Текст книги "Юный техник, 2002 № 08"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 5 страниц)

РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…

С чем едят тефлон?

Довелось слышать, что опасно готовить еду в посуде с тефлоновым покрытием. Почему же тогда ее продолжают выпускать?

Марина САДОВНИКОВА,

Новгородская область

Когда вы жарите себе яичницу на тефлоновой сковородке, то вряд ли задумываетесь над тем, что пользуетесь оборонными технологиями, некогда бывшими совершенно секретными. Тем не менее это так… Фторполимеры – а именно к этому классу веществ относится тефлон – когда-то использовались исключительно в космической и оборонной промышленности.

Между тем, говорят, изобретен был этот материал совершенно случайно. В 30-е годы XX века ученый-химик Рой Планкетт вел эксперименты с фторсодержащими газами и жидкостями в лаборатории компании « DuPont».

Однажды состав полимеризовался. Новый материал оказался устойчивым к высокой температуре и механическим воздействиям. А главное, он был

необыкновенно гладким и скользким.

Планкетт предложил использовать новое покрытие для лыж и саней. Но со временем выяснилось, что область применения тефлона – так назвали новый материал – куда шире. Покрытие, с которого скатывалась дождевая и морская вода, использовали для антенн военных радаров. А когда выяснилось, что тефлон не боится перепада температур от космического холода до жары в сотню-другую градусов, его применили как покрытие для лунной капсулы, высадившей первых людей на Луну.

Со временем производство тефлона настолько расширилось, что стало возможным использовать это покрытие и в быту. Противни, жаровни, казаны, фритюрницы и блинницы вот уже более четверти века позволяют жарить и печь без масла. И на отравление никто не жаловался.

Тем не менее канадские ученые-экологи из Торонтского университета недавно провели подробные исследования этого покрытия, чтобы выяснить, насколько но может быть опасно.

Канадцы нагревали различные виды фторполимеров сначала до 360 °C, а потом до 500 °C. При этом с помощью анализа методом ядерного магнитного резонанса было установлено, что в результате разрушения тефлона выделяются не только трифторацетат – фтористая кислота, но и целый «коктейль» родственных веществ, как то: такикарбоксиловые кислоты (содержат фтор и хлор, могут оказывать негативное влияние на здоровье человека и окружающую среду); хлорфторуглероды, истощающие озоновый слой в атмосфере; а также фторуглероды, приводящие к возникновению парниковых газов.

Эти вещества попадают в воздух и сохраняются в окружающей среде. Период распада этих химикатов составляет несколько столетий – природа просто не знает, что с ними делать. Сейчас их концентрация достаточно низка, однако может вырасти до критического уровня, опасного для всех нас.

Озоновый слой тоже при этом страдает, так как выделяются вредные газы, которые способствуют в то же время нагреванию всей атмосферы.

Так что же, производство тефлона пора запрещать?..

Представители американской компании « Е.I. DuPont de Nemours & С°» – производители посуды с тефлоновым покрытием – заявили, что источниками газов для парникового эффекта куда в большей степени являются автомобильные и самолетные двигатели внутреннего сгорания, а также открытое сжигание бытового мусора. Далее они указали, что сами же канадцы установили: вредные вещества могут начать выделяться при температуре не менее 320 °C, а это значительно выше температуры, получаемой на кухонной плите. Так что гораздо больший вред себе и своей семье наносят те домохозяйки, которые используют посуду с механически поврежденным защитным тефлоновым слоем. Ведь при этом обнажается алюминий – довольно токсичный при определенных условиях материал. В общем, споры продолжаются. Скорее всего, эксперты в конце концов придут к заключению, что тефлон столь же вреден для здоровья людей и природы, как и хладагент, что используют в бытовых холодильниках. Все знают, что эти соединения не полезны, но не выбрасывать же холодильник на свалку.

В.ЧЕТВЕРГОВ

Пчелиный спецназ

На сегодняшний день, по оценкам экспертов, в земле таятся более 110 млн. противопехотных мин, каждая из которых может принести смерть хотя бы одному человеку. Причем большинство из них упакованы в пластиковые и деревянные корпуса, против которых обычные индуктивные миноискатели бессильны. Добавьте к этому распространившуюся ныне моду использовать для взрывов также и «живые мины» – то есть террористов-самоубийц, и вы поймете, насколько трудна задача, стоящая ныне перед специалистами по обезвреживанию. В поисках способов решить ее наилучшим образом эксперты призвали на помощь… насекомых.

Работающие на Пентагон ученые утверждают, что пчелы не только производят вкусный мед, но и отличаются замечательным «нюхом». В своих способностях находить пахучие вещества по «молекулярному следу» они превосходят даже собак. Причем, благодаря своим размерам, насекомые могут проверить содержимое самых укромных уголков. Так что вся трудность в том, чтобы научить пчел искать именно взрывчатку или наркотики, не отвлекаясь на цветочные и прочие запахи.

Уже первые попытки дрессировки пчел наткнулись на определенные трудности. Так, пчелы отказываются «работать» ночью и в ненастную погоду. Им очень трудно втолковать, что именно им следует искать. А когда поиски, наконец, закончены, то как узнать, что именно и где нашла та или иная пчела?

И тем не менее проблемы эти постепенно решают. В настоящее время исследователи проводят испытания радиопередатчика размером с крупинку соли. Помещенный на спину пчелы, прибор позволяет отслеживать все перемещения пчелы с помощью микрорадара. И как только пчела начинает виться над каким-то определенным местом, его координаты тут же засекают. Именно там, по всей вероятности, и находится опасный груз.

Ну а чтобы пчелы понимали, что именно от них требуется, биологи используют классический метод дрессировки: после правильно выполненного задания тут же выдают награду – угощают сладкой водой.

Как оказалось, пчелы не только достаточно сообразительны каждая сама по себе, но и способны передавать полученные познания сородичам. Так что вскоре суть задания усваивает весь улей. И это подтвердили испытания: к радости экспертов, пчелы атакуют грузовик с запахом в 99 случаях из 100.

Таким образом, как считает доктор Алан Рудольф, руководитель отдела оборонных научных программ DARPA, пчелы уже доказали свою пригодность к подобной работе. И возможно, ульи с натасканными на поиск взрывчатки пчелами вскоре будут размещены вблизи всех важных объектов и контрольно-пропускных пунктов.

По материалам Интернета

Кстати…

НИЧТО HE HOBO ПОД ЛУНОЙ…

Мысль использовать насекомых в военном деле далеко не нова. Еще в античные времена предпринимались попытки использовать пчел и ос против войск противника.

Перед Первой мировой войной была зафиксирована попытка использовать пчел в качестве курьеров для передачи секретных донесений. На одной стороне границы был размещен улей агента. Ну а на другой его помощники ставили блюдечки с подслащенной водой. Пчелы очень скоро выяснили, где можно поживиться, и летели именно туда, неся на своих спинах разноцветные шелковинки, обозначавшие определенное количество той или иной военной техники или живой силы противника.

Помощникам оставалось лишь считать эти шелковинки и писать донесения. «На противоположной стороне сосредоточено 25 танков (черные шелковинки), 250 кавалеристов (красные шелковинки), 1500 пехотинцев (зеленые шелковинки)…

А ныне, кстати, пчелы – не единственные насекомые, призванные на антитеррористическую службу. Пентагон еще собирается привлечь к работе моль – она отличается чувствительностью к химикатам и подвижностью. Ждут своей очереди также мухи, комары, жуки и пауки.

Исследователи надеются, что в скором времени они смогут управлять насекомыми, словно биороботами. Электрические импульсы, передаваемые по радио, с помощью специальных микрочипов будут воздействовать непосредственно на нервную систему насекомых, направляя их действия. Испытания первых таких систем уже ведутся.

Художник Ю. САРАФАНОВ

Как метеорит…

…намерен спуститься с орбиты известный летчик-испытатель, Герой России Магомет Талбоев. Тот самый, что должен был в свое время стать одним из первых пилотов «Бурана».

В свое время (см. «ЮТ» № 4 за 2002 г.) мы рассказали вам о спасательном средстве, разработанном сотрудниками Научно-исследовательского центра имени Г.Н.Бабакина. В сложенном виде эта система умещается в чехле размером с обыкновенный рюкзак, а в раскрытом напоминает волан для игры в бадминтон, только, конечно, размером побольше. Человек или груз находятся внутри «волана», на дне, представляющем собой нечто вроде прочного надувного многослойного матраса. Во время падения достаточно, как при прыжке с парашютом, дернуть кольцо, и через секунду автоматически надуются конус волана и подушка на его дне, а человек окажется внутри лежащим на спине.

Поскольку форма и аэродинамика конуса тщательно рассчитаны, а сделан «волан» из прочного материала с теплозащитной пленкой, то вероятность благополучного спуска весьма велика.

Это и намерен доказать Магомет Талбоев. «Вначале, конечно, нужно будет провести серию испытаний с манекеном, – рассказывает он. – На первом этапе манекен с датчиками сбросят с аэростата на высоте 1 км. Второй спуск будет произведен со стратостата, с высоты уже 40–50 км». И, наконец, после изучения опыта первых спусков, Талбоев готов сам совершить со стратостата рекордный прыжок.

Он уверен в успехе, поскольку, откроем тайну, подобные спуски с орбиты уже осуществлялись на практике. Полтора года назад, когда готовили к затоплению орбитальную станцию «Мир», с ее борта схожим образом были сброшены на Землю наиболее ценные грузы.

Первая посылка имела массу всего 20, зато вторая – 200 кг; примерно столько же весит человек в скафандре вместе с системой жизнеобеспечения. Оба спуска, проведенные в обстановке строгой секретности, прошли благополучно. Но…

Магомет Талбоев, впрочем, уверен в благополучном завершении собственного спуска, хотя ему и придется врезаться в скафандре в верхние слои атмосферы едва ли не с первой космической скоростью – 8 км/с.

Когда именно состоится рекордный прыжок и как он будет проходить, мы постараемся рассказать вам в одном из будущих номеров журнала.

В.БЕЛОВ

P.S.ОТ РЕДАКЦИИ. Пока эта заметка готовилась к печати, произошло еще одно событие: 12 июля 2002 года состоялось очередное испытание аналогичного надувного устройства в автоматическом режиме. Оно было запущено в космос с борта атомной подводной лодки «Рязань» на ракете типа «Волна» и, пролетев около 12 000 км по суборбитальной траектории, благополучно приводнилось в районе Камчатки.

В будущем подобные устройства, говорят эксперты, могут быть использованы как для мягкой посадки автоматических зондов на другие планеты, имеющие атмосферу, так и для аварийного спасения экипажей космических кораблей и орбитальных станций.

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Загадка профессора Шноля

Это только кажется, что все загадки природы разгаданы. Примером тому может послужить исследование, которое вот уже полвека ведет профессор из Пущина С.Э.Шноль.

Всю Вселенную, вероятно, пронизывают невидимые нам гравитационные волны.

– Ни один уважающий себя экспериментатор никогда не ограничивается одним измерением, – говорит профессор. – Он делает их несколько, а потом усредняет…

При этом принято считать, что измеряемые величины должны распределиться по так называемой нормальной кривой. Но вот у молодого, тогда еще студента, а потом аспиранта, проводившего эксперименты с клетками растений, они почему-то упорно не хотели следовать теории. На графиках получались некие «загогулины».

Взволнованный исследователь обратился за помощью к преподавателям. Те предложили проверить настройку аппаратуры. А когда студент, сделав это и проведя новую серию испытаний, вновь не получил искомого результата, ему посоветовали отбросить те значения, что не ложатся в кривую распределения…

Другой бы, возможно, так и сделал. Но Шноля, что называется, заело. Он не хотел подгонять данные под теорию, он хотел понять, почему так происходит. И он продолжал делать эксперимент за экспериментом, накапливая банк данных. Здесь, кстати, можно вспомнить, что однажды попытка подогнать реальные результаты под существующую теорию приостановила развитие науки на целых 2000 лет. Это случилось, когда Птолемей и его сторонники подгоняли экспериментальные данные под существовавшую теорию, будто Земля находится в центре Вселенной. Понадобилась тщательная работа и недюжинное мужество Галилея, чтобы перевернуть сознание людей, доказать, что наша планета вовсе не является центром мироздания.

На графике красным показаны отметки экспериментальных величин, штриховой линией – кривая нормального распределения и сплошной – один из вариантов того, что получается на самом деле.

О таких высоких материях Шноль, скорее всего, не задумывался. Его мучил, казалось бы, частный ответ на частный вопрос: «Почему в его опытах не получается нормальной кривой распределения искомых величин»?

Он попросил своих коллег проверить его эксперименты. Проверили и… получили сходные результаты. Причем со временем выяснилось, что «загогулины распределения» вместо нормальной кривой наблюдаются не только в опытах биохимиков с клетками, как это делал поначалу сам Шноль, но и в экспериментах химиков и физиков в самых различных областях. «Оказалось, что даже альфа-распад радиоактивных материалов подчиняется этим странностям распределения», – резюмировал Шноль.

А окончательно ученый убедился, что дело не в ошибке, выяснив, что кривые распределения получаются примерно одинаковыми, если один и тот же эксперимент вести параллельно, в одно и то же время, скажем, с помощью двух автоматических лабораторных установок.

Автоматы исключили то, что называют «человеческими ошибками», и помогли понять: кривые распределения меняются синхронно с течением времени.

Но тогда, быть может, они зависят и от географических координат мест проведения опытов? Да, если опыты вести одновременно в разных местах – например, в Европе и в США, результаты получаются разными. Но… кривые распределения становятся схожими, если учесть поясную разницу во времени!

Поначалу это открытие ввело Шноля в состояние легкого шока, но потом он понял: так получается потому, что источники «помех» находятся, по всей вероятности, вне Земли. Он стал их искать. И представьте себе, нашел. Оказывается, кривые распределения находятся под влиянием Луны, Солнца, планет Солнечной системы и даже звезд.

Астролог на месте Шноля мог бы ликовать: найдено экспериментальное доказательство того, что звезды воздействуют на процессы, происходящие на нашей планете! Но профессора больше интересовал механизм такого воздействия. И, перебрав по очереди излучения, приходящие к нам из космоса, он, в конце концов, пришел к выводу: скорее всего, таким воздействием может быть гравитация. А что это такое?

В свое время И.Ньютон высказал предположение, что эта невидимая, но мощная сила, источником которой является масса, заставляет небесные тела, в частности планеты, кружить по своим орбитам вокруг светил. И даже вывел закон всемирного тяготения, который вы, наверное, знаете.

Но что является носителем этой силы, никто толком не знает и по сей день. Есть лишь предположение: подобно тому, как свет разносят фотоны, а носителями электричества являются электроны, так носителем гравитации должны быть некие гипотетические частицы – гравитоны. И все пространство вокруг нас пронизано гравитационными волнами, которые в какой-то мере подобны волнам электромагнитным.

Если это так, то те изменения, флюктуации, что наблюдают экспериментаторы в своих опытах, могут быть вызваны колебаниями этих самых гравитационных волн. «Мы движемся во Вселенной вместе с Землей, Солнечной системой, нашей галактикой Млечный Путь, и нас время от времени потряхивает на булыжниках гравитационной мостовой», – позволил себе такую наглядную аналогию профессор Шноль.

Это его предположение, версия, гипотеза. Но чтобы она стала теорией, необходимо, чтобы к ней приложили руки (и головы) теоретики. А главное, чтобы на практике было установлено существование этих самых гравитационных волн.

Эксперименты по их фиксированию ведутся во всем мире. Но пока безрезультатно. (Подробности см. в «ЮТ» № 6 за 2000 г.) Однако профессор Шноль надеется, что ему все-таки удастся дожить до того времени, когда они будут обнаружены. И он сможет сказать, что его работа, начатая полвека назад, наконец-таки доведена до своего логического окончания. Или, по крайней мере, до той самой точки, где можно будет остановиться, оглянуться. И обозреть новые горизонты, открывающиеся перед исследователями.

С.НИКОЛАЕВ

ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
Нечаянные открытия

Нелегко раскрывает свои тайны природа. Но бывали в истории науки и случаи, когда озарение приходило к исследователю внезапно. Говорят, помог счастливый случай. Вот несколько примеров.

Жена немецкого химика Кристиана Шенбейна бывала недовольна, когда муж, не ограничиваясь занятиями в лаборатории, продолжал свои эксперименты и дома. Однажды она отлучилась из дома, и Шенбейн тут же расположился на кухне, где и газ, и вода рядом, и затеял очередную серию опытов. Как это случается, увлекшись работой, экспериментатор нечаянно пролил на стол один из составов. Пытаясь замести следы преступления, он поспешно вытер жидкость первой тряпкой, что попалась под руку. А это оказался фартук жены…

Химик повесил «улику» сушиться над плитой. Фартук высох и… исчез.

Так совершенно неожиданно открылось, что азотная кислота активно взаимодействует с целлюлозой, содержавшейся в хлопчатобумажной ткани, из которой был сшит фартук.

Произошло это в 1845 году, и нам до сих пор неизвестно, как объяснил муж исчезновение фартука своей жене. Зато известно другое: несколькими годами позже Шенбейн на основе своего открытия получил взрывчатое вещество – пироксилин.

Еще пример. Известна первая заповедь химика-экспериментатора: после каждого опыта руки должны быть тщательно вымыты, даже если они были в резиновых перчатках. Но начинающие экспериментаторы иной раз об этом забывают. Так случилось и со студентом Константином Фальбергом, который в 1879 году работал в одной из лабораторий США. Забывшись, он почесал немытыми пальцами зачесавшуюся губу и, к своему удивлению, почувствовал очень сладкий вкус. Фальберг еще раз лизнул пальцы – очень сладко! Осевшие на кожу кристаллики были позже названы сахарином и оказались при проверке в 500 раз слаще сахара.

Говорят также, что немецкий химик-органик Фридрих Август Кекуле «нашел» формулу бензола на прогулке в зоопарке, обратив внимание, как две обезьяны сцепились руками и ногами образовав кольцо. Английский микробиолог Александр Флеминг обнаружил пенициллин в заплесневелой лабораторной чашке, которую по правилам давно следовало вымыть. Француз Антуан Беккерель открыл радиоактивность, по случайности положив в шкаф с образцами различных руд пачку фотопластинок…

Этот список можно бы было продолжать. Включить в него, например, Климента Тимирязева, которому зеленый листок подсказал, как происходит процесс фотосинтеза, Александра Цветова, разглядывавшего, как по промокашке расплываются разноцветные разводы от чернильного пятна и изобретшего на основе этого метод хроматографии, и уж, конечно, о Дмитрии Ивановиче Менделееве, которому вроде бы его периодическая таблица привиделась во сне…

Но так ли случайны эти открытия? Француз Луи Дагер, экспериментируя с серебряными пластинками, как-то допустил ошибку. Время экспозиции оказалось мало, и четкого рисунка на пластинках не получилось.

Расстроенный Дагер положил пластинки на одну из полок шкафа, в котором он держал разные химические вещества, и продолжил работу. Заглянув через некоторое время в шкаф, он увидел, что на пластинках проявилось совершенно четкое изображение. Дагер вот уже несколько месяцев бился над тем, чтобы сократить время экспозиции. И понял, что какое-то вещество, хранившееся в шкафу, сработало как усилитель изображения. Но какое именно?

И чтобы выяснить это, Дагер начал поочередно освобождать шкаф от содержащихся в нем химикатов и проверять, не теряются ли при этом проявляющие свойства. Этот необычный эксперимент тянулся довольно долго – ведь в шкафу находилось несколько сотен различных препаратов. В конце концов он все-таки докопался до истины. Проявителем оказались ртутные пары, исходившие от открытой чашки со ртутью.

Так что случайность случайностью, но справедливо сказал Луи Пастер: «Не всякому помогает случай. Судьба одаривает лишь подготовленные умы».

Станислав СЛАВИН