение о взаимном влиянии лигандов в координационных соединениях было развито и расширено в трудах многих советских ученых.

А в 40-х годах представители советской школы во главе с И. И. Черняевым, В. Г. Хлопиным, А. А. Гринбергом и Б. П. Никольским активно включаются в разработку координационной химии актинидов (радиоактивных элементов). Тему научного поиска определяют практические задачи советской атомной промышленности, Работы по синтезу и изучению комплексов тория, урана приводят к накоплению обширнейшего экспериментального материала, в свою очередь ставшего основой новых теоретических обобщений. Было установлено, например, что уран, торий, плутоний наиболее прочные связи образуют с кислородом. А когда академик В. И. Спицын и его ученики открывали соединения, содержащие плутоний и нептуний в высшей (-1-7) степени окисления, этот чисто теоретический вывод нашел блестящее подтверждение.

Сегодня комплексные соединения с успехом используются в строительной технике и медицине, в нефтяной промышленности и теплоэнергетике при очистке вод и реактивов, активно применяются в процессах очистки промышленных выбросов для охраны окружающей среды.

Особенно широки перспективы использования комплексных соединений в сельском хозяйстве. Дело в том, что многие микроэлементы, необходимые для жизнедеятельности растений, содержатся в почве в трудноусвояемом состоянии, так что роль их комплексных соединении для перевода в растворимую форму трудно переоценить - они живительный "концентрат", эликсир здоровья для урожая.

Советская школа координационной химии внесла существенный вклад к в становление химической промышленности пашей страны. Взять хотя бы процесс очистки азотоводородной смеси от окиси углерода в производстве синтетического аммиака, представлявший прежде чрезвычайную сложность. Выполненные в начале 30-х годов в Московском химико-технологическом институте имени Д. И. Менделеева фундаментальные исследования по изучению абсорбции (поглощения) вредной для окружающей среды окиси углерода растворами аммиакатов меди выявили оптимальные условия, при которых окись углерода поглощается наиболее полно. Сегодня мощность заводов, использующих во всем мире этот метод, составляет до 9 миллионов тонн.

Или взять другую важнейшую область практического использования достижений координационной химии - металлокомплекспыи катализ с участием комплексных металлов, родоначальниками которого по праву считаются выдающийся русский химик-органик М. Г. Кучеров, французский химик и минералог Ш. Фридель и американский ученый Дж. Крафтс. Результаты внедрения катализа в производство были столь ошеломляющие, что достоверно оцепить экономическую его отдачу практически невозможно.

И здесь тоже нет никаких преувеличений. Ведь сейчас многие продукты основного органического синтеза (винилацетат, уксусный альдегид и почти вся уксусная кислота) получают с помощью комплексов металлов.

Только продукция промышленного синтеза, базирующегося на реакциях, где в качестве катализатора используют комплексы кобальта или родия, исчисляется миллионами тонн.

Вот она - поистине многотоннажная химия. Значительную часть полимерных материалов (полиэтилен, полидиены и т. д.) тоже получают с помощью таких катализаторов. А ведь совсем недавно, всего лишь в начале 70-х годов, предположения выдающегося английского химика Найхолма о том, что в 80-х годах большая часть основного органического синтеза будет производиться с помощью металлокомплексных катализаторов, считалось чуть ли не утопическим.

Но как ни важен для экономики всех стран столь результативный практический "выход" исследований пометаллокатализу, теоретическое значение таких работ непреходяще. Потому что именно этот метод невиданно укрепил позиции восходящей еще к Д. И. Менделееву химической теории гетерогенного (гетеро - от греческого "другой", "разный") катализа, при котором процесс протекает в жидкой или газовой фазах, а ускорение осуществляет твердый катализатор.

Но возможности координационной химии отнюдь не исчерпаны. И мы вправе ожидать еще и еще новых успехов от практического применения комплексов со связью "металл - металл". Советскими исследователями уже синтезированы содержащие связи "металл - металл"

комплексы рения, платины. Созданы и так называемые кластерные соединения (содержащие связь "металл - металл"), открывающие перед катализом самые широкие перспективы.

Недавно в Институте общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова были синтезированы совершенно необычные соединения. Представьте себе икосаэдр - любопытный и довольно редко встречающийся в повседневной практике тип многогранника. Понимаю, что нелегко вообразить эдакую ячеистую башню из двадцати треугольных граней, тридцати ребер и двенадцати вершин, в каждой из которой сходится пять ребер. Такое "сооружение" и синтезировано учеными ИОНХа. Разумеется, "возведение" его преследовало вполне конкретную научную цель: создать гигантский кластер.

Здесь необходимо сказать, что химия кластерных соединений - интенсивно развивающееся в последние годы научное направление. Находится оно, как принято сейчас говорить, на стыке неорганической, элементоорганической химии, катализа, биохимии, коллоидной химии, физики ультрадисперсных систем, физики поверхности и электронного материаловедения. Химия кластерных соединений - развитие и продолжение химии координационной. А ее становление связано с достижениями русской и советской науки.

Кластерами называют такие соединения металлов, молекулы которых содержат обрамленный лигандами (молекулы или ионы в комплексных соединениях, непосредственно связанные центральным атомом-комплексообразователем) остов из атомов металлов, находящихся на расстояниях, допускающих прямые взаимодействия "металл - металл".

Не так давно английские исследователи сообщили в прессе как о выдающемся достижении национальной химической науки о синтезировании кластера с 28 атомами металла. С 28! А в ИОНХе создан гигант из 561 атома.

Та самая ажурная "башня", с которой я начал рассказ о кластерах. 560 атомов палладия "роятся" в ней в пяти слоях вокруг одного центрального. А на поверхности икосаэдра располагаются 60 молекул азотистого основания.

Вся конструкция - металлический остов и связанные с ним азотистые основания - несет положительный заряд +180, Вокруг такой конструкции размещаются ионы ацетата (сложных производных уксусной кислоты), компенсирующие заряд кластера, в результате чего все соединение электрически нейтрально. Такие кластеры в отличие от обычного металла (его называют компактным) растворяются в полярных (вода, спирты, уксусная кислота и т. д.) растворителях и в них способны осуществлять ряд необычных реакций органических соединений.

Химия кластеров не только расширила наши представления о строении материи, но уже дала практике удивительные катализаторы. Чем больше атомов металла в основании кластера, тем уникальнее, разнообразнее его возможности. Гигант из 561 атома палладия - химическая сенсация. Ведь кластерные катализаторы работают при комнатной температуре. Аналогию с ними выдерживают только те системы, что заложены природой в живом организме.

А спрос международного рынка на продукцию координационной химии все растет и растет. И в первую очередь на платиновые металлы, без которых не может сегодня обойтись ни электроника, ни электротехника. И здесь вновь пришлось обратиться за помощью к фундаментальным исследованиям. Автору этой книги и его коллегам удалось установить, например, что простые и двойные окислы платиновых металлов обладают металлическим характером проводимости только в том случае, если атом платинового металла имеет строго определенную электронную конфигурацию. При других электронных конфигурациях те же окислы становятся уже... полупроводниками. То есть их электрические свойства меняются.

Что же дает практике выявленная закономерность?

Возможность направленного синтеза соединений с заданными электрическими свойствами. Перспективно и использование достижений координационной химии в области создания неорганических материалов. Достаточно напомнить, что основные гидрометаллургические процессы в производстве редких, цветных, благородных, радиоактивных металлов непременно включают образование их координационных соединений. Так что детальное изучение этих процессов непременно будет способствовать разработке новых электрохимических и гидрометаллургических методов производства металлов.

Уже сегодня самое широкое применение нашли координационные соединения при получении металлов высокой степени чистоты, материалов для квантовой электроники, микроэлектроники и других областей новой техники. Недаром, оценивая значение "заслуг" координационной химии вообще и советской ее школы в частности, известный английский химик Дж. Чатт сказал: "...создание таких аппаратов современной техники, как атомные реакторы и ракеты, потребовало исследовать заново химию металлических элементов для нахождения лучших способов их очистки и получения новых материалов, пригодных для продолжительного использования в напряженных физических условиях. Возможно, не случайным было и то, что единственная страна, которая посвятила значительную часть своих усилий в области химических исследований в 20-30-х годах разработке координационной химии, была и первой страной, пославшей ракету на Луну".

Координационная химия активно вторгается в такую актуальную область современной промышленности, как энергетика. Речь идет прежде всего о химии гидридов (соединений с водородом) металлов и бора. Перспективы многоцелевого применения водорода в химической промышленности, а в будущем, возможно, и в энергетике - мощный стимул развития координационной химии гидридов. И советские ученые уже внесли важный вклад в развитие этой области.

В нашей стране ведутся систематические поиски и так называемых энергоемких соединений, все шире используемых в качестве сильных неорганических окислителей. Сюда в первую очередь следует отнести координационные соединения, в которые в качестве лигандов входят окислители. Большие успехи достигнуты в области синтеза и исследований другого класса неорганических соединений - фторидов и окислов галогенов и инертных газов.

Многого можно ожидать от исследований механизма действия микроэлементов, играющих важную роль в жизни растений и животных. А ведь понимание природы соединений, в форме которых микроэлементы окалываются активными, как соединений координационных, ставит науку о микроэлементах на качественно новый, современный уровень. Так, например, только "взгляд" на витамин B12 с позиций координационной химии позволил в свое время ученым понять, почему столь благотворным оказывается для организма это координационное соединение кобальта. Быстрое развитие биоорганической химии непосредственно связано также с выяснением важной роли координационных соединений в основных процессах жизнедеятельности и прежде всего фотосинтеза, дыхания, во время которого происходит обратимое присоединение кислорода к гемоглобину, с выяснением механизма действия биологических мембран.

Большой вклад в изучение мембраноактивных соединений, способствующих избирательному переходу ионов металлов через биологические и искусственные мембраны, а также изучение механизмов мембранного транспорта в клетке принадлежит школе академика Ю. А. Овчинникова.

Или, скажем, такой пример всепроникаемости, всеобъемлемости координационной химии: один из важнейших процессов в круговороте веществ в природе - фиксация азота воздуха микроорганизмами - невозможен без участия ее соединений. Именно поэтому нахождение способа такой фиксации при обычной температуре и давлении - задача, над которой сегодня работают многие химики мира.

Одним из первых биокоординационной химией начал заниматься уже упоминавшийся мной академик А. А. Гринберг еще в 30-х годах, осуществивший систематические исследования в области биоактивных координационных соединений кобальта. И в том, что в ближайшие годы поле деятельности координационных соединений в качестве физиологически активных и лекарственных препаратов значительно расширится, нет никаких сомнений.

Уже сегодня широко ведутся исследования по применению координационных соединений платины в химиотерапии опухолей, изучаются взаимодействия соединений металлов платиновой группы с ДНК и другими важными в биохимическом плане лигандами, продолжаются поиски корреляций между биологической активностью и физико-химическими свойствами комплексов.

Успехи координационной химии ярко проявились в аналитической химии. Так, развитие учения об изменении цвета органических реагентов, входящих в качестве лигандов во внутреннюю сферу комплексов, привело к созданию реагентов-индикаторов многоцелевого назначения типа "Арсеназо-П", и "Арсеназо-Ш" и многих других, получивших широкое распространение благодаря работам советских исследователей.

Координационная химия все шире, разностороннее используется науками о Земле, оказывая решающее влияние на развитие геохимии, минералогии и петрографии.

Советские ученые были пионерами в разработке механизмов рудообразования некоторых цветных и редких металлов на основе координационно-химических представлении.

Так глубокие теоретические исследования влияния комплексообразования меди на формирование ее минералов, выполненные советскими учеными, вызвали живой интерес международной геологической общественности.

Эти работы вскрыли общую связь между состоянием ионов металла в растворе и составом кристаллизующегося из него минерала, заставив геохимиков по-новому оценить многие природные наблюдения. Недаром, характеризуя их, академик Д. И. Щербаков писал: "Эти существенно новые принципиальные взгляды по-новому ставят проблему практических поисков".

Именно подход с координационно-химических позиций к проблемам геохимии внес революционные изменения в утвердившиеся, ставшие традиционными, незыблемыми представления. Теперь уже можно считать доказанным, что в сложных по составу поверхностных и глубинных природных водах перенос большинства металлов осуществляется в виде координационных соединений.

Такой новый подход позволил обнаружить в старом - новое, в природных растворах - комплексные ионы различного состава, устойчивые как при низких, так и при высоких температурах, и связать поведение рудных компонентов с гидрохимическим типом вод и активностью присутствующих в них лигандов.

Что только не умеет сегодня координационная химия:

В какие области науки и техники не проникла! Но, как говорится, кому много дано, с того и спрашивается больше. Вот почему именно с координационной химией, у истоков которой стоял замечательный русский ученый Л. А. Чугаев, мы и связываем свои надежды с решением важнейших практических задач.

Это с ее помощью мечтаем получить из угля необходимые индустрии химические продукты и моторное топливо, сэкономив при этом дефицитнейшую нефть. Мы возлагаем на нее надежды в получении новых медицинских препаратов, в том числе и для борьбы с раковыми опухолями, и думаем, что именно она поможет синтезировать в будущем столь необходимые продукты питания. А почему бы и нет? Ведь все, что планировал, что предвидел Л. А. Чугаев, по существу, уже сбылось или стоит на пороге реализации. И ему, исследователю и мечтателю, принадлежат слова, всецело относящиеся к нашему времени, характеризуемому всесильностью химии: "Единственной разумной причиной, до сего времени препятствовавшей развитию фабрикации искусственных пищевых продуктов, была высокая стоимость этих последних при дешевизне продуктов естественных.

Однако глубокие научные, экономические и социальные изменения, происшедшие в XX веке, заставляют произвести переоценку многих ценностей... Что еще вчера казалось праздной мечтой во вкусе Уэллса, завтра может оказаться основанием для вполне реального и осуществимого плана. Я хочу сказать, что настало время, когда надлежит серьезно взяться за разработку вопросов, связанных с получением синтетических и вообще искусственных веществ. Особое внимание следует обратить на получение основных видов питательных веществ - углеводов, жиров и белков; необходимо разработать способы искусственного получения пищевых продуктов из "непитательных" материалов. Не менее важно широко заменять непитательными материалами пищевые продукты или изделия из них, употребляемые в технике для целей, питанию посторонних".

На этом, пожалуй, можно было б и завершить рассказ о достижениях отечественной координационной химии, если б не одна историческая справка. Дело в том, что в 1934 году Платиновый институт, основанный Л. А. Чугаевым, перестал существовать. Нет, он не был упразднен, на него не обрушились организационные кары в виде переориентации. Но слившись с Институтом физико-химического анализа, основанным одновременно с ним академиком Н. С. Курнаковым, и Лабораторией химии - детищем М. В. Ломоносова - о" стал частью вновь созданного Института общей и неорганической химии Академии наук СССР. Этот институт, сменив на посту директора академика И. И. Черняева, я и имею честь возглавлять вот уже четверть века. И, честно говоря, очень надеюсь, что за эти годы наш коллектив не посрамил тех славных традиций, что были свойственны двум первым Советским академическим научно-исследовательским институтам. А в качестве эталона научной деятельности, преданности делу и Родине каждый сотрудник давно избрал для себя труд и жизнь Л. А. Чугаева. Так что под словами А. М. Горького, адресованными когда-то корифеям советской научной школы - "примите мой почтительный восторг", не сомневаюсь, готов с радостью подписаться любой из нас. От академика до вчерашнего студента...

Что нам диктует НТР!

Каких только терминов не употребляют в наши дни пропагандисты и популяризаторы научно-технических знаний, дабы охарактеризовать ту невиданную прежде взаимозависимость фундаментальных исследований и достижений практики, взлетов теоретической мысли и прикладных наук, объединенных усилий в работе над какойто одной конкретной проблемой и бесконечного множества направлений, что свойственны современности!

Каких слов не напридумали газетчики, журналисты да и сами ученые, чтобы хоть как-то свести воедино процесс почти одновременно происходящих дифференциации и интеграции, стыкования и размежевания, объединения и разъединения знаний.

Причем, каждое из этих явлений - итог поисков, изучений, исследований, ведущихся сегодня в академических и отраслевых институтах, в вузовских и заводских лабораториях. Нынешнее поколение людей - свидетель того, как рождаются новые направления и разделы науки, а старые, испокон веков почитавшиеся за классические представления, вдруг обретают контуры вроде бы даже и незнакомые. Уж не очередной ли то "кризис"

классической науки?

Ни в коем случае. Здесь налицо явление прямо противоположное совершенствование знаний, происходящее по неумолимым законам научно-технической революции. Познать, творчески осмыслить - значит, внести свой вклад в проблему ускорения технического, экономического, а в конечном счете и социального прогресса страны. А вот как это сделать, советов и рекомендаций спросить негде и не у кого. Только интуиция ученого, его понимание внутренних механизмов развития науки способны предвосхитить судьбу, иногда едва лишь намечающегося направления поиска. Причем наличие "наработанного" самыми разными науками материала нередко определяет прогресс целой отрасли народного хозяйства, не связанной с ними прежде никакими творческими контактами.

Мне, например, посчастливилось стоять у истоков повой области научных исследований. Дело в том, что еще в 1979 году в одной из лабораторий нашего института, руководимой профессором В. Б. Лазаревым, впервые в стране были получены путем химического синтеза и исследованы сложные оксиды редкоземельных элементов. Тогда же ученые ИОНХа установили сенсационный факт: оксокупрат лантана и твердые растворы на его основе обладают металлическим характером электропроводимости. Пролежав в лаборатории 8 лет, ионховские образцы этих удивительных материалов прекрасно сохранили, как установлено исследованиями Института физических проблем АН СССР в 1987 году, способность к переходу в сверхпроводящее состояние. И в том, что сегодня на образцах оксидной керамики в системе иттрий - барий - медь - кислород, полученных независимо друг от друга исследователями сразу нескольких отечественных коллективов (в том числе и ИОНХа), температура перехода в такое состояние поднята до 95 К и более, есть безусловная заслуга и нашего института.

А что означает прорыв в сверхпроводимость, известно не только физику и химику. Это шаг к невиданным успехам научно-технического прогресса. История этого поиска началась давно. Еще в 1911 году голландский физик Камерлинг-Оннес, работая с ртутью, установил удивительный факт: при температуре, близкой к абсолютному нулю, этот металл терял электрическое сопротивление. С тех пор во имя заманчивой мечты о создании миниатюрных генераторов гигантской мощности и линий электропередачи без потерь на сопротивлении и работали физики и химики планеты. Вот как рассказала об этом в одной из своих публикаций "Правда".

"В 1964 году американский ученый В. Литтил и советский академик В. Гинзбург предложили новые подходы к повышению критической температуры сверхпроводпиков. Затем эта задача была проанализирована в коллективной монографии "Проблема высокотемпературной сверхпроводимости", изданной в 1977 году под редакцией В. Гинзбурга и Д. Киржница. И вот в конце 1986 года швейцарские ученые Дж. Беднорц и К. Мюллер сообщили об открытии сверхпроводимости керамики лантан - барин - медь - кислород при температуре, превышающей 30 градусов Кельвина. Вскоре пришли сообщения из Японии, США, Китая о сверхпроводимости керамики лантан - стронций - медь кислород при температурах 40-50 градусов Кельвина. Аналогичные результаты были получены в ряде институтов и вузов нашей страны.

А совсем недавно в США и у нас в лаборатории, руководимой А. Головашкиным в Физическом институте АН СССР, потолок рекордной сверхпроводимости был поднят до 90-100 градусов Кельвина".

Разумеется, говорить о незамедлительном внедрении в практику новых керамических материалов значило бы обгонять события. Они еще в стадии изучения и продолжают удивлять исследователей самыми неожиданными "сюрпризами".

Потребности промышленности и сельского хозяйства столь велики и разносторонни, что не предвосхити их наука на самых "горячих" направлениях, не задумайся заранее над тем, что, в каких количествах и когда им может понадобиться тот или иной ресурс, разрыв между запросами экономики и реальными возможностями ихудовлетворения давно бы заявил о себе со всей остротой и бескомпромиссностью. И если этого все же не случается, по крайней мере в катастрофической форме, то только благодаря неизменно опережающему развитию фундаментальных наук, их уникальному свойству видеть дальше, зорче, обобщенней наук прикладных.

Но не только предвидением отличаются они от отраслевых своих "коллег". У них качественно иной характер оценки, даже, казалось бы, давно знакомых, известных явлений и фактов. Общеизвестно, например, что девяносто девять процентов земной коры составляют кислород, кремний, алюминий, кальций, магний, натрий, калий, водород, титан. Как легко сосчитать, всего девять элементов. Все остальные можно назвать редкими. По крайней мере, так обстоит дело с позиции здравой практики.

Однако химики - представители академической науки - к группе редких относят лишь меньше половины из них (не считая искусственно полученных, практически в природе не встречающихся). Таких элементов тоже немного -= около сорока. Причем, и название "редкие" ученые употребляют весьма условно, обозначая им, что данный элемент или мало распространен в природе или плохо освоен народным хозяйством, то есть не нашел пока должного применения в практике и в науке. Можно ли считать, скажем, серебро, ртуть и кадмий, содержание которых в земной коре определяется миллионными долями процента, редкими элементами?

Ни в коем случае. Ибо их многие возможности и свойства уже познаны, разгаданы и с успехом используются в разных отраслях промышленности, в свою очередь, стимулируя развитие науки и техники.

А вот германий, цирконий, церий, в сотни раз чаще встречающиеся в земных недрах, мы и поныне относим ь редким элементам.

Правда, совершенствование наших знаний постоянно вносит изменения в эту условную классификацию. Так, совсем еще недавно сурьма, ванадий, молибден, вольфрам и титан считались редкими. Ныне они настолько изучены и освоены, что уже таковыми не числятся. А их многочисленные сплавы, обладающие широчайшей гаммой возможностей, исправно служат интересам научнотехнического прогресса.

И все же "семейство" редких все еще велико. К нему относятся: литий, рубидий, цезий, бериллий, галлий, индий, таллий, германий, цирконий, гафний, ниобий, тантал, селен, теллур, рений, радий, актиний, протактиний, а также благородные газы.

Вот какой солидный список. Его бы весь заставить потрудиться на нужды народного хозяйства!

Значительная часть группы редких элементов, так называемые редкоземельные элементы - лантан, лантаноиды и близкие к ним по положению в периодической системе элементов, по свойствам, характеру образуемых соединений и геохимическим признакам скандий и итрпй - все они относятся к переходным металлам с достраивающимися электронными оболочками. Это определяет не только их свойства в металлическом состоянии, но и свойства образуемых ими соединений, в частности, соединений с неметаллами: водородом, бором, углеродом, азотом, кислородом, кремнием и серой.

Именно возможности широкого варьирования состава соединений редкоземельных металлов с неметаллами обеспечивает разнообразие физических и химических свойств, полученных на их базе веществ и материалов с заранее заданными свойствами (электрическими, магнитными, оптическими, механическими и химическими) для самых различных областей новой техники. Так что стабильный повышенный интерес к редким элементам вполне объясним.

Может ли, скажем, ту же космонавтику, металлургию или физику твердого тела оставить "равнодушными?" такое свойство редких элементов, как высокая термическая устойчивость? А ведь она у них, ч го называется, суперсупер. Гафний, ниобий, тантал и рений, например, плавятся при температуре свыше 2 тысяч градусов Цельсия.

Высокой огнеупорностью характеризуются их окислы, а температура плавления карбидов этих же элементов превышает 4 тысячи градусов. Но наибольшая тугоплавкость все же у смешанного карбида титана и гафния. Он плавится при 4125 градусах Цельсия.

Или другое достоинство редких элементов - их химическая инертность. Такое качество просто неоценимо в экстремальных условиях. Это на их основе создают специальные огнеупорные керамические материалы, жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы. Они с успехом применяются и в качестве легирующих добавок при производстве специальных сталей, многократно повышая их механические и термические свойства.

Удивительно ли, что в последние три десятилетия исследования в этой области химии стали развиваться особенно интенсивно? То срабатывают мощнейшие стимулы развития науки - запросы и требования техники.

И отмахнуться, отгородиться от них невозможно. Иначе неумолимый научно-технический прогресс просто отбросит с пути замешкавшуюся область изысканий, найдя поддержку и опору в других близких областях. Именно поэтому создание новых материалов, обладающих такими свойствами и такими качествами, в которых отечественная промышленность может нуждаться, скажем, через два, а то и три десятилетия, дело уже сегодняшнего дня.

Не подумай, к примеру, отечественная химия и физика твердого тела о перспективных потребностях ультразвуковой, полупроводниковой техники, не создай заранее ее материальной, вещественной основы в виде ферритов, сегнетоэлектриков, диэлектриков, могла ли сегодня развиваться эта отрасль столь успешно?

Или взять хотя бы ту же микроэлектронику, удивительные возможности которой даже характеризуют с помощью химического термина - катализатор технического прогресса?

И это действительно так. Искусственный интеллект, например, без которого немыслима современная роботизация. - ее детище, многочисленные автоматические системы (управления, проектирования, вычисления, обучения) - ее епархия. А создание космических аппаратов, заводов-автоматов, гибких производств и т. д. и т. п.?

Все это - владения микроэлектроники. А вот ее собственные силы зависят всего от двух слагаемых - сверхчистых кристаллов и особочистых металлов. А они обязаны своим существованием химии. Чем совершеннее, миниатюрнее, точнее микроэлектронные приборы, тем строже, суровее требования к чистоте кристаллов и металлов, в них используемых. И хотя семейство полупроводниковых материалов год от года расширяется, основными среди них, по крайней мере, до конца столетия, останутся, вероятней всего, два германий и кремний.

К последнему у отечественной микроэлектроники особое пристрастие. А это значит, что химии надлежало в свое время не просто получить ультрачистый кремний, что само по себе дело не легкое, а поставить его производство на промышленный поток.

Сколь успешно мои коллеги, работающие в области полупроводниковых материалов, смогли это сделать, можно судить по всем нам известному факту: с конца 50-х годов громоздкие ламповые приемники из наших домов стали постепенно исчезать. Их заменили компактные, легкие, надежные полупроводниковые аппараты.

Но, как говорится, лиха беда - начало... И очень скоро рукотворная схема приемников и телевизоров достигла предела плотности, так что дальнейшая судьба оказалась предрешенной: на смену ей пришла так называемая интегральная схема. Но и здесь не обойтись без того же ультрачистого кристалла. Только теперь степень "ультра" надлежит еще больше увеличить, потому что все в том же неизменном кристалле кремния необходимо совместить множество элементов самого различного назначения. Как же это сделать?

Да очень просто: распределяя заданным образом примеси, соединяя тончайшими слоями проводника, нанесенными на поверхность кристалла, отдельные элементы.

Вот и выходит, что главные проблемы совершенствования микроэлектроники сводятся, если не на все сто, то уж на девяносто процентов, наверняка к проблемам химическим, к созданию фантастически чистых кристаллов.

И, разумеется, проблемам сохранения этой чистоты в процессе производства.

Мне не единожды доводилось держать в руках такую чудо-пластинку. И каждый раз, когда коллеги с химикометаллургических заводов предлагали ею полюбоваться, с удивлением думал: как же на такой тонкой, почти невесомой "плашечке" удается вместить информацию чуть ли не целой ЭВМ? И хотя прекрасно знаю, что приповерхностная часть этого супертвердого и суперчистого кристалла прекрасно выдержит все сложнейшие этапы многостадийного формирования лабиринтных схем микроэлектроники, поверить в это все же трудно.

Впрочем, химия давно и успешно работает над самыми разнообразными способами упрочнения поверхностного слоя. Особенно металлов. Сделать это можно, например, путем наклепа. Такой способ гарантирует увеличение рабочего срока конструкционного материала, в состав которого входит металл, в семь, а то и в десять раз!

Впрочем, химия, как никакая другая наука, способна предвосхищать грядущие потребности НТР. Так, например, случилось с созданием полимерных композиционных материалов.

Дело в том, что та же научно-техническая революция первоначально забраковала по многим параметрам "чистые" полимеры. Забраковала, хотя они, по сравнению с теми же металлами, обладали и целым рядом достоинств пластичностью, коррозионной стойкостью, легкостью.

А вот механические их свойства оставляли желать лучшего. Прочность, упругость, ползучесть, ударная вязкость полимеров не выдерживали конкуренции с металлами.

И тогда были созданы полимерные композиты.

Идея вводить в полимеры различные наполнители, чтобы придать им новые свойства, появилась еще в конце прошлого века. А первым наполненным полимером стала резина, вулканизованный каучук, наполненный сажей. В наши дни их целое семейство. Слоистые пластики, пресс-порошки, древесностружечные плиты, многослойная фанера, стеклопластики. Изжить основной недостаток полимеров - малую прочность удалось, например, благодаря их усилению коротенькими, не более 2 миллиметров длины, стекловолокнами. Сорок процентов такого наполнителя - ц прочность материала возрастала в 8 раз!

Но уже в самом начале работ по созданию композитов, ученым было очевидно - это не предел. Если, скажем, армировать пластики волокнами, полученными из монокристаллов бора, углерода и полимеров на основе ароматических смол, то можно добиться действительно уникальных композитов.

Так, собственно, и произошло в дальнейшем. Сегодня многие композиты на основе полимеров превосходят сталь по прочности и легче самых легких сплавов.

В качестве наполнителя полимерных композитов использовали и газ. Первый такой композит - всем известный пенопласт. Газонаполненные полимеры удивительно легки, обладают превосходными теплоизоляционным.!

свойствами, но, увы. к сожалению, весьма непрочны.

Правда, в дальнейшем исследователям удалось получить и пенопласты повышенной прочности, способные выдерживать значительные нагрузки. Они сейчас тоже нашли довольно широкое распространение.

Вообще нужно сказать, что комбинация неорганических и органических компонентов открывает в самых ра ь личных отраслях народного хозяйства невиданные перспективы. Они сделали реальностью легкие коррозионностойкие материалы, проводники нового типа (металлопласты), капсулированные удобрения, покрытые пленкой, способной растворяться с заданной скоростью.

Что ж, на этом я, пожалуй, и подведу черту под очень небольшим и очень фрагментарным рассказом о том, как наука реализует на практике заказы НТР. И как эти заказы стимулируют ее собственное развитие. Правда, в сложном, взаимопроникающем процессе обоюдного влияния не всегда возможно установить, идея ли, родившаяся в кабинете или лаборатории, привела к созданию нового материала или нужды практики привели к идее, революционизировавшей затем производство.

Да и не это, в конце концов, важно. Главное в другом, необходимо, чтобы фундаментальные исследования всегда развивались темпами, опережающими отраслевую пауку и практические нужды производства. Тогда любые самые сверхсрочные заказы НТР не окажутся для ученых и научно-исследовательских учреждений неожиданностью.

Эстафета

продолжается

Не в конфликте - в союзе?

Но не только нужды технической революции определяют сегодня развитие тех или иных научных направлений. Налицо, как я уже говорил, и обратный процесс, когда научные достижения диктуют особенности, своеобразие становления самых разных отраслей народного хозяйства. Взять, например, ту же малотоннажную химию, в продукции которой сегодня нуждаются практически все отрасли народного хозяйства. На июньском (1985 г.) совещании в ЦК КПСС по вопросам ускорения научно-технического прогресса Генеральный секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев так охарактеризовал острую необходимость ускоренного развития этого производства: "В мире нарастает настоящий бум малотоннажной химии, производства чистых и сверхчистых материалов, во многом определяющих уровень современной техники. Поэтому нужно удвоить, утроить усилия, чтобы не допустить отставание".

Чего же конкретно ждет экономика страны от индустрии, все чаще называемой катализатором катализаторов?

В первую очередь высокочистых веществ для микроэлектроники и волоконной оптики. О том, как конкретно сказываются достижения малотоннажной химии на успехах последней, можно судить хотя бы по сопоставлению таких фактов: световые потери в современных отечественных световодах не превышают одного децибела на километр. Одного! А еще в 70-х годах они были в десять раз больше.

Что же касается микроэлектроники, то только краткий экскурс в историю вопроса способен дать более или менее объективное представление о выдающейся роли новых материалов в ее становлении. Дело в том, что еще на заре развития электроники и радио ученые-экспериментаторы обнаружили интересный факт: некоторые материалы обладают особыми электрическими свойствами.

И кристаллические детекторы - "кошачьи усики" первых радиоприемников, а затем и селеновые выпрямители 1930-х годов (приборы, прославившиеся тем, что пропускали электрический ток только в одном направлении)

вскоре получили самое широкое распространение.

Позже, по мере возникновения и развития квантовой теории кристаллических материалов, физики пришли к пониманию того, что полупроводящие химические элементы, подобные селену и германию, образуют многообещающую пограничную структуру между проводящими материалами (такими, как алюминий и медь), которые свободно пропускают электроны, и изоляторами, которые их не пропускают. Дальнейшие исследования выявили возможность построения электрических усилительных схем путем образования соединений между полупроводящими зонами, обладающими разными свойствами. Именно в этом направлении и сосредоточили все свои системно-теоретические и экспериментальные усилия У. Шокли, У. Браттейн, Дж. Бардин из научно-исследовательского центра "Белл лаборатэриз". В 1948 году труды ученых увенчались созданием первого в мире транзистора.

Этот научный подвиг, удостоенный в 1956 году Нобелевской премии, был сразу расценен как революция в электронике. Транзисторы оказались не только меньше и гораздо надежнее ламп, на смену которым пришли, но еще и (что очень важно) не нуждались в горячем катоде как источнике электронов, следовательно, потребляли чрезвычайно мало электроэнергии.

Целое десятилетие доминирующим полупроводниковым материалом в транзисторах был германий. Затем роль лидера занял кремний, обладающий рядом преимуществ перед предшественником: при нагревании в присутствии кислорода он образует на своей поверхности слой диоксида кремния. Он является одним из наиболее известных изолирующих материалов и, кроме того, относительно непроницаем для большинства примесей окружающей среды, которые могут вывести из строя транзистор или значительно ухудшить его качество. Возможность вкрапливания кремния в сверхтонкие пленки диоксида кремния путем нагревания и последующего травления контролируемого рисунка схемы через диоксид кремния привела в 1960 году к созданию новой технологии, ставшей затем основой всей современной микроэлектроыпой промышленности.

При изготовлении полупроводниковых устройств большие единичные кристаллы кремния разрезаются на тонкие пластины, на поверхности которых проявляются элементы схемы. После обработки эти пластины, в свою очередь, разрезаются на чипы - маленькие квадратики миллиметровых размеров.

Современные чипы с большими интегральными схемами, например, в состоянии хранить в своей памяти 64 тысячи двоичных бит (единица измерения информации)

информации и выдать их в ЭВМ в течение какой-то доли микросекунды. И даже целый микрокомпьютер с процессором, памятью, вводно-выводной схемой можно построить на одном-единственном чипе. Более того, чипы с большими интегральными схемами теперь изготавливаются способом, чем-то похожим на фотолитографию, себестоимость которого относительно независима от сложности схемного рисунка, проявляемого на подложке. Этим и объясняется тот факт, что хотя в последнее время емкость чипа невероятно возросла, его себестоимость практически мало изменилась. Конечно, точность изготовления элементов и точность, с которой последующие слои микроэлементного рисунка накладываются один на другой, необходимо постоянно поддерживать на очень высоком уровне.

В конечном счете все упирается в качество кристалла, используемого в интегральной схеме. Бездефектные кристаллы бесценны при создании запоминающих устройств ЭВМ, элементы памяти которых основываются на использовании так называемых цилиндрических магнитных домен. Кристаллы, определяющие "интеллектуальные" способности электронного мозга, применяются здесь в виде пленок, и чем они совершеннее, тем шире возможности запоминающего устройства. Именно от качества кристалла зависит одна из его главных характеристик - емкость (количество хранимой информации). А к ней все жестче требования. Достаточно сказать, что библиотека конгресса США, например, содержит информацию в 10 в 15-ой степени бит, потенциальная емкость памяти нашего мозга составляет, по-видимому, 10 в 1012 степени - бит, а словарный запас человека (он определяется его культурным уровнем) - 10 в 5-105 бит.

А чтобы в наши дни достоверно предсказывать погоду, запоминающее устройство должно обладать объемом памяти порядка 1013 бит. Согласно прогнозам американских ученых микросхемы толщиной в один микрометр (0,001 миллиметра или один микрон) будут запущены в массовое производство уже приблизительно к 1990 году.

Оснований для таких предположений более чем достаточно. Неоптическая технология (запись изображения электронным лучом или рентгенолитография) может обеспечить и еще меньшие размеры, уже субмикронного порядка. Был бы только материал необходимой чистоты.

Их и дает нам отечественная малотоннажная химия.

Особо чистые вещества, например, производят сегодня на тридцати заводах различных министерств и ведомств. И если двадцать пять лет назад мы выпускали ограниченную номенклатуру высокочпстых веществ, то современный их ассортимент составляет более 1000 наименований, а объемы производства увеличились в сотни раз.

Разнообразные ферритные порошки, монокристаллы, люминофоры, комплексные соединения самого разного состава, необходимые для производства биологически активных препаратов, биохимических реактивов, и многоемногое другое даст народному хозяйству в ближайшие годы малотоннажная химия. Применение высокочистых веществ и препаратов может дать народному хозяйству страны многомиллионные прибыли. Чтобы не быть голословным, приведу несколько примеров.

Все знают, что люминофоры находят в наши дни самое широкое распространение в электронной промышленности и светотехнике, и с совершенствованием их качества связано значительное улучшение работы разнообразных приборов и аппаратов, в частности, цветные телевизоров, очень экономичных люминесцентных ламп и др.

Получение люминофоров всегда было серьезной и трудной задачей. Но ее решение - важнейшая задача экономики, так как применение только люминесцентных ламп вместо традиционных осветительных приборов гарантировало бы колоссальное сокращение энергозатрат. Совсем недавно советскими химиками эта задача была успешно решена: люминесцентные лампы, созданные на основе нового метода, теперь экономят стране огромное количество электроэнергии.

Тому, кто хоть немного знаком с особенностями телевизионного производства, известно, что регенерация (восстановление) синего и зеленого люминофоров для цветного телевидения в процессе их нанесения на экран могла бы гарантировать покупателю отличное качество приобретенного приемника. Но не только это. Решение проблемы регенерации означало бы и возврат в производство почти трети дорогостоящих веществ особой чистоты. Сегодня технология регенерации синего и зеленого люминофоров - реальность.

Перечень достижений малотоннажной химии можно было бы продолжать и продолжать. Скажу только, что программа развития производства химических реактивов, рассчитанная на два этапа, включает в себя производство веществ и соединений, позволит уже на первом этапе реализации (до 1990 года) добиться приоритетного развития отечественного машиностроения, радиопромышленности, приборостроения, электроники и электротехники. Завершение второго этапа (до 2000 года) программы предусматривает обеспечение всех отраслей народного хозяйства необходимыми материалами и продуктами с заранее заданными свойствами.

Это большая и трудная задача, но вполне разрешимая, если, конечно, в работу будут включены все научные силы, представляющие эту область химии страны.

Для реализации намеченных планов необходимы и новые мощности по выпуску высокочистого технологического сырья. Нужны сотни тысяч тонн серной, азотной, соляной, фосфорной кислот реактивной чистоты, многие тысячи тонн солей, редких и цветных металлов, например, меди, никеля, свинца и др. В общем нужна мощная современная база для производства разнообразной продукции малотоннажной химии.

Конечно, ассортимент реактивов и особо чистых веществ не представляет собой нечто постоянное, раз и навсегда застывшее. Он зависит в первую очередь от нужд научно-технического прогресса, а поскольку требования последнего из года в год возрастают, изменяется и спрос и на продукцию малотоннажной химии. То, что вчера устраивало заказчиков, сегодня уже не может их удовлетворить. Например, обновление ассортимента катализаторов, различного рода добавок, промышленное производство макрогетероциклов соединений нового класса, применяемых для разделения редкоземельных и радиоактивных элементов, остается одной из основных задач.

Впрочем, химия всегда принимала от развивающейся экономики самые трудные заказы - от той же строительной индустрии, материальной основой которой, как известно, является промышленность строительных материалов. А она - родное детище химии. Не зря же цемент называют хлебом строительства.

Примеров того, что именно химия находила выходы из затруднительных положений, в которых время от времени оказывались строители, более чем достаточно. Появилась, например, у зодчих необходимость "накрыть"

большое здание куполом - и химия тотчас предложила в качестве наиболее подходящего материала... железобетон. А приоритет использования полых кирпичей - экономичного, дешевого материала?

Он тоже принадлежит русским: наши отечественные зодчие еще в начале прошлого века возводили из них всем на удивление красивые и легкие здания.

И таких кровных, неразделимых связей химии со строительной индустрией великое множество. Их при всем желании не перечислишь. Но главное все же в ином.

В том, что именно химия дала строительной площадке материалы, которые не могла бы ей предложить и сама природа, поскольку их просто-напросто не существовало.

Так, именно строительные нужды заставили в свое время поработать ученых-химиков над созданием силикатобетона - нового материала, нисколько не уступающего железобетону в прочности, жесткости, тепло- и звукоизоляции, но почти на треть дешевле его. Прошло совсем немного времени, и та же химия приняла заказ на превращение бетона в полупроводниковый материал. Зачем? Чтобы совместить в новом материале сразу несколько качеств.

Стоит таким бетоном покрыть стенную панель (вместо традиционной штукатурки) - и устанавливать отопительные батареи не понадобится. "Печью" станет сама панель.

Есть в строительном арсенале сегодня и стекло, обладающее теми же полупроводниковыми достоинствами, и битум, который не требуется обезвоживать (а как знакомы всем нам огромные котлы, в которых прежде прямо на улице его "варили"). Это опять же по-хозяйски распорядилась химия. Несколько капель добавки - и три тонны вспененного битума готовы к употреблению.

Да мало ли у этой науки и других заслуг перед строителями!

Главная заслуга химии перед бурно развивающейся строительной индустрией не только в создании новых, обладающих многочисленными достоинствами и качествами материалов, но и в том, что с помощью этих материалов она совершила еще одно из своих чудесных превращений, трансформировав строительную площадку в площадку монтажную, на которой здания собирают, "складывают" из готовых, сделанных на домостроительном комбинате конструкций. Это уже качественно новая ступень в строительной индустрии, не только соответствующая ее современным темпам развития, но и определяющая их. Как раньше росли на Руси города и села? Их рубили. Именно рубили - не строили. Ибо до XVИI века наша Родина пилы не знала, а главным инструментом плотника, строителя и зодчего Руси деревянной был топор.

Да, мы и сегодня гордимся домами, церквами, теремами, дошедшими до нас из седой старины. Каждое из них - произведение искусства. Но потребность в жилье, в новых промышленных мощностях, школах, детских садах, кинотеатрах, наконец, решение невиданной по своим масштабам социальной задачи обеспечение каждой советской семьи в ближайшей перспективе отдельной квартирой или индивидуальным домом, заставляет wac отдавать предпочтение все той же монтажной площадке. И собирать на ней типовые, блочные сооружения.

Потому что только таким образом можно обеспечить нужды массовой застройки, при этом сохранив высокое качество работ и все возрастающую производительность труда. К тому же и жилье, и сами строительные работы должны из года в год не дорожать, а дешеветь, становиться доступнее.

Разумеется, при решении этой важной народнохозяйственной проблемы приводится в действие множество рычагов. В том числе и экономических. Так, недавними решениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР о совершенствовании хозяйственного механизма в строительстве опыт внедрения коллективных подрядов в строительном тресте Мособлсельстрой No 18, которым руководит Николай Травкин, узаконен в масштабах страны.

В становлении нового метода, основывающегося на трех принципах (свободе маневра людскими ресурсами, зависимости личного заработка от итогов работы всей организации и коллективном управлении), большая роль принадлежит опять же химии. Поскольку только она способна предложить стройке дешевые, прочные и высококачественные материалы, которые совершенно изменят свойства готовых конструкций.

В Харьковском инженерно-строительном институте, например, созданы стеклопластиковые трубы для несущих элементов конструкций. Трубы украинских ученых сделаны по новому методу и на специально созданном оборудовании, разработанном в том же вузе. Они могут использоваться и для нужд горячего и холодного водоснабжения, в отопительных системах.

Специалисты предложили оригинальную двухслойную конструкцию трубопроводов. Их внутренний слой изготовляют из материала, пригодного для длительного протекания жидкости, такого, как стекло, фторопласт, а сверху наматываются нити из стекловолокна. Их переплетение придает изделию прочность и гибкость. Труба держит напор воды и одновременно хорошо работает на изгиб.

Новые двухслойные трубы практически не изнашиваются, не подвержены коррозии. Первые километры коммуникаций из них будут проложены в жилых районах Харькова, а широкое внедрение новшества гарантирует многие миллионы рублей экономии.

Конструкции со стеклопластиковым армированием отличаются повышенной надежностью и стойкостью к агрессивным средам, а значит, могут использоваться не только при строительстве жилых зданий, но и химических производств.

Пройдет какое-то время, и стеклопластиковые трубы найдут применение и в других отраслях народного хозяйства, во многом определив их экономичность и рентабельность. Вообще у полимерных материалов перед строительной индустрией поистине выдающиеся заслуги.

Использование, например, фурановых, эпоксидных, фенолформальдегидных смол привело к созданию принципиально нового строительного материала полимербетона.

Полимербетон - затвердевшая смесь высокомолекулярного вещества с минеральными наполнителями. Чаще всего в качестве наполнителей используют кварцевый песок, гранитную и другую щебенку. Основные преимущества полимербетонов перед обычными бетонами в первую очередь связаны именно с наличием полимера в их составе. Полимербетоны, как правило, имеют более высокую прочность на растяжение, низкую хрупкость, повышенную водонепроницаемость, стойкость к действию агрессивных жидкостей, газов и низких температур.

Применяются они для изготовления полов, дорожных и аэродромных покрытий, заделки швов, трещин, выбоин (тут особенно ценна их способность затвердевать при низких температурах), для гидроизоляции, отделочных работах. Одним словом везде, где особенно ценятся все перечисленные свойства.

Здесь нужно сказать, что понятие "новый" применительно к материалам, используемым сегодня на строительной площадке, довольно относительно. Тот же полимербетон недолго пребывал в этом привилегированном разряде, довольно быстро превратившись в материал привычный, традиционный. Сегодня на звание "нового"

несколько претендентов. Среди них шлакощелочные бетоны. Производство их гораздо дешевле традиционных портландцементов (применяющихся в строительстве в качестве вяжущих материалов вот уже более столетия), а сырьевая база практически неограничена. Ведь это шлаки доменных, мартеновских, электроплавильных печей и, конечно, шлаки цветной металлургии.

Нет трудностей и со щелочными компонентами. Их у нас предостаточно: многие крупнотоннажные отходы производства сульфида натрия, глинозема, капролактама могут пойти в дело, да и щелочные растворы, идущие на очистку металлических отливок от пригара, окалины, шлака и до сих пор сливающиеся в накопители или вывозящиеся на свалки. Шлакощелочные цементы в три раза дешевле традиционных и, как сообщают их создатели, многократно превосходят последние по качеству.

Изделия из шлакощелочных цементов и бетонов успешно используются в различных конструкциях и сооружениях промышленного, сельскохозяйственного и других видов строительства. Обследование этих конструкций и испытания после длительной (до 20 лет) эксплуатации показали: прочность их не только не уменьшилась, а выросла в полтора раза.

Впрочем, и это всего лишь один пример колоссальных возможностей химии. Ее задачи в ускорении социально-экономического прогресса нашей страны и братских социалистических стран определены Комплексной программой научно-технического прогресса стран - членов СЭВ. А создание и освоение в широких масштабах прежде всего новых прогрессивных конструкционных материалов, в том числе композиционных, керамических, полимерных, с применением новейших способов их обработки, названы 41-м (внеочередным) заседанием сессии Совета Экономической Взаимопомощи в качестве конечной цели. Потому что только эти перспективнейшие материалы способны обеспечивать опережающее развитие новых областей техники и самой современной строительной индустрии.

Так какими же они должны быть - материалы будущего? Чем отличаются они от тех, что уже сегодня успешно трудятся на нас, удовлетворяя самые широкие вкусы и потребности?

Думаю, что свойства таких материалов зависят от требований, которые предъявят к ним бурно развивающиеся техника, наука, промышленность. Но совершенно очевидно, что все эти материалы непременно будут синтетическими. И здесь, вероятно, самое время возразить тому несправедливо сложившемуся мнению, будто синтетические материалы - всего лишь заменители натуральных. Почему же заменители? Они давным-давно утвердили свое право на жизнь и независимое развитие.

Их деловые качества нисколько не хуже натуральных аналогов, если, конечно, таковые вообще существуют. Ведь большинство синтетических материалов как раз и возникло потому, что известные природные вещества и материалы не отвечали тем требованиям, которые оказывались нужными технике, промышленности, народному хозяйству.

Синтетические волокна, например, появились на свет не столько потому, что лен и хлопок исчерпали свои возможности как перспективные материалы в производстве технических изделий (шины, ремни и т. д.), а потому что той же химической индустрии (и другим отраслям промышленности) понадобились для технических нужд нити и ткани, способные не менять своих свойств в агрессивных средах и успешно трудиться в экстремальных условиях. Но дальше - больше. И на синтетические волокна заявили свои права текстильщики, работающие в соответствии с потребностями моды. Но значит ли это, что сегодня они уже утратили свое прямое значение новых материалов?

Конечно, нет. Они все шире внедряются в производство, решая при этом еще одну важную задачу - экономию натуральных материалов. Разумеется, пока синтетиескпс волокна были лишь "стажерами" на промышленном поприще, пока к ним присматривались отдельные производства, прикидывая, включать их или нет в отлаженный, устоявшийся технологический цикл, - они были достаточно дороги. Объясняется это очень просто - накладные расходы по сравнению с объемами производства оказывались чрезмерно большими.

Положение резко изменилось, как только возрос вал.

И на дешевое, экономичное волокно кто только не стал претендовать, например, машиностроители. Им очень пршодились волокна, способные более чем на десять процентов увеличивать пробег автопокрышек. Волокна оказались способными придавать прочностные свойства пластмассам. Да такие, что они составили конкуренцию самой стали! Синтетические волокна готовы принять на себя еще и большую нагрузку, ведь работы для них на заводах и фабриках хватит на долгие годы.

Так с помощью каких же инструментов химия совершает свои превращения, синтезируя все новые вещества и соединения? Один из главных инструментов химии, ее волшебная палочка, преобразованная в наши дня в полном соответствии с уровнем науки, - химический реактор. Но было бы глубоко ошибочным считать, будто он - рукотворное детище человека. Отнюдь...

Природа испокон веков с успехом пользовалась этим уникальным инструментом. Собственно, вся эволюция химических превращений, происходящих в природе, зависела от условий, создаваемых в тех или иных реакторах. Звезды и планеты, например, реакторы, в которых неорганизованное вещество космического пространства трансформируется в тяжелые атомы и простейшие вещества. Правда, каждый такой реактор неуправляем.

И если в звездах осуществлялось производство тяжелых атомов, то их превращения в химические соединения - сильфиды, карбиды, фосфаты, фториды, окислы - шло в недрах и на поверхностях планет.

Многообразие условий протекания химических и физико-химических процессов, используемых на практике, обусловливает и широчайшее разнообразие конструкций аппаратов, в которых они осуществляются. Мы многое подсмотрели у природы, многое из происходящего в ней удалось смоделировать. И если современная наука создаст подходящий реактор, то наконец-то осуществится заветная мечта человечества - термоядерный синтез.

Важнейшей задачей отечественного химического машиностроения на данном этапе остается создание высокоэффективных установок с оптимальным ресурсопотреблением. Насколько она трудна, можно судить хотя бы потому, что их конструкции аппаратов должны обеспечивать, с одной стороны, возможность поддержания оптимальных, и зачастую очень жестких с позиций химической технологии, режимов работы, а с другой - соответствовать всем требованиям НТР.

Решение проблемы усложняется еще и тем, что для оптимального проведения большого числа химических процессов требуется исключительно широкое разнообразие вариантов оборудования. Но ускорение проектирования и изготовления последнего возможно лишь при наличии набора типовых решений. Как же поступить в подобной ситуации? Устранимо ли данное противоречие?

Вполне. Путь к решению - в разработке химической аппаратуры как гибкой совокупности унифицированных узлов или модулей. Причем в первую очередь унифицировать надо машиностроительные узлы, изготовляемые по единой технологии, обеспечивая максимально возможное число их сочетаний - такое многообразие выбора и определит оптимальный вариант аппарата или машины. К оборудованию для крупнотоннажных процессов у НТР требования особые. И, прежде всего, повышенная надежность в сочетании с максимальной производительностью. При создании оборудования для производства малотоннажных химических продуктов главным остается легкость переналаживания и резервирования мощностей для обеспечения широкого диапазона областей применения.

Но в том и в другом случае именно химический реактор является тем элементом технологической схемы, от совершенства которого зависит возможность осуществления в промышленных условиях производства нужных соединений. Оно и попятно, ведь современные хпмико-технологические процессы осуществляются с большими скоростями, с применением средств самонастройки на оптимальный режим и должны отвечать, кроме всего прочего, условиям комплексного использования сырья и энергии и исключить возможность загрязнения воздушного и водного бассейнов вредными выбросами.

В наши дни химизация является одним из важнейших факторов, способствующих интенсификации развития всей экономики в целом. Поэтому химические отрасли промышленности в широком смысле слова развиваются и будут развиваться в двенадцатой пятилетке опережающими -темпами. А поскольку уже сейчас очевидно, что экстенсивные методы роста промышленности себя исчерпали, то требуются такие серьезные шаги, направленные на такие радикально качественные изменения технологических процессов, которые позволили бы самым оптимальным способом использовать сырье, топливо, энергию. Это разработка катализаторов нового поколения, внедрение в промышленную практику таких перспективных процессов, как мембранные, экстракция сжатыми газами при сверхкритических давлениях и, конечно же, новейшего оборудования.

Другими словами, перспективы развития химической технологии определяются необходимостью создания экономичных, интенсивных технологических процессов, высокопроизводительной аппаратуры, систем автоматического контроля, управления и оптимизации не только отдельных процессов, но и целых производств с широким использованием электронно-вычислительной техники.

Для решения этого сложнейшего комплекса проблем требуются и соответствующие кадры, так что перестройка высшей школы, которая сейчас осуществляется в нашем государстве, не что иное как приведение в должное соответствие уровней развития науки, производства и образования. Причем последнему в этой триаде, которая определяет успех научно-технического прогресса, безусловно, принадлежит ведущая роль. Более того, высшее образование, осуществляющее подготовку столь необходимых для развивающихся отраслей промышленности специалистов, само стало производительной отраслью народного хозяйства, той животворной силой, что способна постоянно и планомерно пополнять самое главное богатство страны высококвалифицированных создателей материальных ценностей. Время подтвердило верность мнения академика Владимира Ивановича Вернадского, считавшего "высшую школу в борьбе за существование более мощным орудием, чем дредноуты".

Применительно к инженерно-химическому образованию такая характеристика удивительно справедлива.

И это не только мое мнение. Подобную точку ярения разделяет, например, Дэвид Росс, книга которого "Энергия волн" издана у нас в стране несколько лет назад.

В ней английский ученый, рассказывая о научном руководителе министерства энергетики Великобритании Гордоне Гудвине, обосновывает предпочтительное отношение к образованию инженера-химика, которое "исповедует" сам и которое вместе с ним разделяет и Гудвин.

Вот, что пишет дословно Дэвид Росс на страницах своей книги: "Он (Гордон Гудвин) - инженер-химик и утверждает, что такое образование является идеальной основой, ибо охватывает любую инженерную область и позволяет разговаривать с .механиками, конструкторами и электриками на их языке".

И это действительно так, потому что химия - та единственная фундаментальная наука, которая, обеспечивая глубокое понимание процессов и явлений, происходящих в природе, сближает, а не разделяет специалистов других областей знаний. Именно поэтому "язык химии" - это язык всех естественных областей знаний.

То самое "эсперанто", на котором изъясняются квалифицированные инженерные кадры нашего времени.

Нисколько не сомневаюсь, что он же сохранит свою значимость и в веке грядущем. Удивительно ли, что еще в 1985 году наше отделение физикохимни и технологии неорганических материалов активно участвовало в обсу.клешш проблем совершенствования подготовки инженеров-химиков на Международном симпозиуме по высшему инженерному образованию социалистических стран в Ленинграде.

В том же году эти проблемы стали предметом горячих споров на межвузовской конференции по химической технологии в Куйбышеве, а в мае 1986 года на Международном симпозиуме по тепломассообмену в Минске ученые вновь вернулись к той же проблеме.

Так каким же он должен быть, современный инженер-химик? Прежде всего, человеком творческим. Умеющим разглядеть задачу и решить ее. И здесь, к сожалению, мне видится сразу несколько тревожных тенденций в подготовке наших кадров. В первую очередь беспокоит тот факт, что число специальностей, по которым осуществляется в стране подготовка инженеров, на порядок больше, чем, например, в США.

Разумеется, специализация - вещь хорошая. И реформа высшей школы предполагает подготовку специалистов для некоторых перспективных, но узко профильных направлений науки и техники. Однако общее количество специальностей должно быть ограниченно, да и готовиться специалисты должны вузами страны в строгом соответствии с заявками, получаемыми от предприятий. Когда же абсолютное большинство выпускников наших вузов (речь идет в данном случае о специалистаххимиках) получает только узкую специализацию, не тревожный ли то "факт? И не уместно ли по данному поводу вспомнить афоризм древних греков, перефразированный в свое время мудрым насмешником Бернардом Шоу:

"Узкий специалист узнает все больше о все меньшем и так до тех пор, пока не будет знать все ни о чем и ничего обо всем".

Для того чтобы такой весьма тревожный парадокс не реализовался в практике нашего образования, необходимо, чтобы высшая и в первую очередь техническая школа страны проводила широкую общенаучную, специальную и экономическую подготовку кадров по основным специальностям, строго отбирая еще в процессе обучения в институтах и университетах людей, проявляющих явную склонность к научной и инженерно-конструкторской деятельности.

Тех, кто следит за развитием отечественной науки и сам принимает в ее становлении деятельное участие, беспокоит наметившееся в последнее время некоторое снижение способности отечественных научных коллективов к генерации и реализации новых идей, концепций, открытий. Это тревожное явление, зарождаясь еще в вузовских коллективах, наиболее активно может проявиться затем и в отраслевой и даже (что особенно опасно!)

в фундаментальной науке.

Объяснить наметившийся спад творческой активности отечественных специалистов и ученых на наш взгляд совсем несложно - отсутствие и в высшей школе, и в исследовательских институтах необходимой аппаратуры, новейшего оборудования. В Англии и США, например, революция в инструментальных методах химии, в том числе и инженерной, закончилась еще к началу 1984 года. Экспериментальные установки университетов и колледжей как правило автоматизированы. В основе такого резкого "отрыва" лежит разработка и промышленное освоение многочисленных и разнообразных микродатчиков (сенсоров) и, конечно, доступность индивидуальных средств вычислительной техники.

Конечно, роль человеческого фактора и на производстве, и в науке сейчас чрезвычайно высока. Но чтобы его возможности полностью раскрылись, необходима техническая реализация идей, открытий, изобретений.

С этим иногда дело обстоит неважно... Чтобы не быть голословным, приведу пример, подтверждающий этот вывод.

Как известно, создание сверхбольших и сверхскоростных интегральных схем предъявило отечественной химической науке свой конкретный заказ. Одно из главных его требований - разработка структурно совершенных монокристаллов и эпитаксиальных (эпитаксия - ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого) структур арсенида (арсениды - химические соединения мышьяка с металлами) галлия и твердых растворов на его основе. Задача эта, прямо скажем, не из легких. И чтобы быстрее и успешнее ее решить, при Институте общей и неорганической химии АН СССР разработаны предложения по созданию Межведомственного научно-технического комплекса "Технология новых материалов для микро- и функциональной электроники)).

И хотя идей, методов, подходов к решению поставленных жизнью проблем нам занимать не приходится, практическое решение тормозится главным образом отсутствием необходимого оборудования. Разумеется, ученые прекрасно знают, что именно им нужно для решения проблемы, но знать и иметь, как известно, совсем не одно и то же.

И такое положение, к сожалению, складывается при рассмотрении многих других проблем, научных и практических.

Как известно, в современном промышленном оборудовании (теплообменники, абсорберы для защиты окружающей среды от вредных газовых выбросов, газо-жидкостные реакторы) жидкость движется в виде тонких пленок толщиной от нескольких десятых миллиметра до 2-3 миллиметров. Чтобы создать методы расчета кинетики массообмена в таком оборудовании, необходимо провести тончайшие измерения: определить профили скорости по сечению пленки, профили интенсивности турбулентности, стохастические (случайные) процессы волнообразования на поверхности.

Только одними теоретическими методами данную задачу не решить. По крайней мере так обстоит дело сегодня. Да и в ближайшие годы дело едва ли изменится, потому что построение теоретических моделей требует проведения тонкого эксперимента. И никуда здесь не денешься. А поскольку отечественной аппаратуры такого назначения пока что не существует, наш институт приобрел лазерный доплеровский анемометр фирмы ДIСА. Вся вычислительная техника в нем основана на базе мощного ВЦ. Случилось это ровно десять лет назад и позволило нам провести все необходимые измерения, и создать на их основе новую трактовку изучаемых явлений. А как следствие были созданы новые научно обоснованные методы расчета высокоэффективного оборудования.

Но десять лет - это десять лет... И лазерный анемометр, сослуживший нам столь добрую службу, за это время, естественно, успел "состариться". Новую жизнь в него могла бы вдохнуть небольшая (теперь уже стандартная) приставка - модулятор. Однако ни модуляторы, ни приставки у нас пока не выпускают.

Конечно, сдерживание из-за отсутствия необходимого оборудования наращивания научного потенциала страны и само по себе явление весьма тревожное. Но оно усугубляется еще и столь ярко проявившимся в наши дни несоответствием между теоретически безграничными возможностями человеческого познания и ограниченными возможностями одного человека. Сейчас науку создает коллективный человеческий разум. А ему в еще большей степени необходима и лазерная, и вычислительная техника.

Так что и эту проблему решать придется. Иначе задач, поставленных перед наукой и промышленностью страны XXVИ съездом партии, не выполнить. К лицу ли нам подобное расхождение между словом и делом?

И уж коли в этой главе речь зашла о болевых точках отечественной высшей школы и вытекающих вследствие ее недоработок, недочетов в подготовке специалистов, то хотелось бы отметить еще один довольно печальный "симптом". За последние годы значительно снизился уровень химической подготовки инженерных кадров в вузах нсхимического профиля. Такой серьезный просчет высшего образования обернулся и снижением общей химической культуры. И это на фоне возрастания химизации всех отраслей народного хозяйства.

Правда, такая же печальная тенденция характерна не только для нашей страны. В США, например, в 1985 году был опубликован доклад на тему: "Анализ возможности химической науки", составленный комиссией Национальной академии наук, Национальной инженерной академии и Института медицины, совместно с научно-техническими обществами под председательством профессора Джоржа Пиментела. В нем обращается серьезное внимание американской общественности на недооценку роли химической науки в научно-техническом прогрессе и подчеркивается ее выдающаяся роль в развитии промышленности, сельского хозяйства, здравоохранения и других областей человеческой деятельности.

Мы, к сожалению, страдаем той же болезнью. Чтобы исправить сложившееся положение, Минвузу, АН СССР и отраслевой науке необходимо объединить усилия.

Не в конфликте, оспаривая собственную значимость, а в добром союзе нужно решать важнейшую для экономики страны задачу, без которой не реализовать грандиозных планов экономического и социального развития страны.

Что же касается Академии наук, главного центра фундаментальной науки, то ее участие в разработке и решении прикладных проблем должно, бесспорно, возрасти, но не за счет перекладывания на плечи академических институтов отраслевых задач, как это нередко делается сейчас, а путем создания такого организационного механизма, который позволит АН СССР более эффективно и решительно влиять на повышение уровня и практической отдачи отраслевой науки. Форм работы здесь может быть найдено великое множество. Это и экспертиза программ и проектов, и участие в формировании временных научных коллективов, и подготовка и переподготовка кадров высшей квалификации, и информационное обеспечение исследований, и еше много других не стандартных, но крайне необходимых видов действенной научной помощи.

В общем, главное - работать. И помнить, что никто за нас наше дело не сделает.

"Посев научный - для жатвы народной"

Эти замечательные слова, выражающие смысл и цель гигантского научного наследия Дмитрия Ивановича Менделеева, не случайно вынесены мной в название параграфа. Хочу, однако, обратить внимание читателей на тот факт, что, несмотря на неоспоримость и даже афористичность данного утверждения, содержание крылатой фразы легко поддается искажению. Ибо сеятеля от народа, соберущего рано или поздно урожай с заботливо ухоженного учеными поля, разделяют время, расстояние и те люди, которым предстоит еще эти посевы растить.

От последних, как очевидно всем, зависит особенно много. Потому что и плодородная земля, и отборное зерно, спящее в ней до поры, до срока могут дать худосочные всходы, если не вовремя получат подкормку, с опозданием будут напоены, окажутся незащищенными от сорняков и вредителей. Одним словом, посев, произведенный даже очень талантливым сеятелем, должен попасть под опеку добросовестного и одаренного последователя, дабы жатва оказалась действительно обильной.