книги из ГПНТБ / Парнов Е.И. Неуязвимые материалы

Хирурги искали и... не находили. Некоторые даже начали сомневаться. А есть ли такой ма­ териал, который удовлетворял бы всем нашим требованиям? Требований было много. Мате­ риал должен быть легким, прочным, гигиенич­ ным и способным легко принимать любую форму. И самое главное, он не должен расса­ сываться в тканях организма. К этому нужно добавить еще такие свойства, как абсолютная инертность и нетоксичность.

Хирурги прошлого были правы: такого ма­ териала на земле не было.

Но наука всегда боролась со словом «не­ возможно». Химики нашли нужные материалы.

Как-то в одну из московских больниц ма­ шина скорой помощи доставила человека. Ди­ агноз: перелом шейки бедра. Казалось, что че­ ловек обречен всю жизнь ходить на костылях. Но этого не случилось. Помогла восстанови­ тельная хирургия. Омертвевшую головку бед­ ра заменили... пластмассовой. Человек вновь смог ходить.

Вот еще один пример. На операционном столе лежал человек с тяжелыми поврежде­ ниями в области сердца. Поврежденные арте­ рии вроде ничем не заменишь. Природа не пре­ дусмотрела запасных частей к человеческому организму. Но мало ли чего не предусмотрела природа!

Ассистент берет в руки брусок мягкого и эластичного вещества и осторожно отрезает тоненький полупрозрачный слой. Легкое дви­ жение пальцев, и полупрозрачный лоскуток оборачивается вокруг стеклянной палочки. Па­ лочку помещают в специальный нагреватель, и

40

через несколько минут с нее снимают пласт­ массовую трубочку.

Эта трубочка превратится в кровеносный сосуд, хирург заменит ею поврежденную ар­ терию, и человек будет жить.

Врачи все чаще и чаще обращаются к хи­ микам, требуя от них новых веществ с новы­ ми свойствами.

При различных операциях брюшной поло­ сти употребляются тонкие пленки из фторо­ пласта и полиэтилена. Быстротвердеющие ра­ створы пластмасс врачи наносят на поражен­ ную ожогом часть тела, чтобы образующаяся тонкая пленка могла защитить рану от инфек­ ции.

Используют пластмассы и в грудной хирур­ гии: при поражениях трахеи, пищевода. Изве­ стны случаи замены пластмассовой пленкой поврежденной барабанной перепонки. Даже хрусталики в наших глазах и те могут быть

41

в какой-то мере заменены линзами, выточен* ными из особой прозрачной пластмассы!

Теперь вспомните о свойствах фторопла­ стов. Можно еще раз перечислить некоторые из них. Фторопласты химически устойчивы, не растворяются и не набухают в жидкостях, не меняют своих свойств с изменением темпера­ туры, прочны и не подвержены действию мик­ роорганизмов. Да ведь лучшего материала врачам не найти! Поэтому эти пластмассы, ко­ торые по своему «благородству» превосходят платину, начинают все шире использоваться в хирургической практике.

Фторопласты позволят расширить и арсе­ нал всевозможных хирургических инструмен­ тов. Представьте себе хотя бы скальпель: лег­ кий, прочный, как сталь, и... прозрачный, не от­ брасывающий тени, позволяющий видеть все поле операции. Пока фторопласты полупроз­ рачны, но принципиально вполне возможно создать и полностью прозрачный фторопласт.

Но не фторопласты были первыми предста­ вителями химии фтороуглеродов, которые пе­ решагнули порог больницы...

Шли первые годы второй мировой войны. Японцы оккупировали Яву, Индокитай. Союз­ ники оказались отрезанными от каучуковух плантаций и рощ хинного дерева. Англия пер­ вой ощутила недостаток хинина — лекарства от малярии. В лабораториях химиков начались поиски заменителей хинной коры. Эти поиски увенчались успехом. Было найдено средство, оказывающее на организм такое же действие, как и хинин. Новое химическое вещество при­ надлежало к «семейству» фтороуглеродов.

42

Из того же «семейст­ ва» вышли и такие пред­ ставители, которые снискали себе славу хороших'*^ ядохимикатов — истреби­ телей вредных насекомых. Новые ядохимикаты ока­ зались как нельзя кстати. Дело в том, что многие на­ секомые постепенно при­ выкают к ядам. И если раньше ДДТ и гексахло­ ран были для них убийст­ венными, то с течением времени появились такие поколения вредителей, для

которых эти отравляющие вещества стали уже не столь опасны. У вредителей выработался как бы «иммунитет» к ним. Зато, когда вместо ДДТ применили ДФДТ (Ф — означает фтор), вредителям сельского хозяйства пришлось столкнуться с убийственной новинкой.

Исключительно активными оказались про­ изводные альфа-фтороуксусной кислоты. Да­ же в такой ничтожной концентрации, как в 0,001-процентном растворе, эти вещества ока­ зались абсолютно смертельными для многих видов насекомых.

Любителям цветоводства хорошо известны цветочные тли — маленькие зеленоватые бу­ кашки, которые иногда сплошь покрывают ли­ стья и стебли растений. Избавиться от тлей бывает нелегко. Не помогает ни механическое очищение листьев, ни разные промывки. Но если в цветочный горшок внести только 1 мг

43

какой-нибудь соли альфа-фтороуксусной кис­ лоты, то уже через пять дней тли исчезнут.

Фтороуглеродные соединения стали осно­ вой и так называемого препарата 1080, соз­ данного американцами для борьбы с грызу­ нами.

Определенные круги в США рассчитывают также и на применение метилфторацетата — сильного отравляющего вещества, созданного на случай химической войны.

Два мира. В одном наука работает на бла­ го человека, в другом — те же научные дости­ жения используются в человеконенавистниче­ ских целях.

Трудно воздержаться от аналогий. В конце 30-х годов были созданы вечные и яркие фто­ роуглеродные краски. Художники мечтали о нестареющих, неуничтожимых полотнах, а фа­ шисты уже покрывали этими красками крылья военных самолетов, готовящихся обрушить бомбы на Ковентри, Киев, Варшаву.

У НАС ДОМА

Скатайте из теста шарик и смочите его во­ дой, потом сожмите этот шарик пальцами. Разлепить пальцы будет не так-то просто. Ме­ жду ними протянется липкая нить. Коснитесь тестом бумаги, оно приклеится и к ней. Не по­ может ни железный гвоздь, ни стеклянная па­ лочка, ни деревянный карандаш. Липкое те­ сто прилепится к любому предмету. Поэтому хозяйки, перед тем как начать раскатывать те­ сто, старательно посыпают его мукой.

44

— При чем здесь тесто? — спросит чита­ тель. — Мука ведь не фтороуглерод?

Минуту терпения. Дело в том, что фторо­ пласты в отличие от обычных пластмасс очень плохо поддаются склеиванию. Ученым долго пришлось искать для них эффективное клею­ щее вещество. Но еще до того, как поиски увенчались успехом, неприятное свойство несклеивающихся фторопластов неожиданно обернулось приятной стороной. Клейкое и лип­ кое булочное тесто, то самое, о котором мы только что говорили, совершенно не пристава­ ло к фторопластам. Шарик самого липкого те­ ста, без единой мучной пылинки, можно было раскатать на фторопластовой доске в тончай­ ший лист. И при легком наклоне этот лист свободно сползал. Не удивительно, что фторо­ пласты были немедленно использованы в хле­ бопекарном деле.

Они оказались идеальным покрытием для хлебопекарных форм, которые больше не при­ ходится посыпать мукой и даже смазывать маслом.

Полная инертность фторопластов по отно­ шению к жирам, маслам, влаге, кислотам и от­ сутствие запахов откроет фторопластам широ­ кую дорогу в других отраслях пищевой про­ мышленности.

Фтороуглеродные покрытия в виде тончай­ ших пленок можно нанести на обычную ткань или бумагу, и с ними произойдут волшебные перемены. Костюму, изготовленному из такой ткани, не страшен самый сильный ливень, — она несмачиваема. Если вы случайно капнете на костюм маслом, оно не оставит пятна.

45

Обработанные фтороуглеродами ткани при­ обретают и другие за­ мечательные свойства. Они становятся мягче, да и долговечность их увеличивается.

Ученые предполага­ ют, что уже в недале­ ком будущем преобла­ дающим видом верхней одежды станут ткани

или пленки с тонкими слоями эластичных твер­ дых пен. Это будет замечательная одежда: кра­ сивая и теплая, легкая и прочная, не мнущаяся и не пачкающаяся. Пористым фторопластам будет отведена здесь далеко не последняя роль.

Если тончайшей фтороуглеродной пленкой покрыть столовую или чайную посуду, хозяй­ кам не придется вытирать ее после мойки. Если удастся пропитать фтороуглеродами кожу, она станет непроницаемой для воды, а значит, людям не нужны будут калоши и боты.

А фтороуглеродные моющие вещества! Они ■оставляют позади не только лучшее мыло, но и синтетические моющие соединения из угле­ водов. Фтороуглеродному мылу не нужна по­ мощь пемзы. Оно легко отмоет смолу и сажу, машинное масло и сапожный гуталин.

Когда-нибудь придет конец и жестяным консервным банкам. Их заменят непроницае­ мые ксробки и пакеты, изготовленные из фто­ ропластов. Они будут и более гигиеничными и

46

позволят сэкономить многие тонны олова, идущего на покры­ тие консервной же­ сти.

Водостойкие и инертные фторопла­ стовые пленки ока­ зались и лучшим ма­ териалом для упаков­ ки денных лекар­ ственных веществ.

Вот далеко не исчерпывающий перечень тех областей, где находят или найдут применение неуязвимые.

КАК ПОЛУЧАЮТ ФТОРОУГЛЕРОДЫ

У читателя этой брошюры, видимо, напра­ шиваются вопросы: почему фтороуглероды так поздно появились в химии, почему они еще так мало применяются? Ответ кроется в осо­ бенностях их производства. Получение фтороуглеродов требует применения очень сложных методов, которые во многом отличаются от тех, с которыми имеют дело другие области химии. А эти методы были открыты только со­ всем недавно.

Если обратиться к истории, то можно выя­ вить одну общую черту, которая объединяла ученых, ставивших эксперименты в области фтороуглеродов. Все они пытались получить фтороуглероды, что называется, в лоб, путем взаимодействия углерода с фтором. Однако

47

почти единственным продуктом, который полу­ чался таким путем, был метфоран — брат про­ стейшего углеводорода метана. Да и опыты зачастую сопровождались сильным взрывом н порой кончались трагически. Нужен был ката­ лизатор, при помощи которого химики смогли бы сделать реакцию управляемой и неопас­ ной.

В истории науки много открытий, которые называют «случайными». Беккерель «случай но» открыл радиоактивность, Рентген «случай­ но» обнаружил икс-лучи. Можно, конечно, сом­ неваться в том, насколько случайны были эти открытия. Здесь же остается добавить толь ко, что катализатор тоже был найден «слу­ чайно».

Ученые многих стран перепробовали мно­ жество реакторов, сделанных из самых различ ных материалов. Однажды работники Пенсиль­ ванского университета с удивлением обнару­ жили, что реакция углерода с фтором прошла спокойно, без взрыва. Стали выяснять причины и оказалось, что процесс протекал в амальга­ мированной медной трубке. Далее все было уже несложно. В качестве катализатора приме­ нили сначала ртутную амальгаму, потом чи­ стую ртуть.

И один за другим в списке химии фтороуг леродов стали появляться новые названия.

Известно, что в начале второй мировой вой­ ны в США начались успешные работы по соз­ данию атомной бомбы. К этим работам имеет некоторое отношение и только что родившая ся тогда химия фтороуглеродов.

Химикам, разработавшим методы произ-

48

водства расщепляющихся материалов, срочно потре­ бовался материал, кото­ рый, будучи смешан с шестифтористым ураном, не вступал бы с ним во взаимодействие. Кроме то­ го, материал должен был иметь температуру кипе­ ния и молекулярный вес, близкие к шестифтористо­ му урану, и отличаться вы­ сокой устойчивостью. Та­

ким материалом оказался фтороуглерод.

Но каталитический путь получения фтороуглеродов был очень дорог и малопроизводите­ лен. Требовалось принципиально иное реше­ ние. Оно стало возможным благодаря работам многих ученых, в том числе и советских, и бы­ ло найдено уже в послевоенные годы.

Как же производят фтороуглероды? Основным аппаратом для их получения, по

данным американских ученых, служит так на­ зываемая электролитическая ячейка. В боль­ шом стальном сосуде подвешен пучок электро­ дов из тонких никелевых пластин. Одна часть зтих пластин представляет собой катод, дру­ гая — анод. Смесь исходных веществ, состоя­ щая из фтористого водорода и различных ор­ ганических соединений, попадает в ячейку по сложной системе труб. Электрический ток про­ изводит волшебное превращение вещества. Водород органических соединений замещается на фтор, а выделяющаяся смесь фтороуглерода и водорода отбирается из ячейки.