Глазами Монжа-Бертолле

Не так давно разработан способ синтеза полифенилена. Молекула продукта представляет собой длинную цепочку из бензольных колец. Правда, они сцеплены не так, как шестиугольники в соединении, полученном Топчиевым и Каргиным. Не так тесно, не бок о бок: каждый цикл связан с другим валентной ниточкой. Вещество труднорастворимо и неплавко. А главное, выдерживает нагревание до 400–700 градусов! И это не предел термостойкости у органических полупроводников.

Трудно поверить, что органический полимер может выстоять в пламени, от которого плавится железо. И тем не менее факт налицо. Химики научились получать полиацетилен. В нем чередуются одиночные и тройные связи: НС = C—(—С = С—)_n—C = CH. В тройных связях свободных пи-электронов вдвое больше, чем в двойных. Эффект сопряжения, понятно, и здесь обусловливает электропроводность. Но в отличие от большинства своих собратьев полиацетилен выдерживает жару в 2000 градусов! Лишь при 2300 градусах он переходит в графит.

С каждым днем пополняется семья молекул с замечательными электрофизическими свойствами. Успехи квантовой химии непрерывно раздвигают границы поиска в органической химии. То ли еще будет впереди!

Однако здесь настала пора оговориться и трезво посмотреть в лицо действительности глазами инженера-конструктора.

Вот молекула-полупроводник. Многообещающий. Гибкий. Термостойкий. Но… увы, слишком коротенький. Самая длинная молекула невидима и в наимощнейший электронный микроскоп. Оперировать такими объектами, даже в наш век микроминиатюризации, и самому искусному Левше покамест не под силу. Неужели же столь соблазнительная идея окажется техническим пустоцветом?

— Нет! — уверенно говорят ученые.

Будут электростанции в рулонах, мягкие счетные машины, рубашки-батарейки. На смену эпохе микроминиатюризации придет эпоха макроминиатюризации. Полупроводниковые слои будут становиться все тоньше. Но вместо крохотных, с почтовую марку или папиросную коробку, электронных приборов появятся гектары полимерных пленок, которые не позволят Солнцу впустую транжирить золотые потоки лучей.

На чем основана столь категорическая уверенность? Здесь бы в самую пору поговорить о всемогуществе человеческого разума. О неизбежности победы света знания над мраком незнания. О том, что наука «вся — езда в незнаемое». Что сегодня нельзя предвосхитить завтрашние революции в науке и так далее. Выпустить на читателя полную обойму всего, на что так падка чернильная душа журналиста.

Но нынешнего читателя на мякине не проведешь. Ему подавай конкретные факты. Конкретные пути развития, претворения, внедрения. А если их нет? Вернее, пока нет? Тут-то и можно удариться в фантастику. Бодро строить прожекты, один другого проницательнее. Словом, почти как у Герберта Уэллса.

Сказать правду, такой спасательный круг здесь тоже мало поможет. Уж лучше выложить начистоту то, что прячется за сухими строчками научных отчетов. При всей скромности выводов они вызывают уважение своей строгостью и аргументированностью.

Вот что сказано в монографии «Органические полупроводники», выпущенной издательством Академии наук в 1964 году: «Когда мы имеем дело с ансамблем молекул, то механизм проводимости складывается из двух процессов — движения носителей тока по молекуле и процесса перехода их от молекулы к молекуле… Благодаря особенностям линейных высокомолекулярных соединений в них сравнительно простыми методами можно варьировать надмолекулярную структуру и тем самым оказывать влияние на межмолекулярные расстояния, на условия контакта между молекулами, а следовательно, и „управлять“ электропроводностью. Картина, безусловно, усложнится при переходе к реальным материалам, молекулы которых полидисперсны, где всегда имеются примеси, могущие быть донорами или акцепторами».

«Полидисперсны» — значит разнокалиберны, имеют разные размеры. Такая неоднородность может помешать архитекторам микромира создавать полупроводниковые молекулярные ансамбли.

И еще: «Для решения вопросов, определяющих переход носителей тока от молекулы к молекуле, необходимы прежде всего глубокие структурные исследования».

Межмолекулярные расстояния… Надмолекулярная структура… Постойте-ка, ведь мы уже немного знакомы с содержанием этих терминов. Помните водородную связь и донорно-акцепторное взаимодействие? В металлическом кристалле, в органическом полупроводнике, в клетке ли — всюду огромна роль среды, окружающей молекулу.

Именно здесь пролегают тропы во многие заповедные уголки науки. Тропы неторные, нехоженые и потому так призывно манящие к себе неугомонную нашу молодежь.