Нгуэн-Ким Май Тхи - Комично, как все химично! [Почему не стоит бояться фтора в зубной пасте, тефлона на сковороде, и думать о том, что телефон на зарядке взорвется]

Теперь, когда отданные электроны стимулируют работу моего мобильника, литий-ионы отправляются обратно через электролит. На другой стороне, на положительном полюсе, электроны и литий– ионы снова встречаются. Когда все электроны возвращаются на другую сторону, батарейка оказывается пуста, и все можно начинать сначала!

Теперь давайте вернемся к путанице с терминами «катод» и «анод». В батарейке, перезагружать которую я не могу, катод – это всегда положительный полюс, а анод – отрицательный. Но в перезагружаемых батарейках это верно лишь наполовину, ведь мы только что видели, что зарядка и разрядка – это два противоположных химических процесса, поэтому определение катода и анода здесь следует уточнить. Анод – это электрод, на котором происходит окисление, а катод – электрод, на котором происходит восстановление.

При зарядке мобильника на отрицательном полюсе происходит восстановление, на положительном – окисление. Когда батарея разряжается – наоборот. Таким образом, окисление и восстановление всегда идут параллельно и никогда не происходят поодиночке. Здесь, как в межличностных отношениях, действует принцип «брать и давать»: брать = окисление (по-английски reduction), давать = восстановление (по-английски oxidation). Отсюда общий для обеих реакций термин – реакции редокс (redox). На этом вы справились с вводным курсом по окислительно-восстановительным реакциям, с чем вас сердечно поздравляю!

Бытует мнение, что прежде, чем заряжать мобильник, нужно по возможности разряжать его до конца и следить за тем, чтобы он не слишком долго оставался на зарядке. Это верно для никелевых батареек – тех, например, что в пультах дистанционного управления для телевизоров, старых свинцово-кислотных батареек это тоже касается. А современные литий-ионные батареи можно оставлять подключенными к зарядному устройству сколь угодно долго, потому что они устроены так, что зарядка автоматически останавливается, когда аккумулятор заряжен. Иначе смартфон стал бы довольно опасной штукой. И даже, было дело, действительно стал таковой, когда в 2016 году у пользователей начал вдруг взрываться Samsung Galaxy Note 7. Внутри батарейки вещества, буквально наполненные энергией, надежно защищены от внешнего мира и потенциальных реагирующих веществ. Но при экстремальном нагревании, повреждениях корпуса батарейки или конструктивных дефектах, которые ведут к перегрузке, возникают неприятности. В сочетании с входящими в состав электролита легковоспламеняющимися растворителями получается та еще мини-бомба.

Одному из создателей литий-ионной батарейки, Джону Гуденафу [24] Джон Гуденаф (John Bannister Goodenough) – американский ученый. В 2019 году вместе с Стэнли Уиттингемом и Акирой Ёсино стал лауреатом Нобелевской премии по химии за разработку литий-ионных аккумуляторов. – Прим. пер. , современные модели кажутся недостаточно хорошими (кстати, его фамилия по-английски пишется Goodenough и переводится как «достаточно хорошо»), и он работает над еще более надежным вариантом, отличительным свойством которого должен стать твердый стеклообразный электролит. Но не беспокойтесь, мы не должны бояться и ждать, когда на рынке появятся батарейки следующего поколения. Во взрывоопасной модели «Самсунга» был производственный дефект, который, надо надеяться, в ближайшем будущем не повторится. Однако, если представить себе, как взрывается огромная батарея «Теслы», мало не покажется…

И все же высокая температура – это не очень хорошо, в частности потому, что химические реакции при высоких температурах могут происходить быстрее. Следовательно, от перегрева мобильник быстрее разряжается. А общий срок службы аккумулятора мобильника или лэптопа можно продлить, если держать его в прохладе. Кроме того, хорошо всегда иметь с собой зарядный кабель, поскольку литий-ионные батарейки живут дольше, если их как можно чаще держать в значительно заряженном состоянии. С каждой разрядкой батарейки со временем происходят потери в емкости, и аккумуляторы теряют в мощности. А если вы в пути и батарейка почти села, лучше выключите мобильный, вместо того чтобы дать ему разрядиться.

Потому-то я сейчас и выключила свой телефон, но это было не очень умно: он снова мне понадобился.

– Я на месте, – написала я Кристине.

– С бокового, – ответила она.

Обычно Кристина пускает меня в институт с бокового входа, поскольку меня держит под прицелом некто господин Лэссиг. Он занимает должность уполномоченного по вопросам безопасности, то есть отвечает за безопасность лаборатории, и его фамилия – это не его кредо [25] Фамилия Лэссиг (Lässig) переводится как «небрежный». – Прим. пер. . Сегодня он точно проводит меня строгим взглядом, потому что на мне короткие брюки и сандалии. Нет, он не один из тех неприятных типов, что подкатывают к молодым женщинам в вагонах-бистро, – из соображений безопасности в лаборатории можно ходить только в закрытой обуви и длинных брюках. И, естественно, я ни к чему в лаборатории не могу прикасаться, пусть даже и дипломированный химик. Это дозволено только сотрудникам института, прошедшим соответствующий инструктаж у господина Лэссига.

Поскольку Кристина работает и по выходным, иногда я могу использовать ее лабораторию в корыстных целях – как съемочную площадку. Там можно, например, посыпать на пол жидкого азота и пройтись лунной походкой в тумане, получается прекрасный съемочный материал. (В закрытой обуви и длинных брюках, конечно же.) К счастью, YouTube господин Лэссиг не смотрит.

Я проскальзываю через боковой вход незамеченной и, как обычно, направляюсь в офис Кристины. Но вдруг она дергает меня за рукав и говорит:

– Нет, там Дино.

Вместо офиса Кристина тащит меня в кафетерий. Как и большинство помещений института, он представляет собой современную коробку из стекла. Выглядит модерново, но чувствуешь себя там под постоянным наблюдением. Возможно, именно поэтому в кафетерии сейчас пусто, никто ведь не хочет быть застуканным в ничегонеделании. Но Кристина может позволить себе выпить в стеклянной коробке чашку кофе: здесь знают, как много она работает.

В огромные лаборатории тоже можно заглянуть со всех сторон. Когда здесь коллеги из прессы, они наверняка радуются количеству стеклянных перегородок – их можно изрисовать формулами, и получится хороший фотоснимок. Сотрудники, должно быть, чувствуют себя под постоянным наблюдением. Всякий раз, когда я здесь бываю и вижу белые халаты за стеклом, у меня возникает ассоциация с лабораторными крысами. Директор института, профессор, доктор наук и почетный доктор Карл Кауссен, известный под кличкой Король К., очень гордится этими стеклянными перегородками. В прошлом году мне выпала возможность вместе с несколькими коллегами из университетской и местной прессы попасть на эксклюзивную экскурсию по «инновационному пространству».