По той степени преобразований, которым химическая промышленность подвергалась в настоящем веке под влиянием науки, она уступает место только электропромышленности. В результате этого она стала центральной отраслью промышленности современной цивилизации, такой отраслью, которая благодаря осуществляемому ею контролю над материалами имеет тенденцию распространиться и в конечном счете объединить более старые отрасли, как, например, горнорудную, плавильную, нефтеочистительную, текстильную, резиновую и даже в связи с тем, что она занимается удобрением и обработкой продовольствия, и самое земледелие.

Включение в химическую промышленность не только химии, но все больше также и физики привело здесь к радикальному разрыву с грязной, размещавшейся где-то на задворках, химической промышленностью начала XIX века. Упор на простое видоизменение и увеличение масштабов традиционных химических операций уступает место сознательно запроектированному химическому заводу, расчетливо строящему свою работу на применении результатов лабораторных исследований к операциям крупного масштаба. Такие операции требуют контроля, совершенно отличного оттого, каким обладали старые химики, контроля, основанного больше на применении приборов, чем на опыте и кустарных методах. Все это создало новую профессию инженера-химика, в то время как химик-физик, а в конечном счете и физик также начинают принимать непосредственное участие в работе химической промышленности.

Методы непрерывного потока, катализ и синтетический подход

Двумя основными характерными чертами, отличающими химическую практику XX века от практики XIX века, является применение методов непрерывного потока и катализаторов. Применение процессов непрерывного потока вместо цикличной подачи представляет собой химический эквивалент метода сборки, несомненно, намного опередивший его. Процесс этот предполагает значительно более полный контроль каждой его стадии, а следовательно, усиливает значение использования физических методов оборудования и автоматического контроля.

Другим серьезным достижением, которое только сейчас начинает показывать все свои возможности, явилось массовое применение катализа. Каталитические процессы исстари применялись в химии, однако современное применение катализа, особенно по отношению к нефтяной и газовой химии, настолько существенно отличается по своим масштабам от старых методов, что составляет новую эпоху в химии. Очищение и изменение химических веществ уступают место радикальным синтезам.

В прошлом химические продукты делались из натуральных продуктов путем процесса сепарации и превращения. В таких исключительных случаях, как случай угля, чрезвычайно сложный натуральный продукт шаг за шагом разрушается путем перегонки, а затем разлагается на множество побочных продуктов, которые в свою очередь могут быть превращены в более ценные химические вещества. В противоположность этому современная практика, беря в качестве исходных те же самые или подобные материалы, не делает попытки разложить существующие соединения, а разрушает все, вплоть до простейших соединений или даже элементов, причем новыми универсальными химическими материалами являются двуатомные молекулы, такие, как водород, окись углерода, кислород и азот. Из них с помощью катализаторов производятся все старые и новые химические продукты, особенно те, которые раньше получались естественным путем, но сейчас требуются в больших количествах и в более чистом состоянии, чем их может дать природа, как, например, высокосодержательное горючее, искусственный каучук и большое многообразие пластических масс и волокон.

Полимеры и пластические массы

Все эти вещества, за исключением горючих с низким молекулярным весом, составляют то, что мы называем полимерами, ожерельями молекул, автоматически связанных друге другом посредством цепной реакции, обычно вызываемой катализатором. В цепной реакции полимеризации в противоположность бурным разлагающим цепным реакциям окисления или ядерного расщепления каждая новая секция, присоединенная к молекуле, делает возможным дальнейшее присоединение. Если молекулы присоединяются друг к другу в одном направлении, то получается волокно, если соединяются в сильно разветвляющиеся цепи,—смола, или так называемая пластмасса. Разгадка механизма цепных реакций и полимеризации такими химиками, как Семенов и Мельвиль, знаменует одно из важнейших достижении химии в нашем веке. Их применение вызвало к жизни целую новую отрасль химической промышленности—промышленность искусственных волокон н пластических масс. Многие из них, подобно найлону и перспексу, являются сейчас обыденным явлением, хотя еще тридцать лет тому назад никто о них даже и не помышлял. В образовании и обработке полимеров новая рациональная химия с помощью таких физических инструментов, как виско-метры и рентгеновские камеры, проникает в область промышленности. Крепость и эластичность волокна, его прочность и пригодность для окраски—все это может сейчас быть достигнуто в соответствии со спецификацией. Это объясняется тем, что механизм, связывающий этот процесс с молекулярной структурой, начинает становиться понятным. Потребности войны имели решающее влияние на ускорение развития новой химической промышленности. Крупная промышленность синтетического каучука Соединенных Штатов была создана в течение двух лет, чтобы служить колоссальным потребностям современной войны. Это было бы немыслимо в мирное время, но основные трудности всегда были трудностями скорее финансового, чем технического порядка.

Молекулы, сделанные на заказ

Эпоха полимеров и пластических масс еще только начинается, и сами они представляют собой только первый пример материалов, сделанных по специальному заказу. В промышленной химии произошло то, что благодаря применению науки, в особенности физики, становится возможным сравняться и превзойти натуральные продукты по качеству и дешевизне. Химическая промышленность, которая, как мы видели, была вызвана к жизни главным образом текстильной промышленностью, теперь, как кажется, заменяет ее, по крайней мере в той степени, в какой это относится к производству волокна. Это не значит, что фабрика заменит ферму, но означает, что в будущем шахты, фермы, фабрики и лаборатории должны будут объединиться в один сложный поток химического производства, в котором молекулы будут браться в самых дешевых для производства формах и воплощаться в материалах, лучше всего способных удовлетворять потребности людей.

Научная химическая промышленность

Тот уровень, какой уже достигнут в этом отношении, служит признаком того, что химическая промышленность приобрела подлинно научный характер и значение, которое может сравниться только со значением электропромышленности. Разница между этими двумя отраслями промышленности состоит в том, что в то время как электропромышленность, целиком возникнув из открытий XVIII и XIX веков в области электричества, была в самом своем зарождении научной, химической промышленности пришлось осуществить полный переворот и перейти от самой древней традиционной процедуры к методам, основанным на рациональном подходе к разрешению конкретных проблем. Поэтому в обоих случаях спрос на ученых для обеспечения всех уровней будущей работы по исследованию, усовершенствованию и производству здесь больше, чем в любой другой традиционной отрасли промышленности, не исключая и тяжелую промышленность и машиностроение. Фактически примерно около трех четвертей всех научных работников, работающих в области промышленности вообще, занято в электрической или химической промышленности.

Точная химическая промышленность

В количественном отношении подавляющую часть химической продукции составляют тяжелые химикалии и пластические массы, вырабатываемые путем все более автоматизированных синтетических процессов. Качественно еще более важной, во всяком случае для будущего, является точная химическая промышленность, которая имеет все возрастающую тенденцию стать частью новой биологии. Химические методы, разработанные в последние годы XIX века для производства коммерчески ценных красителей, сейчас были в значительной степени направлены на изучение веществ, важных в биологическом отношении, сначала для производства исследований, а затем, очень скоро, с целью максимального использования полученных результатов в медицине или сельском хозяйстве.

Сточки же зрения химии будет достаточно сказать, что эта наука проявляет все признаки того, что она находится пока еще в своей ранней и чрезвычайно быстро развивающейся стадии.

Общественные потребности и научное планирование

Успехи биохимии и химиотерапии показали, однако, что в этой области наука будет иметь значительно большее непосредственное влияние на дела людей, чем когда-либо в прошлом. Весь мир может быть быстрее изменен теперь посредством какого-нибудь химического открытия, такого, например, как открытие палудрина для лечения малярии или атрицида против наганы, чем объединения энергии всего имеющегося на земле урана. Этот факт делает относительное развитие различных отраслей науки делом настоятельной общественной заботы. Нельзя уже больше полагаться на личные склонности и условия жизни отдельных ученых, часто даже не подозревающих всего значения разрабатываемых ими проблем, развивать по собственному усмотрению ту или иную область знания, когда правильный выбор этой области представляет собой, быть может, вопрос жизни или смерти для сотен миллионов людей. Это означает не столько необходимость в направлении работы ученых, сколько в лучшей системе научной подготовки, приспособленной к обществу, сознательно нацеленному на обеспечение максимального блага для человечества.

Похожие статьи:

1. Химическая защита насекомых
2. Микрокапсулы
3. Обеспечение человечества пищевыми продуктами
4. «ЗЕЛЕНЫЕ» НАНОТЕХНОЛОГИИ
5. ХИМИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ФОРМУЛЫ