Химия завтра - Ляпунов Борис Валерианович (читать книги бесплатно полностью TXT) 📗
Вернемся из космоса на Землю.
«Бесспорно, люди в XXI веке будут одеты только в синтетические ткани, будут иметь обувь, изготовленную из искусственной кожи, и шубы из синтетического меха, будут окружены предметами, сделанными из искусственных материалов» — так пишет академик А. Н. Несмеянов.
Очень любопытно прикинуть, сможет ли природа обеспечить химию сырьем для создания «второй природы». Ведь уже примерно через четверть века полимерных материалов будут производить едва ли не меньше, чем стали, и потребности химии очень велики.
Но всего пяти, быть может, шести процентов добываемой сейчас нефти для этого вполне хватило бы. Да и химия завтра научится использовать нефть с большей выгодой, чем теперь. Если и не тонна на тонну, то, во всяком случае, больше половины ее сумеют превратить в полимеры.
К тому же разве одна нефть — сырье для «второй природы»? К ней надо добавить уголь, торф, природные газы. Сюда же добавится древесина и всевозможные отходы.
Уносятся в воздух, выливаются в воду, выкидываются, сжигаются, по всякому уничтожаются колоссальные ценности. Растранжириваются десятки, если не сотни миллионов рублей. Нет, химия будущего положит такому расточительству конец.
Химия войдет в каждое производство, даже далекое от химического, чтобы не дать пропасть появляющимся там отходам. Отходы, отбросы — само слово говорит, куда им была дорога. Была, а дальше не будет!
Ведь в них часто оказываются и ценнейшие редкие элементы, за которыми ныне охотятся с большим трудом. В них — драгоценные металлы, золото и серебро. В них — заготовки для удобрений, для пластиков, для стройматериалов. И притом все это, если прикинуть в масштабах страны, — не говоря уж целого мира! — выражается огромным тоннажем.
Цех химии подключится к фабрике или заводу, к теплоэлектроцентрали, превратив их в комбинат — химикометаллургический или энергохимический.
Сырье для химии поставляют и будут поставлять все земные оболочки, все стихии — земля, воздух, вода. Сырьем для нее станут и всевозможные горные породы, и зеленая масса растений, и магма глубочайших недр, и газы атмосферы.
Быть может, глубоко под землей находится настоящий рудный пояс, который обеспечит нас на многие века и медью, и цинком, и свинцом, и оловом, и другими элементами.
Быть может, из газов, скопившихся там, из вод, которым помогут выбраться на поверхность, станут извлекать нужные химикам вещества.
Атмосферного химического сырья хватит на необозримые времена. Азота в воздухе столько, что на каждый гектар поверхности Земли его приходится около тридцати миллионов тонн! Внушительны числа и для кислорода, и для некоторых редких газов, И недаром академик Ферсман говорил об атмосфере как грандиозном, практически неисчерпаемом источнике химического сырья.
Близок локоть, да не укусишь. Эта пословица как нельзя лучше приложима к океану. И, пожалуй, ничто так не привлекало воображение, как возможность добычи золота из морской воды. Блеск желтого металла виднелся многим в голубизне вод. В каждой капельке его растворено столько, что весь Мировой океан подарил бы каждому жителю Земли слиток в четыре тонны! И это число совершенно реально. Дело только за тем, чтобы найти дешевый способ извлечь близкое, да недоступное богатство.
До сих пор все попытки оставались неудачными. И вот, наконец, химия обещает в будущем верный путь. Ионообменные смолы — иониты — способны выловить из раствора ничтожно малые количества вещества, вплоть до последней молекулы, отсеять только то, что нам нужно, поймать неуловимое, затерянное среди бесчисленного множества молекул.
Водоросли и специально выведенные морские животные, жадно поглощающие золотые атомы, послужат «живой рудой». Но фантасты прошли мимо другого богатства, которое, пожалуй, даже дороже золота. Это редкие, рассеянные элементы, крайне нужные технике. Их, несомненно, станут извлекать из морской воды.
На каждого жителя Земли приходится почти по половине кубического километра морской воды. Вот что кроется за этим.
Шестьдесят тонн серебра, сто тонн тория и молибдена — тоже на душу населения! Можно добавить, что растворенных в Мировом океане солей хватило бы, чтобы покрыть всю поверхность планеты слоем сорокапятиметровой толщины. Пятьдесят тысяч триллионов тонн! Запасов хватит на многие века.
К тому же всего элементов в таблице Менделеева — без трансурановых, неустойчивых, — примерно вдвое больше, чем открыто в морской воде. Можно думать, что есть в ней и другая их половина, она только ускользала от химиков до сих пор. Просто здесь оказываются бессильными современные методы химического анализа. А так как чувствительность его все возрастает, то со временем найдутся в морской воде и остальные элементы. Даже если их опять-таки будет крайне мало, в пересчете на весь Мировой океан получится солидный результат.
Океан содержит во много раз больше элементов, чем все, вместе взятые, известные сейчас месторождения суши. Вот где поистине необозримое поле деятельности для химии будущего!
Постепенно опустошаются залежи полезных ископаемых в верхних «этажах» нашей планеты. Все дальше вглубь уходят нефтяные скважины и шахтные стволы. А в недалеком будущем геологам придется забираться в глубокие недра в поисках многих металлов и других нужных людям элементов.
Но как добыть то, что запрятано в десятках километров под поверхностью Земли? Ведь там невозможно устроить шахту или рудник, даже если работу поручить автоматам. Слишком сложно, слишком дорого и — что весьма существенно — ненадежно. Да и как поднимать со столь больших глубин многие тысячи кубометров породы?
Понадобится нечто принципиально иное, и его даст химия, которая поможет добывать из-под земли только полезное.
Пользуясь растворителями, она руду переведет в раствор; пользуясь электричеством, из раствора извлечет металл. Уголь она превратит в газ, некоторые минералы — в пар. А с жидкостью, газом и паром обращаться куда легче — их можно заставить подниматься по скважинам. Куда легче и переработать такое сырье.
Поглощать атомы только одного сорта могут некоторые бактерии. Они «выедают» серу — и появляются серные залежи, они накапливают и другие элементы. Они могут добывать золото из золотоносных пород. Возможно, что конкреции — куски железомарганцевой руды, в изобилии разбросанные по дну океанов, — тоже работа бактерий, Так почему бы не использовать их работу и не создать с помощью невидимок искусственные минеральные склады на глубинах, а бедные месторождения превратить в богатые?
Меньше недели нужно одной бактерии, чтобы потомство ее заняло объем, равный всему Мировому океану, — если все новорожденные остались бы в живых. Быть может, удастся вывести такие их виды, которые будут размножаться еще быстрее и, главное, еще лучше извлекать растворенные в воде элементы?
Да и не одни только бактерии, вероятно, смогут извлекать для нас химические богатства из воды. Этим займутся и морские животные, в чьих телах тоже накапливаются, причем избирательно, многие элементы. Есть среди них такие, в крови которых ванадия в миллиард раз больше, чем в морской воде. И уже есть питомники, где с квадратного метра получают полтораста килограммов этих животных — настоящей живой руды.
Металлургические, металлохимические, биохимические обогатительные фабрики заработают в недрах земли. И — никаких фабрик в обычном смысле слова, никаких машин, никаких перевозок и никаких отходов! Химия, физика, биология, геология вместе: для такого союза уже родилось новое слово — геотехнология, и ей предстоит атаковать недра.
Многого добьется химия еще до конца XX века. А что будет потом, каких новых успехов от нее можно ждать после 2000 года, сейчас трудно предвидеть. Скажу словами знаменитого французского химика Марселена Бертло: «Власть химии безгранична…» Власть, позволяющая людям творить вторую природу для людей.
ФАНТАСТЫ ПРЕДЛАГАЮТ…
Крутая спираль светится на солнце миллионами опалесцирующих стен из пластмассы, фарфоровыми ребрами каркасов из плавленого камня, креплениями из полированного металла. Каждый виток постепенно поднимается к центру, и на головокружительной высоте висят легкие мосты, балконы и выступы садов. Вертикальные ниши разделяют массивы зданий. И нет среди них ни одного, фасад которого не открыт полностью солнцу, ветрам, небу и звездам…
