Петр Образцов - Удивительные истории о веществах самых разных

А пока дело не дошло до подземной газификации, уже сейчас можно использовать угольный метан – тот самый попутный газ, из‐за взрывов которого погибают шахтеры. Как обычно, у нас этот газ лишь начинают использовать – первый промысел только что появился в Кузбассе, а в США добывают уже около 50 миллиардов кубометров угольного метана, что составляет до 10 процентов суммарной добычи газа в стране. И этот, и любой другой горючий газ можно использовать не только для получения электричества, отопления и приготовления пищи, но и как топливо для автотранспорта. В России уже давно ездят машины на сжиженном пропан-бутане, а сравнительно недавно появились и автобусы на сжатом метане.

Переделка двигателей под газообразное топливо не такая сложная задача, однако есть и более простой путь – сжижать уголь и заправлять автомобили не бензином из дорогой нефти, а жидким синтетическим горючим. Для превращения в жидкое топливо к углероду угля необходимо присоединить водород; этот процесс был впервые реализован в Германии (синтез Фишера – Тропша), почти лишенной источников нефти во время Второй мировой войны. Ныне крупные нефтяные компании снова строят заводы по производству синтетического горючего из угля, воспользовавшись значительными достижениям в создании катализаторов для этого процесса. В России собираются строить аналогичный завод в Кузбассе уже в ближайшее время – научные основы процесса у нас разработаны достаточно хорошо, в частности в новосибирском Институте катализа. Конечно, синтетическое горючее пока несколько дороже бензина, но прогресс технологии скоро собьет цену. А главное – это возможность использования несметных запасов угля вместо сжигания нефти, которую гораздо выгоднее перерабатывать в полимеры.

И наконец, почему бы не вернуться к использованию в качестве топлива древесного сырья? Разумеется, в бедных странах до сих пор топят дровами, соломой и даже сушеным навозом, но современное биотопливо может с успехом заменить мазут или уголь и в развитых странах. Только теперь это не просто «дровишки, из леса вестимо», а топливные гранулы из перемолотых отходов (щепа, кора, опилки, солома, куриный помет и т. п.). Древесные гранулы дешевы и идеально подходят для отопления домов. При этом они повышают настроение населения, поскольку дают ему возможность ощутить себя защитниками экологии. В США используется около 2 миллионов тонн гранул, частично импортируемых из Канады, в России производится 1 миллион тонн, по большей части на экспорт.

А не устроить ли нам Великую деревянную революцию? Чего-чего, а мусора в России хватает. Впрочем, простейшим решением энергетических проблем нашей страны было бы сокращение чудовищных потерь этой энергии из‐за бесхозяйственности. Но это уже не к ученым и технологам.

Ну и в завершение – стихи, вернее, песня всеобщего любимца Владимира Высоцкого. Даже в каменном угле, точнее, в его добыче можно усмотреть истинную поэзию.

Время от времени в печати появляются заметки, согласно которым некий западный профессор рассчитал стоимость человека средних размеров.

Ну конечно, мы состоим из стольких‐то кило водорода, кислорода, углерода, азота, изрядного количества фосфора и кальция и по чуть‐чуть различных микроэлементов. Если взять рыночную стоимость этих веществ и сложить, то можно якобы увидеть, что человеческое тело стоит всего‐то пару десятков долларов.

Но все это чушь. Такой расчет в принципе неверен и невозможен уже хотя бы потому, что не существует никакой рыночной стоимости углерода или фосфора. В торговых справочниках можно найти цену на эти и многие другие вещества, но всегда с указанием степени очистки. Это означает, что привычное нам железо действительно может стоить несколько центов за килограмм, но только железо невысокой чистоты, которое обычно и используется в промышленности и в быту. Гвоздь, например, сделан из железа с чистотой примерно 97 процентов. А вот железо с чистотой 99,9999 процента и выше стоит в тысячи раз дороже, чем обычное. То же самое относится к кислороду, водороду и прочим элементам наших тел. Ну и какую же чистоту имеет в виду тот «профессор»? Иными словами, стоимость бочки меда с размешанной ложкой дегтя вряд ли равна сумме стоимостей каждого из компонентов…

Но это еще не все. Куда важнее то, что человек состоит все‐таки не из элементов, а из химических соединений, среди которых есть и копеечные – вода, фосфаты кальция в костях и запредельно дорогие, стоящие намного, намного дороже золота. К таким веществам относятся ферменты, о которых – отчасти благодаря рекламе стиральных порошков – в последнее время стало известно повсюду.

Само слово происходит от латинского «ферментум», что означает «брожение» или «закваска». В научной литературе и в англоговорящих странах сам процесс брожения называется ферментацией. Убедительно просим читателей не употреблять этого слова, потому как по‐русски оно означает нечто гораздо более узкое, а именно биохимическую переработку сырья – чайного листа или табака, например, под воздействием ферментов, содержащихся в нем самом. Но на упаковках порошков и этикетках косметических средств, произведенных за границей или на дочерних предприятиях иностранных фирм, нередко используют этот термин ввиду невежества переводчиков. Так что fermented cabbage означает не «ферментированную» капусту, а обычную квашеную.

Человечество знакомо с ферментами давно, без них немыслимы, например, хлеб, вино и сыр. Однако только в 1897 году Бухнер доказал, что для сбраживания сахара в спирт не требуются живые микроорганизмы дрожжей и вполне можно обойтись соком дрожжевой культуры с удаленными клетками. Таким образом, было установлено, что брожение вызывают именно вещества, а не «существа», как полагал великий Пастер. Явление катализа, то есть резкого ускорения реакций в присутствии небольших количеств некоторых соединений, к тому времени уже было хорошо известно, поэтому ученые поняли, что имеют дело именно с катализаторами, но биологической природы, иными словами, с ферментами. С точки зрения химии они являются белками, важнейшими для жизни веществами. Ферменты при брожении служат также для образования белков, образующих новые дрожжевые организмы, и не в одном научно-фантастическом романе середины прошлого века описывались мрачноватые картины будущего мира, где население питается дрожжами вместо мяса, рыбы и прочих продуктов. Дрожжи действительно богаты белком (40 процентов) и витаминами, особенно группы B. Однако публика, кроме вегетарианцев и фанатов здорового питания, почему‐то относится к ним как к пищевому продукту лишь с весьма умеренным интересом.