Кстати, разумное применение последнего, как правило, сопряжено не просто с количественным сокращением норм использования руды или энергии, но и с их рациональным использованием и получением в качестве конечного продукта материалов, обладающих новыми, недосягаемыми прежде качествами. Развивающаяся отечественная техника, например, широко применяет так называемые аморфные или стеклообразные металлы.
Получают их методом, разработанным и внедренным в производство отечественными металлургами. Суть его в следующем: жидкий металл охлаждается с такой большой скоростью, что переходит в твердое состояние, минуя кристаллическую фазу. Например, когда расплавленный алюминий ударяется о криогенно охлаждаемую поверхность, он за одну миллионную долю секунды затвердевает, и образуется тонкая алюминиевая фольга.
Есть другой способ: расплавленный металл распыляется в холодном инертном газе и затвердевает, минуя стадию кристаллизации, в виде тонкого порошка.
Свойства полученных таким образом металлов поистине удивительны. Прочность и коррозионная стойкость деталей, изготовленных из этих порошков, возрастают многократно. Так, если обычная рядовая сталь с кристаллической структурой имеет прочность 30-40 кг/мм2 сечения, то изделие из аморфного порошка стали того же состава, уже 350 кг/мм2. Коррозионная стойкость аморфного обычного черного металла в 10-12 раз выше, чем кристаллической хромоникелевой стали. Объясняется многократное повышение прочности и коррозионной стойкости тем, что эти процессы происходят обычно на границе между микрокристаллами, образующими ту или иную структуру металла.
Как видите, возможности для их практического использования самые широкие, а исходное сырье - все те же железосодержащие руды и бокситы, отнюдь нередко встречающиеся в недрах.
Значительные успехи достигнуты и в создании методов получения и освоения в промышленном производстве элементарных полупроводников кремния и германия, а также сложных соединений на основе галлия, мышьяка, индия, фосфора и сурьмы, что определяется прогрессом в области химии и технологии получения веществ особой чистоты. Требования же к их чистоте непрерывно возрастают.
Еще атомная техника поставила в свое время перед наукой задачу создания веществ и материалов, содержащих не более тысячной доли нежелательных примесей.
Электронная техника ужесточила эти требования до миллионных долей. А техника передачи информации с помощью волоконной оптики - уже до миллиардных.
Вообще-то существуют жесткие параметры, которым должно соответствовать вещество, если оно "претендует"
на звание высокочистого: концентрация примесей в нем не может превышать десятитысячной доли процента.
Вещества эти - материальная основа ряда отраслей техники и промышленности, определяющих сегодня темпы и уровень научно-технического прогресса. По целевому назначению высокочистые вещества - это полупроводниковые, оптические материалы, материалы для микроэлектроники и электронной техники. Вот почему во всем мире так активно ведутся работы по созданию и совершенствованию методов их получения.
Существенный вклад в решение этой проблемы внесен в последнее время советским академиком Г. Г. Девятых.
Вместе с учениками и соратниками ученый провел обширный цикл исследований по разработке методов получения высокочистых летучих веществ. Объектом изучения стали простые вещества, летучие гидриды (соединения металла с водородом), металлорганические (имеющие связи металл - углерод) соединения. Дело в том, что в высокочистом состоянии они просто необходимы и для нужд народного хозяйства, и для исследовательских целей. Причем разнообразные материалы, получаемые на их основе, могут быть и в виде массивных образцов, и в виде тонких пленок.
И все же, чтобы по достоинству оценить труд, выполненный академиком, необходимо знать все его слагаемые.
А они, как и подобает научным разработкам, организовинным оптимальным образом, состоят из трех компонентов: познание изучаемого объекта или явления; создание на оспове полученных знаний нового (материала, прибора, процесса) и, наконец практическая реализация познанного и созданного.
В работах, о которых идет речь, все три компонента объединены столь тесно, что практически составили единое целое. Однако выделить главное, основное все же можно - это скрупулезное исследование методов глубокой очистки. Да и вывод, сделанный из него учеными, небезынтересен: химические методы, на которые всегда возлагались столь большие надежды при синтезе высокочистых материалов, не могут обеспечить получение веществ достаточной чистоты. Нужные качества гарантируют только многоступенчатые физико-химические методы очистки. Особенно так называемые кристаллизационные методы глубокой очистки.
Эти методы позволили ученым повысить степень чистоты ряда летучих веществ на целых три порядка (а каждый порядок - десятикратное увеличение качества). Чтобы понять, насколько трудоемкую работу удалось осуществить исследователям и, главное, насколько она значима, сошлюсь на авторитет известного советского материаловеда академика Н. П. Сажина. Его мнение однозначно - повышение чистоты вещества всего на один порядок - научный подвиг.
И это действительно так. Но и перспективы перед техникой и наукой такие вещества открывают удивительные. Это благодаря прогрессу в получении высокочистых летучих хлоридов в середине 70-х годов удалось в самые сжатые сроки развернуть работы по волоконной оптике и создать первые в стране линии волоконно-оптической связи.
Разработанные методы получения и анализа высокочистых летучих веществ уже нашли самое широкое применение на предприятиях химической и электронной промышленности в металлургии.
Рассказывая об этой суперважной работе (она удостоена Ленинской премии за 1986 год), осуществленной группой ученых Института химии АН СССР, я не зря обратил внимание читателей на те компоненты, из которых складывается современное исследование. Ведь еще недавно такое единение многие научные учреждения считали для себя необязательным, деля исследовательскую часть на чисто "научную" и "прикладную". Последней и вменялось в обязанность внедрение разработок в производство.
Сегодня положение резко изменилось. И если все же внедрение оказывается не всегда по силам разработчику, то рекомендации практикам, советы по реализации научных достижений - его прямая обязанность. Так, собственно, работает Институт химии АН СССР. Думаю, что такой в самом хорошем смысле практицизм только на пользу делу. Разумеется, многое зависит в этом смысле от руководителя учреждения. Институт химии АН СССР возглавляет академик, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и трех Государственных премий Григорий Алексеевич Разуваев. Ученый прошел в свое время прекрасную ленинградскую школу, одной из отличительных черт которой всегда было умение делать многое собственными руками. Это удивительное свойство живет, к счастью, теперь и в Горьковской научной химической школе.
Институт располагает основательным "подсобным"
хозяйством - от электроцеха, механических и столярных мастерских до собственной водородной станции и криогенных установок. Казалось бы, мелочь. Но именно такое добротное "материальное" обеспечение надежно оберегает исследователей от зависимости от подсобных служб, всецело подчиняя время поистине научным изысканиям. Что же касается "выхода" в свет итогов этих исследований, то ими может гордиться вся отечественная химическая наука. В 1985 году, например, группа ученых института была удостоена Государственной премии СССР за разработку и создание так называемых металлорганических соединений - МОС, используемых для получения металлических покрытий, столь необходимых при создании новой техники.
Но какой бы проблемой ни занимались сегодня исследователи, прогресс в этой науке немыслим без достижений аналитической химии и объединенных усилий электроники, физики высоких энергий, кристаллографии и еще многих, многих других наук.
Энергичное сближение, взаимное обогащение различных наук, изучающих сокровенные тайны природы, - типичное явление наших дней. Изменилось и содержание, характер различных областей науки: биология стала, если можно так выразиться, все более химической, химия - физической, а физика математической. Это в союзе с физикой и математикой химия превращается в главную силу в познании многих биологических процессов и расшифровки биологических структур. Именно с помощью химических методов уже расшифрованы структуры сотен важнейших белков и нуклеиновых кислот, выяснено строение антибиотиков, витаминов, гормонов. Получены тысячи новых лекарственных препаратов, созданных путем химического видоизменения природных соединений. Это новейшие антибиотики и биологически активные белки. Химия сыграла особую роль в расшифровке генетического кода и в синтезе простейшего, но настоящего гена.
Но чем могущественней становится наука, тем рациональнее она должна использовать свои возможности.
А накопленный научный потенциал открывает перед исследователями такие перспективы, которые еще вчера казались дерзкой мечтой.
Так, в ближайшем десятилетии все большую роль будут играть исследования строения электронной структуры неорганических молекул и веществ, поиски зависимости свойств вещества от его строения, что необходимо для направленного синтеза соединений и материалов с заданными свойствами.
Наука, все глубже проникая в микроструктуру материи и необъятные просторы Вселенной, раскрывает и новые, неизведанные свойства самой материи. Несомненно, что уже в недалеком будущем она сможет разгадать секреты фотосинтеза и способы управления им. А это значит, что превращение энергии солнечных лучей в потенциальную энергию органического вещества растений станет процессом управляемым.
Именно наука откроет тайну управляемой термоядерной реакции, обеспечив человечество практически неограниченными ресурсами энергии, сохранив и улучшив саму природу. В ее силах уничтожить навсегда голод, нищету, болезни, полностью удовлетворить материальные и духовные потребности всех людей Земли.