Белые пятна безбрежного океана

Уплотняя вещество и сближая молекулы, сверхдавления способны вызвать образование полимерных цепей. Именно с использования высоких давлений и началось освоение производства первых пластмасс.

Однако до сих пор в производстве полимеров использовались статические давления порядка 10⁷ Па. И лишь в самое последнее время предприняты попытки полимеризации с помощью ударных давлений в десятки и сотни тысяч атмосфер.

Нам представляется возможным использовать в качестве инструмента для полимеризации... воду! В воде легко создавать ударные давления и в миллионы атмосфер. Конечно, заранее никто не может сказать, как поведут себя растворенные в воде вещества при таких давлениях, но в том, что полимеризация их возможна, мы можем (забегая вперед) сослаться на хорошо известный исторический пример происхождения белковой молекулы, праматери всего сущего на Земле - она возникла в воде. А что же такое белок, как не сложнейший полимер?

Это будет совершенно новая отрасль производства синтетических веществ. Сегодня никому в голову не придет соединить в полимерные цепи атомы железа. Или меди. Но кто знает, не станет ли это возможным в будущем с помощью воды и в самой воде?

Вода станет надежным союзником большой химии.

Обманутая кавитация

Ударные давления способны вызвать самые различные качественные превращения вещества. В том числе и самой воды.

До сих пор разрушительная деятельность кавитационных пузырьков, возникших в потоке жидкости, трактовалась лишь как механическое воздействие на кристаллическую решетку металла. Непонятным в этой механической трактовке оставалось одно обстоятельство: почему кавитация довольно легко "расправляется" с одними металлами и сплавами и "ломает зубы" о другие, менее прочные металлы и сплавы?

Тут-то и вспомнили сущую малость, которой и нам не было нужды касаться. Оставаясь лучшим диэлектриком на Земле, вода все-таки не является идеальным препятствием для электрического тока. Даже при нормальных атмосферных условиях в ней самопроизвольно образуются ионы. Совсем в ничтожном количестве, но все-таки образуются. В 1 т воды содержится всего лишь 0,1 мг ионов Н⁺ и 1,7 мг ионов ОН.

Однако в тот момент, когда лопается кавитационный пузырек, возникают ударные давления в сотни тысяч и миллионы атмосфер, они обрушиваются на стенки трубы и, естественно, на близлежащие слои самой воды. Если под воздействием этих давлений рушатся кристаллы металла, так почему должны устоять молекулы воды?

Распавшиеся молекулы воды - это уже суть ионы водорода и кислорода. Такая вода далеко не диэлектрик. Она - кислота чудовищной силы, в сравнении с которой все известные в химии кислоты покажутся безобидными жидкостями. Вода превратится в реактив, способный вызвать бурную ионообменную реакцию с металлом, из которого изготовлены труба, винт теплохода или лопасти турбины.

Такими соображениями руководствовались советские инженеры М. Трифель, Е. Штерн, А. Хаиларов и С. Мехмандеров, решившие "обмануть" кавитацию.

На Волжской ГЭС им. В. И. Ленина на ремонт была остановлена одна из турбин: за три года кавитация "съела" на ее лопастях 243 кг специальной антикавитационной стали. Согласитесь - "аппетит" у кавитации завидный! Колесо наварили, привели в порядок. Затем в колодце над колесом и под колесом смонтировали по медному поясу. К поясам и к колесу подключили ток низкого напряжения, т. е. сознательно превратили турбину в своеобразный гальванический элемент, с таким, однако, расчетом, чтобы ионообменная реакция шла между водой и медными поясами, минуя лопасти турбины.

Через три года опытную турбину снова остановили на ремонт. Оказалось, что на этот раз кавитация "съела" всего лишь 7,35 кг металла - в 40 раз меньше, чем до включения электрической защиты!

Искусственная вода

Итак, вода не просто Н₂О. Она - смесь из окислов различного сочетания изотопов водорода с изотопами кислорода. Число возможных сочетаний довольно велико - 42. Из них более или менее изучены 2. Остается еще 40. И даже при самом смелом полете фантазии невозможно предсказать, какие самые неожиданные свойства раскроет нам та или иная модификация воды.

Ясно, что по мере познания структуры воды, применяя все более совершенные методы теоретического анализа, используя ЭВМ, ученые смогут предсказать если и не все, то весьма многие свойства этих оставшихся 40 сочетаний. И не беда, если в природе не существует воды с предсказанными свойствами. Она будет создана сначала в лаборатории, а затем ее производством займется промышленность.

Мы убеждены, что именно одной или нескольким разновидностям воды, которые будут открыты в будущем, предстоит сыграть решающую роль в раскрытии таких биологических проблем как наследственность, деятельность мозга, излечение от недугов, долголетие... Но мы опять забегаем вперед. О той роли, которую вода играет в живой материи, пойдет речь дальше.

Вода и биология

Происхождение жизни на Земле