Техника - молодёжи 1971-09, страница 14

он... И дальше идут формулы, структурные схемы, таблицы с цифрами температур плавления и температур кипения... ice, что полагается в академической прозе, красота которой доступна только избранным.

Но уже первые с}лова знаменательны: в противоположность всем полимерам, рассматриваемым на международном симпозиуме, эти, андриановские, строятся не на углероде! Это столь же непривычно, как, скажем, колеса в форме эллипса или клей для железнодорожных мостов.

Ведь полимеры потому и возможны, что их гигантские молекулы держатся на цепочках, которые может образовать углерод.

Только ли углерод?

Вот, например, кремний.

Он ближайший сосед углерода по таблице Менделеева. Он и кислород — наиболее распространенные элементы в земной коре.

Почти вся оболочка нашей планеты состоит из соединений кремния и кислорода.

В. И. Вернадский писал о широком распространении кремния во всей вселенной: «Кремний вырисовывается в мироздании как элемент, обладающий исключительным значением. Он сосредоточивается, по-види-мому_> в наружных оболочках небесных светил».

Это еще предстоит уточнять. Но на первых порах данные советской автоматической станции «Луна-16» и экипажа американского корабля «Аполлон-12» подтверждают положение Вернадского. В химическом составе грунта, доставленного с самого близкого к нам небесного тела, на первом месте стоят соединения кремния: от 40 до 43%. Что же касается планеты Земля, то на ее поверхности кремний с кислородом — хозяева всей неживой природы, как углерод — вседержитель всего живого. Если бы древние что-нибудь знали о рремнии, они бы назначили его братом Зевса и богом минералов, подобно Посейдону, брату Зевса и богу водных пространств.

Как настоящий олимпиец, кремний многолик. Он алеет на шлифах яшмы, похожих на цветные фотографии извержений первородных вулканов; он сияет лиловым воздухом аметистов в серьгах и в брошках, как небо у горизонта, если смотреть на него с высоты десятка километров; он прозрачен, как лед, когда заключен в кристаллы горного хрусталя, почему и считал его Аристотель окаменелым льдом, поскольку метафора была тогда первым инструментом познания; он таинственно мерцает всеми цветами в опале и го

сударственно зеркален в цоколях учрежденческих зданий...

Вся история человечества связана с кремнием — точнее, с его соединениями. Все кирпичи и весь бетон, все стекло, весь фарфор, вся керамика — все это кремний, кремний, кремний... и даже в те времена, когда не было ни домов, ни глиняных горшков, первое, что сотворил человек, было орудие — скребок, рубило, нож. И это тоже был кремний.

Может быть, именно кремневый осколок держа в руке, обивая его галькой, добиваясь острого края, чтобы резать мясо, чтобы острить копье, учился человек быть человеком — учился делать, думая. Начинал свой мучительный и прекрасный путь проб и ошибок, то есть культуру.

Кремний — наш древнейший друг и спутник в природе. К нему и обратился Кузьма Андрианович за помощью.

В нынешнем столетии каждый раз, когда циркуль прогресса готовится сделать новый шаг вперед, он предъявляет технике требование, ставшее уже тривиальным: придумать материалы, во-первых, гибкие и, во-вторых, термостойкие. Два эти качества ненавидят друг друга, они стремятся уничтожить одно другое. Химия полимеров создала вещества, вполне отвечающие первому требованию — гибкости, эластичности и вместе с тем прочности при сгибании, при сжатии, при ударах. Но эти вещества разрушаются, если их нагревать выше каких-то пределов, они крошатся ниже каких-то пределов. Еще недавно эти пределы были допустимы, но сейчас они недостаточны.

Полимерных цепей на углеродной основе в природе сколько угодно: вся древесина, все естественные каучуки, волокна льна, хлопка, шерсти, шелка и т. д. А полимерных цепей на кремниевой основе в природе нет. Подражать нечему, и соревноваться не с чем.

Задача, которую поставил перед собой в середине тридцатых годов Кузьма Андрианович Андрианов, тогда еще молодой химик, формулировалась просто: найти способ получения полимерных цепочек, в которых связующим элементом вместо углерода работал бы кремний. Это должны были быть именно цепочки, именно нити: только таким образом можно было добиться гибкости.

Образец прочного и жаростойкого кремниевого соединения давал Андрианову кварц — иначе говоря, двуокись кремния. Однако беда в том, что в кварце каждый атом кремния всеми своими четырьмя валентностями связан с четырьмя атомами кислорода. И эти кислородные атомы расположены вокруг атомов кремния, так что получается многоэтажная решетка. Ее можно было бы сравнить с проволочными матами для вытирания ног, если бы их напаять один на другой. Только эти маты оказались бы все-таки более гибки, чем кристаллическая решетка кварца. Она жестка, прочна, несгибаема, и это делает кристалл кварца очень твердым и очень жаростойким.

Но он — увы! — камень.

Его нельзя формовать, как формуется полиэтилен или каучук, он жесткий, упрямый, ломкий... Однако ведь углерод тоже упрямый, когда он алмаз? А вместе с тем в цепочках макромолекул он гибок, эластичен, удобен для обработки...

Вот почему надо добиться, чтобы это была не решетка, а нить.

Для этого надо оставить каждому атому кремния только две валентности для сцепления с кислородом — так сказать, два крючка вдоль нити: один крючок вперед, другой назад. А две другие валентности? Ведь они в ту же секунду соединятся с кислородом и пойдут ветвиться во все стороны, и получится опять решетка?

Две другие валентности надо закрыть для

12