Правда, химики уже однажды предложили специалистам поверхностно активное вещество, образующее на поверхности раствора стойкую шапку пены, сквозь которую ни капельки раствора, ни пары ангидрида пробиться не могут. Это вещество - хромин. Но, во-первых, он дорог - 55 рублей килограмм, во-вторых, недолговечен, поскольку сильноокислительная среда и довольно жесткие условия электролиза быстро разрушают даже фторорганический каркас хромина. Да и производство его небезопасно, а экологически очень вредно. Поэтому особых "поклонников" у этого вещества практически нет. А если его все же и применяют, то, поверьте, не от хорошей жизни.
Другое дело - хромоксан. Он снимает с повестки дня сразу многие проблемы технологического процесса хромирования.
Директор института академик А. В. Фокин так характеризовал создание хромоксана: "Это интересная и полностью оригинальная работа. Нашему институту принадлежит приоритет не только на применение вещества, но и на его синтез. Такой отрадный результат вырос из многолетних фундаментальных исследований, выполняемых школой Ивана Людвиговича Кнунянца".
Заменить хромин - именно так скромно определялась создателями нового вещества первоначальная задача. Но заменитель должен быть не менее эффективен и дешев.
Как же решить эту проблему?
Нет, не зря академик А. В. Фокин упомянул о многолетних фундаментальных исследованиях. К ним, к опыту лабораторного фторорганического синтеза, и решено было обратиться. А он в 70-е годы обогатился методом катализа анионами (анион - отрицательно заряженный ион) фтора. Помнится, что одно время фтор-ион популяризаторы науки именовали в своих статьях не иначе, как "протоном фтороргаников". С помощью именно этого метода, путем катализа пятифтористой сурьмой ученые института из недефицитных, выпускаемых отечественной промышленностью, соединений получили необходимую для производства хромоксана соль. А в промышленных объемах синтезировали его на опытном заводе Боркславского филиала ГосНИИХлорнроекта.
Здесь, вероятно, вполне уместно сказать, что коллектив филиала отличается удивительным чутьем на новое, творческим подходом к решению самых сложных, но и самых злободневных проблем. Знаю это по опыту совместной работы ИОНХа с бориславскими коллегами над созданием промышленною способа получения муравьиной кислоты, о чем речь еще впереди.
Завершить же СБОЙ рассказ об одном из 50 тысяч соединений, синтезированных советскими химиками, хочу краткой характеристикой нового вещества: хромоксанпри всей дешевизне в девять раз долговечнее хромина, а требуется его, чтобы практически полностью предотвратить потери хрома, в 13.5 раза меньше. Покрытия, наносимые методом электролиза с добавками хромоксана, оказываются удивительно монолитными, поскольку соединение действует еще на стадии образования пузырьков водорода. По крайней мере, хромирование титана - важнейшего и необходимейшего для всех приоритетных направлений научно-технического прогресса металла, стало вя"- можиым только после применения хромоксановой добавки. Она, без всякого преувеличения, счлит народному хозяйству миллионные прибыли.
Химии под стать и превращения другого рода. Она, к примеру, может так изменить, облагородить, "перекроить" существующий испокон веков материал, что он приобретает новые, не значившиеся за ним прежде достоинства и свойства. Недаром же в двери химических лабораторий все чаще стучатся энергетики и машиностроители, медики и пищевики, микробиологи и фармацевты, строители и аграрники. И чем невиданней заказ, тем интереснее работать над ним.
Иногда приходится объединить в одном и том же материале "лед и пламень". Как уж тут не вспомнить удивительную сказку о снежной королеве, несколько переиначенную в недавней телевизионной постановке? В ней по воле сценариста королеве с ледяным сердцем (играет ее. как всегда превосходно, Алиса Фрейндлих), которой и теплый ветер - серьезная угроза, захотелось вдруг горячего молока. Но то - сказка. А если в жизни, в технике необходимо совместить, казалось бы, абсолютно несочетаемые свойства в одном и том же материале? Ну, например, такие, как способность поглощать тепло и одновременно защищать от него заданную поверхность.
Вот такую нелегкую задачу поставила перед моей наукой в свое время космонавтика. И химия блестяще с ней справилась, создав расплавляемые и уносимые набегающим потоком газа материалы, получившие название абляционных.
Обмазки, созданные на их основе, надежно защитили от перегрева и сгорания при входе в атмосферу наши космические летательные аппараты и головные части ракет-носителей. Они же успешно охладили камеры ракетных двигателей.
Если специальной обмазкой, обладающей такими способностями, покрыть несущие деревянные конструкции в здании, они окажутся для огня неуязвимыми. И если уж в химическом цехе и случится пожар, то опоры межэтажных перекрытий, обработанные такой обмазкой, окажутся под надежной теплозащитой. Ее обеспечит вспучившаяся поверхность. А что значит выиграть при пожаре дополнительные минуты, говорить не приходится. Аварийная ситуация ликвидируется. Но обмазки - вещества "экзотические", с редким применением. Да и пожары, к счастью, случаются не каждый день.
Надо сказать, что, помимо явных "отклонений" от нормы, эти новые материалы еще и не вписывались в силу своей специфичности в многочисленное конструкционное семейство, поскольку последнему вменяется в обязанность противостоять внешним силам и не разрушаться под их воздействием. И хочешь - не хочешь на повестке дня появился вопрос: какие же материалы можно считать собственно конструкционными? Те, "традиционные", которым в качестве основного свойства положено обладать заданной удельной прочностью или жестокостью?
А если крайне важным для повседневной научной и инженерной практики оказываются материалы с иными достоинствами, в которых на первый план выступают то же абляционные свойства или повышенное сопротивление коррозии, или, наконец, диэлектрические характеристики?
Вот и пришлось изменить "устав" конструкционных материалов, внося в него поправки с учетом требовании развивающейся техники. Однако в настоящее время и конструкционные (то есть используемые при конструировании машин и аппаратов материалы о заранее определенными конкретными свойствами), и специально синтезированные химией по заказу различных отраслей науки и техники материалы все чаще называют общим именем - новые. Сюда относят и композиционные материалы или, как их все чаще сегодня называют, композиты.
Что же принято сегодня называть композиционными материалами? Это материалы из металлической или неметаллической основы (матрицы) с заданным распределением в ней упрочнителя. В качестве последнего могут выступать всевозможные волокна и даже кристаллы. Прообразом композитов считается железобетон.
Композиционных материалов сегодня множество, и "семейство" их постоянно увеличивается, а основные их качества становятся все более разнообразными. Всю эту богатейшую номенклатуру делят на несколько групп.
Наибольший интерес для техники и приоритетных направлений научно-технического прогресса представляют армированные волокнами или нитевидными кристаллами, и слоистые, где упрочнитель - материалы, полученные путем прокатки или прессования. Разумеется, такое разделение композитов весьма условно.
Среди новых материалов сотни любопытнейших.
Иные уже освоены промышленностью, другие стоят на заводских порогах, ожидая применения. Взять, к примеру, конструкционную техническую керамику.
К ней, не преуменьшая ведущей роли металлических конструкционных материалов, исследователи проявляют все больший интерес. Правда, речь идет в данном случае не о традиционных видах керамических материалов, а о новых материалах на основе специальной жаростойкой и ударопрочной керамики. В настоящее время работы в этой области продвинулись вперед настолько, что, по-видимому, в ближайшие годы именно они станут одним из важнейших промышленных конструкционных материалов наряду с металлами, вяжущими веществами на основе цемента и полимерами.