Особо чистые вещества, например, производят сегодня на тридцати заводах различных министерств и ведомств. И если двадцать пять лет назад мы выпускали ограниченную номенклатуру высокочпстых веществ, то современный их ассортимент составляет более 1000 наименований, а объемы производства увеличились в сотни раз.
Разнообразные ферритные порошки, монокристаллы, люминофоры, комплексные соединения самого разного состава, необходимые для производства биологически активных препаратов, биохимических реактивов, и многоемногое другое даст народному хозяйству в ближайшие годы малотоннажная химия. Применение высокочистых веществ и препаратов может дать народному хозяйству страны многомиллионные прибыли. Чтобы не быть голословным, приведу несколько примеров.
Все знают, что люминофоры находят в наши дни самое широкое распространение в электронной промышленности и светотехнике, и с совершенствованием их качества связано значительное улучшение работы разнообразных приборов и аппаратов, в частности, цветные телевизоров, очень экономичных люминесцентных ламп и др.
Получение люминофоров всегда было серьезной и трудной задачей. Но ее решение - важнейшая задача экономики, так как применение только люминесцентных ламп вместо традиционных осветительных приборов гарантировало бы колоссальное сокращение энергозатрат. Совсем недавно советскими химиками эта задача была успешно решена: люминесцентные лампы, созданные на основе нового метода, теперь экономят стране огромное количество электроэнергии.
Тому, кто хоть немного знаком с особенностями телевизионного производства, известно, что регенерация (восстановление) синего и зеленого люминофоров для цветного телевидения в процессе их нанесения на экран могла бы гарантировать покупателю отличное качество приобретенного приемника. Но не только это. Решение проблемы регенерации означало бы и возврат в производство почти трети дорогостоящих веществ особой чистоты. Сегодня технология регенерации синего и зеленого люминофоров - реальность.
Перечень достижений малотоннажной химии можно было бы продолжать и продолжать. Скажу только, что программа развития производства химических реактивов, рассчитанная на два этапа, включает в себя производство веществ и соединений, позволит уже на первом этапе реализации (до 1990 года) добиться приоритетного развития отечественного машиностроения, радиопромышленности, приборостроения, электроники и электротехники. Завершение второго этапа (до 2000 года) программы предусматривает обеспечение всех отраслей народного хозяйства необходимыми материалами и продуктами с заранее заданными свойствами.
Это большая и трудная задача, но вполне разрешимая, если, конечно, в работу будут включены все научные силы, представляющие эту область химии страны.
Для реализации намеченных планов необходимы и новые мощности по выпуску высокочистого технологического сырья. Нужны сотни тысяч тонн серной, азотной, соляной, фосфорной кислот реактивной чистоты, многие тысячи тонн солей, редких и цветных металлов, например, меди, никеля, свинца и др. В общем нужна мощная современная база для производства разнообразной продукции малотоннажной химии.
Конечно, ассортимент реактивов и особо чистых веществ не представляет собой нечто постоянное, раз и навсегда застывшее. Он зависит в первую очередь от нужд научно-технического прогресса, а поскольку требования последнего из года в год возрастают, изменяется и спрос и на продукцию малотоннажной химии. То, что вчера устраивало заказчиков, сегодня уже не может их удовлетворить. Например, обновление ассортимента катализаторов, различного рода добавок, промышленное производство макрогетероциклов соединений нового класса, применяемых для разделения редкоземельных и радиоактивных элементов, остается одной из основных задач.
Впрочем, химия всегда принимала от развивающейся экономики самые трудные заказы - от той же строительной индустрии, материальной основой которой, как известно, является промышленность строительных материалов. А она - родное детище химии. Не зря же цемент называют хлебом строительства.
Примеров того, что именно химия находила выходы из затруднительных положений, в которых время от времени оказывались строители, более чем достаточно. Появилась, например, у зодчих необходимость "накрыть"
большое здание куполом - и химия тотчас предложила в качестве наиболее подходящего материала... железобетон. А приоритет использования полых кирпичей - экономичного, дешевого материала?
Он тоже принадлежит русским: наши отечественные зодчие еще в начале прошлого века возводили из них всем на удивление красивые и легкие здания.
И таких кровных, неразделимых связей химии со строительной индустрией великое множество. Их при всем желании не перечислишь. Но главное все же в ином.
В том, что именно химия дала строительной площадке материалы, которые не могла бы ей предложить и сама природа, поскольку их просто-напросто не существовало.
Так, именно строительные нужды заставили в свое время поработать ученых-химиков над созданием силикатобетона - нового материала, нисколько не уступающего железобетону в прочности, жесткости, тепло- и звукоизоляции, но почти на треть дешевле его. Прошло совсем немного времени, и та же химия приняла заказ на превращение бетона в полупроводниковый материал. Зачем? Чтобы совместить в новом материале сразу несколько качеств.
Стоит таким бетоном покрыть стенную панель (вместо традиционной штукатурки) - и устанавливать отопительные батареи не понадобится. "Печью" станет сама панель.
Есть в строительном арсенале сегодня и стекло, обладающее теми же полупроводниковыми достоинствами, и битум, который не требуется обезвоживать (а как знакомы всем нам огромные котлы, в которых прежде прямо на улице его "варили"). Это опять же по-хозяйски распорядилась химия. Несколько капель добавки - и три тонны вспененного битума готовы к употреблению.
Да мало ли у этой науки и других заслуг перед строителями!
Главная заслуга химии перед бурно развивающейся строительной индустрией не только в создании новых, обладающих многочисленными достоинствами и качествами материалов, но и в том, что с помощью этих материалов она совершила еще одно из своих чудесных превращений, трансформировав строительную площадку в площадку монтажную, на которой здания собирают, "складывают" из готовых, сделанных на домостроительном комбинате конструкций. Это уже качественно новая ступень в строительной индустрии, не только соответствующая ее современным темпам развития, но и определяющая их. Как раньше росли на Руси города и села? Их рубили. Именно рубили - не строили. Ибо до XVИI века наша Родина пилы не знала, а главным инструментом плотника, строителя и зодчего Руси деревянной был топор.
Да, мы и сегодня гордимся домами, церквами, теремами, дошедшими до нас из седой старины. Каждое из них - произведение искусства. Но потребность в жилье, в новых промышленных мощностях, школах, детских садах, кинотеатрах, наконец, решение невиданной по своим масштабам социальной задачи обеспечение каждой советской семьи в ближайшей перспективе отдельной квартирой или индивидуальным домом, заставляет wac отдавать предпочтение все той же монтажной площадке. И собирать на ней типовые, блочные сооружения.
Потому что только таким образом можно обеспечить нужды массовой застройки, при этом сохранив высокое качество работ и все возрастающую производительность труда. К тому же и жилье, и сами строительные работы должны из года в год не дорожать, а дешеветь, становиться доступнее.
Разумеется, при решении этой важной народнохозяйственной проблемы приводится в действие множество рычагов. В том числе и экономических. Так, недавними решениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР о совершенствовании хозяйственного механизма в строительстве опыт внедрения коллективных подрядов в строительном тресте Мособлсельстрой No 18, которым руководит Николай Травкин, узаконен в масштабах страны.
В становлении нового метода, основывающегося на трех принципах (свободе маневра людскими ресурсами, зависимости личного заработка от итогов работы всей организации и коллективном управлении), большая роль принадлежит опять же химии. Поскольку только она способна предложить стройке дешевые, прочные и высококачественные материалы, которые совершенно изменят свойства готовых конструкций.
В Харьковском инженерно-строительном институте, например, созданы стеклопластиковые трубы для несущих элементов конструкций. Трубы украинских ученых сделаны по новому методу и на специально созданном оборудовании, разработанном в том же вузе. Они могут использоваться и для нужд горячего и холодного водоснабжения, в отопительных системах.
Специалисты предложили оригинальную двухслойную конструкцию трубопроводов. Их внутренний слой изготовляют из материала, пригодного для длительного протекания жидкости, такого, как стекло, фторопласт, а сверху наматываются нити из стекловолокна. Их переплетение придает изделию прочность и гибкость. Труба держит напор воды и одновременно хорошо работает на изгиб.
Новые двухслойные трубы практически не изнашиваются, не подвержены коррозии. Первые километры коммуникаций из них будут проложены в жилых районах Харькова, а широкое внедрение новшества гарантирует многие миллионы рублей экономии.
Конструкции со стеклопластиковым армированием отличаются повышенной надежностью и стойкостью к агрессивным средам, а значит, могут использоваться не только при строительстве жилых зданий, но и химических производств.
Пройдет какое-то время, и стеклопластиковые трубы найдут применение и в других отраслях народного хозяйства, во многом определив их экономичность и рентабельность. Вообще у полимерных материалов перед строительной индустрией поистине выдающиеся заслуги.
Использование, например, фурановых, эпоксидных, фенолформальдегидных смол привело к созданию принципиально нового строительного материала полимербетона.
Полимербетон - затвердевшая смесь высокомолекулярного вещества с минеральными наполнителями. Чаще всего в качестве наполнителей используют кварцевый песок, гранитную и другую щебенку. Основные преимущества полимербетонов перед обычными бетонами в первую очередь связаны именно с наличием полимера в их составе. Полимербетоны, как правило, имеют более высокую прочность на растяжение, низкую хрупкость, повышенную водонепроницаемость, стойкость к действию агрессивных жидкостей, газов и низких температур.
Применяются они для изготовления полов, дорожных и аэродромных покрытий, заделки швов, трещин, выбоин (тут особенно ценна их способность затвердевать при низких температурах), для гидроизоляции, отделочных работах. Одним словом везде, где особенно ценятся все перечисленные свойства.
Здесь нужно сказать, что понятие "новый" применительно к материалам, используемым сегодня на строительной площадке, довольно относительно. Тот же полимербетон недолго пребывал в этом привилегированном разряде, довольно быстро превратившись в материал привычный, традиционный. Сегодня на звание "нового"
несколько претендентов. Среди них шлакощелочные бетоны. Производство их гораздо дешевле традиционных портландцементов (применяющихся в строительстве в качестве вяжущих материалов вот уже более столетия), а сырьевая база практически неограничена. Ведь это шлаки доменных, мартеновских, электроплавильных печей и, конечно, шлаки цветной металлургии.
Нет трудностей и со щелочными компонентами. Их у нас предостаточно: многие крупнотоннажные отходы производства сульфида натрия, глинозема, капролактама могут пойти в дело, да и щелочные растворы, идущие на очистку металлических отливок от пригара, окалины, шлака и до сих пор сливающиеся в накопители или вывозящиеся на свалки. Шлакощелочные цементы в три раза дешевле традиционных и, как сообщают их создатели, многократно превосходят последние по качеству.
Изделия из шлакощелочных цементов и бетонов успешно используются в различных конструкциях и сооружениях промышленного, сельскохозяйственного и других видов строительства. Обследование этих конструкций и испытания после длительной (до 20 лет) эксплуатации показали: прочность их не только не уменьшилась, а выросла в полтора раза.
Впрочем, и это всего лишь один пример колоссальных возможностей химии. Ее задачи в ускорении социально-экономического прогресса нашей страны и братских социалистических стран определены Комплексной программой научно-технического прогресса стран - членов СЭВ. А создание и освоение в широких масштабах прежде всего новых прогрессивных конструкционных материалов, в том числе композиционных, керамических, полимерных, с применением новейших способов их обработки, названы 41-м (внеочередным) заседанием сессии Совета Экономической Взаимопомощи в качестве конечной цели. Потому что только эти перспективнейшие материалы способны обеспечивать опережающее развитие новых областей техники и самой современной строительной индустрии.
Так какими же они должны быть - материалы будущего? Чем отличаются они от тех, что уже сегодня успешно трудятся на нас, удовлетворяя самые широкие вкусы и потребности?
Думаю, что свойства таких материалов зависят от требований, которые предъявят к ним бурно развивающиеся техника, наука, промышленность. Но совершенно очевидно, что все эти материалы непременно будут синтетическими. И здесь, вероятно, самое время возразить тому несправедливо сложившемуся мнению, будто синтетические материалы - всего лишь заменители натуральных. Почему же заменители? Они давным-давно утвердили свое право на жизнь и независимое развитие.
Их деловые качества нисколько не хуже натуральных аналогов, если, конечно, таковые вообще существуют. Ведь большинство синтетических материалов как раз и возникло потому, что известные природные вещества и материалы не отвечали тем требованиям, которые оказывались нужными технике, промышленности, народному хозяйству.
Синтетические волокна, например, появились на свет не столько потому, что лен и хлопок исчерпали свои возможности как перспективные материалы в производстве технических изделий (шины, ремни и т. д.), а потому что той же химической индустрии (и другим отраслям промышленности) понадобились для технических нужд нити и ткани, способные не менять своих свойств в агрессивных средах и успешно трудиться в экстремальных условиях. Но дальше - больше. И на синтетические волокна заявили свои права текстильщики, работающие в соответствии с потребностями моды. Но значит ли это, что сегодня они уже утратили свое прямое значение новых материалов?
Конечно, нет. Они все шире внедряются в производство, решая при этом еще одну важную задачу - экономию натуральных материалов. Разумеется, пока синтетиескпс волокна были лишь "стажерами" на промышленном поприще, пока к ним присматривались отдельные производства, прикидывая, включать их или нет в отлаженный, устоявшийся технологический цикл, - они были достаточно дороги. Объясняется это очень просто - накладные расходы по сравнению с объемами производства оказывались чрезмерно большими.
Положение резко изменилось, как только возрос вал.
И на дешевое, экономичное волокно кто только не стал претендовать, например, машиностроители. Им очень пршодились волокна, способные более чем на десять процентов увеличивать пробег автопокрышек. Волокна оказались способными придавать прочностные свойства пластмассам. Да такие, что они составили конкуренцию самой стали! Синтетические волокна готовы принять на себя еще и большую нагрузку, ведь работы для них на заводах и фабриках хватит на долгие годы.
Так с помощью каких же инструментов химия совершает свои превращения, синтезируя все новые вещества и соединения? Один из главных инструментов химии, ее волшебная палочка, преобразованная в наши дня в полном соответствии с уровнем науки, - химический реактор. Но было бы глубоко ошибочным считать, будто он - рукотворное детище человека. Отнюдь...
Природа испокон веков с успехом пользовалась этим уникальным инструментом. Собственно, вся эволюция химических превращений, происходящих в природе, зависела от условий, создаваемых в тех или иных реакторах. Звезды и планеты, например, реакторы, в которых неорганизованное вещество космического пространства трансформируется в тяжелые атомы и простейшие вещества. Правда, каждый такой реактор неуправляем.
И если в звездах осуществлялось производство тяжелых атомов, то их превращения в химические соединения - сильфиды, карбиды, фосфаты, фториды, окислы - шло в недрах и на поверхностях планет.
Многообразие условий протекания химических и физико-химических процессов, используемых на практике, обусловливает и широчайшее разнообразие конструкций аппаратов, в которых они осуществляются. Мы многое подсмотрели у природы, многое из происходящего в ней удалось смоделировать. И если современная наука создаст подходящий реактор, то наконец-то осуществится заветная мечта человечества - термоядерный синтез.
Важнейшей задачей отечественного химического машиностроения на данном этапе остается создание высокоэффективных установок с оптимальным ресурсопотреблением. Насколько она трудна, можно судить хотя бы потому, что их конструкции аппаратов должны обеспечивать, с одной стороны, возможность поддержания оптимальных, и зачастую очень жестких с позиций химической технологии, режимов работы, а с другой - соответствовать всем требованиям НТР.