Довольно долго состязание шло с переменным успехом, и даже в самом семействе Сименсов существовал разлад. В то время как брат Вернер усердно совершенствовал электрическую лампочку, брат Фридрих делал ставку на газ.
В одной книге, выпущенной в Петербурге в 1904 году («Новейшие успехи материальной культуры в связи с ее историею»), мне попался следующий пассаж:
«Приведем сравнение стоимости света силою в 1 свечу в течение 1 часа: при стеариновых свечах около 0,83 коп., при керосиновых лампах 0,04 коп., электрических дуговых лампах 0,03 коп., при газокалильной горелке Ауэра всего 0,02 коп. Отсюда мы видим, что в настоящее время газокалильная горелка Ауэра дает нам самое дешевое освещение. С ее изобретением электрическое освещение перестало быть опасным конкурентом для газа».
Где только не прячется наш Уроборос!
Австрийский химик Ауэр фон Вельсбах отыскал материал, ярко светившийся в газовом пламени, — соли редкоземельных элементов. Чтобы добиться победы в соревновании с газом, электричество должно было обзавестись материалами, тоже дающими яркий свет и притом способными выдержать высокую температуру. Вернеру Сименсу нужны были очень тугоплавкие и очень чистые металлы. Над их получением и трудился Болтон. Успешной работе способствовало прекрасное оборудование сименсовской лаборатории, прежде всего вакуумированная печь, в чреве которой гудела мощная вольтова дуга.
Первым в мире Болтон сумел получить чистый тантал и чистый ниобий — как раз в те годы, о которых шла речь, в 1904–1905-м. Он был столь искусен, что полученный им слиточек ниобия оставался единственным в мире чистым образцом этого металла целых двадцать лет — вплоть до 1929 года!
Но ни танталовая, ни ниобиевая нить для лампы накаливания не подошли. И тогда Вернер фон Болтон вознамерился сделать алмазную лампу. А что? Красивая мысль.
Он изготовил алмазную нить, поместил ее в печь, наполнил печь метаном (как сейчас наполняют лампы аргоном и ксеноном) и включил дугу. Через некоторое время он выключил дугу и, когда печь остыла, убедился, что алмазная нить не сгорела. Тогда он решил взвесить ее, чтоб узнать, каков же все-таки «угар» нити. Результат взвешивания мог удивить хоть кого — алмазного вещества стало не меньше, а больше. Нить словно бы стала потолще.
Алмазную лампочку сделать Болтону не удалось. К тому же скоро Эдисон ввел в употребление нить накаливания из угля (близко, не правда ли?). Но статья о странном поведении алмазной нити в атмосфере метана в 1908 году появилась в печати.
Большого интереса она не вызвала. Кому и зачем могла в то время понадобиться алмазная нить?
Несколько лет тому назад член-корреспондент Академии наук Борис Владимирович Дерягин, с которым читатель еще встретится на этих страницах, рассказал мне, как один его знакомый взял статью Болтона — ту самую, чуть не столетней давности, — и в точности повторил описанный в ней эксперимент. И алмазная нить у него тоже прибыла в весе.
Тоже Уроборос.
Не знаю, пытались ли воспроизвести опыт Болтона в Институте кристаллографии. Кажется, не пытались. Но о статье солидного немца Шубников не знать не мог — она была упомянута Лейпунским в «Успехах химии». И это конечно же был аргумент в пользу попыток получить алмаз в обычном лабораторном аппарате, без вулканических давлений, чреватых небывалыми экспериментальными трудностями.
А еще одним аргументом могла быть, повторяю, загадка Хэннея.
Читатель уже знает, как отреагировали на Муассана сообщники (сочлены по Минералогическому обществу) Константина Дмитриевича Хрущова. И сам Хрущов. Они спокойно проглотили пилюлю. Первые так первые, вторые так вторые. Российская наука амбициозностью не отличалась.
Но едва известие об алмазах Анри Муассана достигло меловых утесов Дувра, как в Британии начался настоящий переполох — островитяне ревниво воспринимали научные успехи французов.
Вскоре было объявлено, что искусственные алмазы были получены задолго до Муассана. Шотландцем Хэннеем. И что каждый, пожелавший в этом убедиться, может посетить минералогический отдел Британского музея в Южном Кенсингтоне. Там выставлена на всеобщее обозрение ровно дюжина рукотворных алмазов, изготовленных в 1880 году.
Согласно оставшимся от тех времен скупым сведениям, Хэнней делал свои алмазы так. Брал ружейные стволы. Набивал их костяным маслом. Заклепывал с обоих концов. Грел до белого каления.
Из восьмидесяти стволов нечто замечательное оказалось в двух или трех — маленькие, в долю миллиметра, но все же благородные кристаллики.
Правда, Хэнней не скрывал, что в некоторые стволы он подкладывал («ставил на зарод») натуральные алмазные песчинки. Но утверждал, что в те стволы, откуда были извлечены камешки, переданные затем в музей, затравку не клали.
В этом Хэннею верили. Сомнения были в другом: действительно ли алмазы — эти алмазы?
Дело в том, что опыты Хэннея были многократно повторены известным английским заводчиком и изобретателем Чарльзом Парсонсом, человеком весьма основательным — изобретенные им паровые турбины до сих пор исправно нарабатывают нам электрический ток. Парсонс не прочь был организовать и производство алмазов. Чтоб их получилось побольше, он брал не только ружейные стволы, но и пушечные. И как назло — хоть бы какой завалящий алмазик. Ни одного!
Знатоки порешили так: шотландец принял за алмазы какие-нибудь корунды либо шпинели. И взяли термин «алмазы Хэннея» в кавычки. На том все и успокоилось.
Спокойствие нарушила г-жа Кетлин Лонсдейл, известный английский физик. В 1942 году, в разгар войны, ей захотелось сделать рентгеновские снимки «алмазов Хэннея».
Время было неподходящее, немцы бомбили Лондон, бомбы падали и в том районе, где находился музей, в одной из витрин которого хранился загадочный экспонат. Но все же настойчивость ученой леди и ее авторитет взяли свое — она получила музейное сокровище, привезла в лабораторию, сделала снимки и удостоверилась, что… 11 кристаллов из 12 были настоящими алмазами.
В середине семидесятых годов, когда в лабораторном обиходе появились ядерный магнитный резонанс, электронный парамагнитный резонанс, активационный анализ и другие методы тончайшего исследования веществ, физики снова попросили дирекцию Британского музея дать им на проверку теперь уже раскавыченные и потому еще более загадочные кристаллики.
Новые методы анализа позволяли обнаруживать мельчайшие примеси, по которым можно отличить не только натуральный алмаз от искусственного, но и алмаз одного месторождения от камня, добытого в другом, и даже два разных камня, добытые в одном и том же месторождении. Было даже предложение составить своего рода дактилоскопическое досье на все особо ценные камни, чтобы можно было опознать похищенные, а затем разрезанные или переграненные бриллианты.
Итак хэннеевские алмазы снова легли на лабораторные столы. И равнодушные к славе народов приборы засвидетельствовали подлог. Камешки оказались натуральными, из Южной Африки.
Но это, повторяю, произошло всего несколько лет назад. В сороковые же и в пятидесятые годы алмазики из Британского музея все еще можно было считать искусственными. И думать, что, следовательно, и без чрезмерных давлений атомы углерода могут сложиться в алмаз.
Опыт выращивания кварца и корунда, лабораторный журнал Ломоносова, эксперимент Болтона, алмазы Хэннея, — все это отошло на задний план и даже на время вовсе исчезло с научного горизонта, как только швед Лундблад, а вслед за ним американцы Холл, Стронг, Банди, Уинторф получили алмазный порошок в прессе.
В прессе — то есть «наиболее простым и естественным методом».
Алмазный порошок — то есть вещество, заполняющее 80 процентов алмазного фонда, потребного цивилизации во второй половине XX века.
Беседа с Верещагиным. Продолжение
— А что Шубников?
— Шубников сказал: «Пусть Верещагин сделает нам оборудование для синтеза». Я говорю: «Кто достанет лошадь, может и сам ездить на ней». После совещания было подготовлено такое решение: алмазы — Шубникову, а мне боразон.
Небольшое пояснение. Когда американцы сделали из графита алмаз, один из участников этой работы, Уинторф, задался таким вопросом: а нет ли еще каких-нибудь веществ, построенных так же, как графит? Если есть, то почему бы не засунуть его туда же, куда они засовывали графит, и не поглядеть, не получится ли какой-нибудь неалмазный алмаз? А вдруг получится?
Идея была из числа безусловно красивых и очень увлекательных. Уинторф бросился искать неграфитовый графит. Сперва он, естественно, обратился к той группе Менделеевской таблицы, в которой находится углерод. Однако ни кремний, ни германий, ни олово, ни свинец ни во что сходное с графитом не складывались.
Тогда Уинторф стал перебирать не простые тела, а сложные, составленные из атомов не одного, а двух элементов. И быстро нашел то, что ему было нужно. Соседи углерода, стоящие в Менделеевской таблице один справа, а другой слева от него, — бор и азот, оказывается, образовывали точно такую же постройку, как графит.
На вид нитрид бора — так называлось это графитоподобное вещество — оказался невзрачным, вроде талька, порошком. Но это Уинторфа ни капельки не смутило. Он насыпал его в точно такую же камеру, в какую раньше помещал графит и железо. Нагрел. Сдавил. И, вскрыв камеру, обнаружил в ней небольшие, но очень симпатичные оранжевые кристаллики.
Сделали рентгеновский снимок — алмаз, да и только, все атомы в кристаллической решетке расположены совершенно так же.
Попробовали царапать корунд — царапает.
Дальнейшие исследования выявили у нового вещества два очень ценных для человека свойства: высокую кислородоустойчивость и высокую железоустойчивость. Оно не горит в кислороде и при 2000 градусов, тогда как алмаз горит при 800. И режет, как масло, любую сталь, тогда как алмазный резец при соприкосновении со сталью тут же разрушается.
Неалмазный, боразоновый алмаз назвали кубическим нитридом бора, или, сокращенно, КНБ.