Техника - молодёжи 1945-03, страница 6

Молекулы целлюлозы напоминают по форме длинную узловатую нить или цепочку почти из 2 ООО одинаковых звеньев.

О атом углерода О атом водорода О атом кислорода

Она напоминает по форме длинную» узловатую нить или цепочку из многих совершенно одинаковых звеньев. Эта молекула так длинна, что вдоль нее могут расположиться 3 800 молекул воды. Но в то же время она невероятно тонка. Если бы молекула целлюлозы увеличилась в миллион раз, мы увидели бы нитку длиною 103 сантиметра, а толщиной всего 0,7 миллиметра! Среднего роста человек при подобном увеличении достиг бы высоты 1700 километров!

Молекула же воды и в этом случае оказалась бы еле заметным шариком, диаметром 0,27 миллиметра. Так велика разница в размерах мельчайших частиц целлюлоз ы и большинства других веществ. Молекула — нить! Миллионы таких длинных нитевидных молекул, притягиваясь друг к другу, объединяются в группы, в параллельные пучк». Так образуется то, что мы называем волокнами.

И когда узнали это, все сразу стало понятно. Волокна могут образоваться только из таких веществ, которые составлены из нитевидных молекул. Именно поэтому волокна получаются из целлюлозы и не получаются из многих тысяч других продуктов.

Но ведь тогда искусственные целлюлозные волокна по сути дела совсем не искусственные, потому что действительно искусственным можно назвать только то волокно, длинные нитевидные молекулы которого приготовлены нами искусственно. Целлюлоза же образовалась в организме растений без нашего участия.

ШЕРСТЬ ИЗ ПРОСТОКВАШИ,

» Другие химики пошли иным путем. Они рассуждали так: природный шелк — белковое вещество. Значит, нужно попытаться получить искусственный шелк из белковых веществ.

Подходящим белковым сырьем оказалась простокваша из снятого молока.

Если простокваша постоит, от сыворотки отделится густая масса — белковое вещество — казеин.

вот из этого-то белка, содержащегося в молоке, химики и хотели получить искусственный шелк. Они поступили с казеином совершенно так ж£, как и с целлюлозой: приготовили густой казеиновый раствор и продавили его сквозь узенькие отверстия. Получились тончайшие струйки, которые тут же затвердевали. Так образовались нити — мягкие, упругие и с приятным матовым блеском, очень напоминающим прекрасную ангорскую шерсть.

Шелк опять не получился. Но зато искусственная шерсть оказалась настолько хорошей, что во многих странах начали строить заводы для производства такой шерсти.

Почему же все-таки вместо шелка получилась шерсть? Химики это выяснили.

Молекулы белковых веществ шерсти и шелка очень похожи по своему строению. И те и другие напоминают длинные многозвенные цепочки. Но у шелка эти цепочки-молекулы прямые, а у шерсти — извитые (недаром волосы так легко вьются — это та же шерсть!). А молекулы казеина, как оказалось, больше похожи на молекулы шерсти, чем на молекулы шелка. Вот почему химики, пытаясь получить из простокваши шелк, несжил анно получили шерсть.

«СШИВАНИЕ» ДЛИННЫХ МОЛЕКУЛ

Двести лет побеждала гусеница человека, И все же ее первенству пришел конец. Потому что химики, научившись сначала изготовлять волокна из природных больших нитевидных молекул, открыли наконец способ делать такие молекулы искусственно.

Они искусственно приготовили большие нитевидные молекулы из маленьких молекул. Они «сшили» друг с другом множество таких молекул и получили длинную молекулу-цепочку, в которой «каждая маленькая молекула стала отдельным звеном*

Однако легко сказать — «сшить» длинную молекулу из маленьких. А как это сделать?

Надо было найти «нитки», чтобы сцепить между собой отдельные молекулы. И не простые нитки: «сшивать» ведь предстояло сверхкрошечные частицы! В результате многолетней упорной работы химики нащлн такие нитки.

Далеко не всякие молекулы можно «сшить» друг с другом. К «сшиванию» пригодны только те, что имеют «а концах слабые места, в которых атомы непрочно связаны между собой. Химики поступают с такими молекулами, как с короткими цепочками, когда из них составляют длинную цепь. «Расковывают» крайние звенья, соединяют звенья соседних цепочек и вновь заковывают их. Расположенные на концах непрочно связанные атомы маленьких молекул-—это и есть крайние звенья цепочек. А «расковывают» их такими «мо_: лотками», как высокая температура или высокое давление. Под их воздействием слабые связи между атомами разрываются. На мгновение на концах маленьких молекул появляются свободные, незанятые связи. Они-то и служат теми ниточками, с помощью которых отдельные маленькие молег кулы «сшиваются» друг с другом в длинные молекулы-цепочки. По мере того как молекулярная цепь удлиняете^ меняются и свойства веществ, состоящих из .этих <молек> Один американский химик сделал интересное наблюдение. Он установил, что если на «сшивание» длинной молекулы пошло 29 маленьких молекул того вещества, с которым он работал, то волокна из полученного продукта не образуются. Вещество, молекулы которого «сшиты» из 33 тех же маленьких молекул, образует волокна, но очень короткие. При «сшивании» 43 маленьких молекул получается продукт, способный образовывать длинные волокна, «о крайне непрочные. Продукт, молекулы которого получены из 65 маленьких молекул, дает >волокна, хотя еще и очень непрочные, но уже способные несколько вытягиваться. При «сшивании» 100 маленьких молекул получается вещество, волокна из которого при толщине в 1 миллиметр выдерживают груз в 12,5 килограмма, — все еще вдвое меньше вискозного шелка! И только при «сшивании» нитевидных молекул не менее чем из 300 маленьких молекул образуются вещества_ч пригодные для выработки практически ценных искусственных (волокон. Так сильно зависят свойства волокон от длины молекул, из которых они построены.

ШЕЛКОВИЧНЫЙ ЧЕРВЬ ПОБЕЖДЕН

Волокно, полученное из таких молекул, — это уже в полном смысле слова искусственное, или синтетическое, волокно

Но если можно изготовлять большие нитевидные молекулы, то нельзя ли создать лучшее волокно, чем природное шелковое?

В молекуле-цепочке природного шелка не все звенья одинаково хороши. Некоторые из них заведомо ухудшают свойства волокна, и было бы неплохо заменить их другими. Гусеница, очевидно, неспособна это сделать, а химики могут*

Незадолго до войны американские химики изготовили синтетическое волокно «нейлон», которое по своему качеству оставляет далеко позади не только искусственные целлюлозные волокна, но и самый природный шелк.

Нитка из нейлона выдерживает почти в полтора раза больший, груз, чем шелковая нитка такой же толщины.

По сравнению с огромной молекулой целлюлозы молекула воды кажется лилипутом.

4