Юный техник 1980-12, страница 29
механические, химические свойства природных камней Тут уже никакая подделка не годилась. Ученым оставался единственный путь: попытаться воспроизвести естественное рождение кристаллов, которое в природе идет миллионы лет... вторя природе Георгий Михайлович Сафронов и Анатолий Александрович Шапошников решили начать с горного хрусталя. В этом изумительно чистом кварце, обладающем замечательными пьезооптическими свойствами, в первую очередь нуждались наука и -техника Добывать его становилось все труднее, приходилось разрабатывать бедные месторождения, где ради нескольких прозрачных кристалликов перекапывали многие тонны мутного, похожего на щебенку минерала Но что с точки зрения химика представляют собой эти отходы? Это минералы того же кремнезема, кварца, что и горный хрусталь, аметист, цитрин, топаз!.. В' их основе одни и те же вещества — кремний и кислород. И росли эти столь непохожие кристаллы рядом и одинаково кристаллизуясь из горячих растворов, поднимавшихся из недр. В лаборатории предел яло бос произвести кухню природы, но с той разницей, что реакторе должен был ра ольк горный хрусталь, a Br ev , е г 'венного процесса долл 6-jt , спрессовано до прием в обычном химическом производстве. Из чего готовить аналогичный природному раствор? Огвег на этот принципиальный вопрос, который во многом предопределил и неизмеримые трудности, и особую ценность работы, был такой: исходным сырьем взять бросовый кварц, тот самый, что окружает крупинки горного хрусталя! Но кристаллы кварца, когда они уже образовались, почти нерастворимы даже в кислотах Чтобы растворить их, например, в воде, необходимо высокое давление, иначе кипящая при температуре 100° С вода просто испарится В природе гидротермальные растворы часто имеют боль шую щелочность значит, растворять кварц нужно тоже в щелочной среде. Итак, температура, давление, химический состав среды — этими главными факторами, которые использует в своем синтезе природа, предстояло манипулировать и в синтезе искусственном. Но какими должны быть их оптимальные значения в реакторе? Обратились, естественно, к природе и... не получили у нее подсказки. Анализ показывал, что в природе горный хрусталь может кристаллизоваться в широком диапазоне температур — от 120 до 450° С — при давлении от нескольких до сотен атмосфер. Оставался привычный п>ть научного поиска: рабочие гипотезы и эксперименты, эксперименты, эксперименты... Было бы не совсем справедливо сказать, что ученые ВНИИСИМСа шли совершенно непроторенной дорогой. В и~торин науки был прецедент решения подобной задачи. В 1905 году итальянский профессор Специа предпринял попытку вырастить из раствора кристалл горного хрусталя. Опыт, длившийся 6 месяцев и 19 дней, увенчался успехом — был получен кристалл в 2,5 см. Но этот опыт никто не гмог повторить, в том числе и сам Специа Разгадка странной непов1ори-мости успеха сыграла большую роль, когда определяли принципиальное устройство реактора. Синтез должен был происходить в автоклаве — герметичном стальном сосуде, способном долго выдерживать высокое давление и температуру, противостоять агрессивной щелочной среде. В одной его части идет растворение 27 |
