Огненные кристаллы

Леонид Репецкий| опубликовано в номере №1198, апрель 1977
  • В закладки
  • Вставить в блог

В руках у меня радуга. Самыми удивительными сочетаниями красок сверкают драгоценные камни. Поистине неповторима их палитра! Синие-синие сапфиры впитали в себя знойное небо и цвет полдневного южного моря. От лимонно-желтых кристаллов словно бы веет искрящимися на солнце песками пустыни...

Среди самоцветов, которые лежат в моей руке, особенно привлекателен кристалл пунцового цвета – рубин. В мире драгоценных камней ему принадлежит первое место после алмаза. Некоторые образцы рубина, особой чистоты и окраски, стоят даже дороже алмазов такого же веса. Но слишком редко удается людям отыскать в лаборатории природы такие удивительно крупные самоцветы, как мой рубин. Впрочем, он тоже не исключение. Этот камень вырос в огненной «колыбели» Института кристаллографии Академии наук СССР.

Аппаратчик Александра Степановна Жаворонкова подводит меня к установке для получения синтетического рубина. В бушующем пламени гремучего газа рождается самоцвет. Природе требовались тысячелетия, чтобы вырастить даже самый небольшой кристалл. Человек сумел намного ускорить этот процесс, научился создавать в искусственных условиях драгоценные камни любых цветов и оттенков.

Природа не баловала людей самоцветами. Немногочисленные рубиновые копи были не в состоянии обеспечить человечество драгоценными камнями Потребность в них стала особенно остро ощущаться, когда люди узнали о чудесных свойствах этого кристалла.

Сейчас рубин перестал быть монополией ювелиров. В повседневной жизни мы постоянно встречаемся с этим драгоценным камнем. Стрелки точнейших приборов, определяющих чистоту обработки металла, нитеводители в производстве искусственного волокна – рубиновые...

Кристаллизационный аппарат, на котором работает Александра Жаворонкова, – самой последней модели. В нем драгоценный кристалл растет со скоростью несколько миллиметров в час.

Передо мной рубиновый лазер. В момент вспышки он излучает красивый пучок света. Доказано, что в нем можно сконцентрировать мощность в сотни тысяч киловатт. Драгоценный камень рубин стал сердцем первых квантовых генераторов, посылающих остронаправленный пучок монохроматического красного света, в миллионы раз более яркого, чем те же лучи солнечного спектра

У квантового генератора большое будущее. Уже сегодня красный луч стал надежным помощником хирурга-окулиста при сложнейших мгновенных рациях на сетчатке глаза. Световая игла «квантовой» бормашины – луч рубина – конкурирует с ультразвуком. Луч лазера безболезненно делает в поврежденном зубе отверстие любого диаметра и глубины, сваривает микропровода в вакууме, «рисует» узоры на драгоценных камнях. Поддается рубину даже его старший брат – эталон твердости – алмаз. А часы на квантовом генераторе? Ошибка их хода – секунда за десять тысяч лет!

Практически немыслимо перечислить все возможности использования лазеров. Работники телевидения и радио мечтают о том, когда один луч сможет передавать десятки теле- и радиопрограмм. Лесорубы обратились к ученым с просьбой заменить лучами их пилы, а нефтяники – попытаться применить квантовые генераторы при бурении скважин...

Познать тайну кристалла – задача нелегкая. Лаборатория, которую возглавляет крупнейший советский ученый-кристаллограф, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии академик Николай Васильевич Белов, изучает «святая святых» кристаллов – закон их построения. Любого, впервые переступившего порог этой лаборатории, поражает тишина, царящая в ней. Здесь нет людей – первые отечественные дифрактометры, управляемые вычислительными машинами, ведут сложнейший эксперимент. Изучаемый кристаллик едва заметен глазу: его размеры не превышают доли миллиметра. Тончайший рентгеновский луч пронизывает его, и чувствительные счетчики фиксируют рассеиваемое кристаллом рентгеновское излучение. Полученная таким способом информация позволяет ученым определять взаимное расположение атомов в кристаллах, устанавливать расстояния между ними, что очень важно как для теории, так и для практики материаловедения, физики твердого тела, структурной химии и молекулярной биологии. Какова атомная архитектура того или иного кристалла, как образуются те или иные атомные узоры, каково их назначение, каковы свойства кристаллов и чем они определяются?.. Десятки вопросов, на которые приходится ответить ученым, прежде чем разработать методы выращивания кристаллов сегнетовой соли, кварца, корунда, сапфира, кристаллических пленок кремния, галлия, индия, германия...

В лаборатории, руководимой директором института академиком Борисом Константиновичем Вайнштейном, исследуются атомные структуры белков и других сложнейших объектов живой природы. В самое последнее время сотрудниками этой лаборатории получена атомная модель растительного белка пеггемоглобина, который играет решающую роль в процессе фиксации азота из воздуха бобовыми растениями.

Эти работы уже позади, а на очереди – новые поиски, новые надежды и победы.

– Долгое время, – рассказывает Николай Васильевич Белов, – существовало представление, что атомы кремния «ответственны» за строение кристаллов цементных минералов – продуктов, получаемых при обжиге известняка, мергеля. Эксперименты позволили выяснить, что свойства цемента зависят от атомов кальция. Оказалось, достаточно к минералам добавить чуть-чуть веществ, содержащих кальций, и цемент становится другим: его микрочастички как бы склеиваются между собой, появляются длинные цепочки молекул, которые наподобие арматуры пронизывают твердеющий бетон, скрепляют его. Нам удалось на основе исследований разработать новые составы цементных растворов, которые найдут широкое применение в строительстве различных зданий и сооружений, повысят качество строительных работ. Кстати, мы не одиноки в своих поисках. Так, в создании новых способов, ускоряющих твердение бетона и увеличивающих его прочность, вместе с нами приняли участие специалисты Химико-технологического института имени Д. И. Менделеева, Института нефтехимической и газовой промышленности имени И. М. Губкина и строительных организаций Москвы. Экономический эффект от внедрения наших предложений только на Московском домостроительном комбинате № 1 составил свыше двухсот тысяч рублей. Изделия из бетона выходят прочными, надежными, причем достигается значительная экономия цемента.

Ходить по лабораториям Института кристаллографии – это значит перелистывать все новые и новые страницы книги мастерицы-природы. В институте можно воочию убедиться, как ученые сами становятся искусными зодчими новых кристаллов, по образу и подобию природы творят новые образования.

Существует древнее индийское предание, согласно которому рубины образовались из капель крови, пролитой богами. «Падают капли тяжелой крови на лоно реки, в глубокие воды, в отражение прекрасных пальм. И назвалась река с тех пор Раванагангой, и загорелись с тех пор эти капли крови, превращенные в камни рубина, и горели они с наступлением темноты сказочным огнем, горящим внутри, и пронизывались воды эти огненными лучами...» – так рассказывает о происхождении рубина восточная легенда.

Я смотрю сквозь затемненное окошко в яростное пламя гремучего газа. В отблесках огня сверкает темно-красный рубин. Рубин, который вырастил человек.

  • В закладки
  • Вставить в блог
Представьтесь Facebook Google Twitter или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.

Виджет Архива Смены