Техника - молодёжи 1986-05, страница 10
НАСТОЛЕЛЕЖАЛАЛМАЗ..Сергей ВОЛКОВ, физик Невзрачный черный цилиндрик диаметром чуть больше сантиметра хотя и царапал стекло, однако ни цветом, ни формой не напоминал сверкающий кристалл алмаза. И все-таки это был алмаз, точнее, его поликристалл. Подобные образования встречаются в природных' россыпях в Бразилии. Называются они карбонадо. Но сейчас на лабораторном столе лежал искусственный алмаз, синтезированный в Институте физики высоких давлений АН СССР имени Л. Ф. Верещагина, и никто не обращал на рукотворный камень никакого внимания. Настолько привычным и обыденным стало то, что под высоким давлением и при тысячеградусной жаре всего за несколько секунд происходит удивительное перевоплощение крупного графита. Но этим секундам предшествовали долгие годы работы ученых, инженеров, конструкторов — специалистов в области физики высоких давлений. А начались эксперименты с высоким давлением в прямом смысле слова... ...АВ OVO 1 В 1914 году доктор Перси Уильям Бриджмен из Гарвардского университета построил первую установку, развивавшую давление в десятки тысяч атмосфер. И первым объектом исследований стал белок куриного яйца — наиболее доступное органическое вещество, имевшееся в распоряжении Бриджме-ла. Результаты опыта озадачили — вместо сырого белка исследователи обнаружили в камере установки вареный! Опыт повторяется снова и снова и каждый раз с одним и тем же результатом — под действием высокого давления белок сворачивается при комнатной температуре. Точно так же сворачивался и коллаген — мясной белок. Изопрен — в обычных условиях бесцветная жидкость — превращался в упругий комок, напоминающий каучук. Происходила самая настоящая полимеризация, но в то время этот I термин еще не получил широкого распространения. В статье об изменениях органических веществ под действием высокого давления Бриджмен написал так: «Природа этих процессов до сих пор совершенно не разгадана, но результаты опытов, во всяком случае, наводят на мысль, что давление во многих органических соединениях может вызывать необратимые изменения». Затем Бриджмен стал экспериментировать с неорганическими веществами. И случилось неожиданное — при давлении в 12 тыс. атм. белый фосфор превратился в черный. Но изменился не только цвет — изменились и свойства, и структура вещества. Черный фосфор хорошо проводил тепло и электрический ток. Диэлектрик стал металлом. В 1930 году Бриджмен опубликовал результаты своих многолетних опытов в монографии «Физика высоких давлений». В том же году в аспирантуру Физико-технического института АН УССР в Харькове поступил молодой физик Леонид Верещагин. Через 15 лет практически в каждом разделе другой монографии американского ученого «Новейшие работы в области физики высоких давлений» будут содержаться ссылки на работы Верещагина. 1 А В О V О — от яйца (лат.). Древнейший способ упрочнения пушечных стволов. НАЗЕМНЫЕ ВЛАДЕНИЯ ПЛУТОНА По древнегреческой мифологии, Плутон — бог подземного мира. Именно там под действием огромных давлений и высоких температур рождаются минералы. И поэтому, чтобы синтезировать алмаз, исследователям надо было создать в своих лабораториях хотя бы небольшой уголок царства подземного бога. Теоретически все выглядело просто. Если взять ступенчатый поршень, приложить к широкому основанию давление, то на узком основании оно повысится во столько же раз, во сколько площадь узкого основания меньше площади широкого. А используя два, три и более поршней, можно увеличить давление в тысячи раз. Но «гладко было на бумаге», а практически многопоршневые системы оказались конструктивно слишком сложными. Очень уж маленькой должна была быть последняя ступень высокого давления. Удалось создать лишь двухступенчатые аппараты. Вторая,проблема: в чем сжимать вещество? Как укрепить стенки камеры, чтобы она не разлетелась на куски под действием гигантских давлений? Можно, например, использовать опыт артиллеристов, которые обматывали стволы орудий высокопрочной проволокой. При этом внутренние слои ствола оказываются сжатыми, а витки проволоки — растянутыми. В момент выстрела пороховые газы давят на стенки ствола, внутренние слои металла растягиваются, а проволока подвергается еще большему 8 |
