Юный техник, 2003 № 12

Нечто подобное, только на куда более совершенном технологическом уровне и предлагают нанотехнологи сегодня. Кроме компьютеров, молекулярные микродвигатели могут пригодиться также в диктофонах, миниатюрных видео- и фотокамерах, часах. За ними последуют молекулярные роботы-ремонтники, которые будут вживляться в человеческий организм для устранения физиологических и генетических повреждений на молекулярном уровне, даже оживления мертвых клеток. Возможно и построение этаких псевдорастений и псевдоживотных — искусственных аналогов живых производителей пищи. Наконец, мы отправим в космос целые колонии нанороботов, которые займутся не только исследованием Вселенной, но и созданием «человеческих» условий обитания на других планетах.

Публикацию подготовили А.АНАТОЛЬЕВ и С.НИКОЛАЕВ

СДЕЛАНО В РОССИИ Сделано из… кухонного газа

Ученые Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук нашли простой и дешевый способ превращать природный газ в жидкое моторное топливо.

Сообщение об этой работе вызвало интерес во всем мире. Дело в том, что пока в мире добывают преимущественно ту нефть, до которой легко добраться. Когда она кончится, керосин и бензин вырастут в цене. Так что поиск новых способов получения горючего — дело весьма перспективное. Тем более что определенный опыт уже есть. В годы Второй мировой войны, например, Германия наладила производство моторного топлива из угля. Позже такое производство возникло в Южно-Африканской Республике (ЮАР). Производство оказалось вполне рентабельным, так что, казалось бы, этим путем можно пойти и другим странам. Но добыча угля — дело трудоемкое и опасное: каждый миллион тонн угля, добываемого, например, в Донбассе, стоит одной человеческой жизни.

Проще и дешевле производить моторное топливо из природного газа. Если превращать его в жидкое горючее, можно сэкономить половину всей добываемой на планете нефти, и каждый километр пути, проделанный автомобилем или самолетом, станет чуть не вдвое дешевле.

Собственно, для химиков здесь ничего нового нет. Известны многие рецепты изготовления бензина из бытового газа. Суть их в том, что метан нужно окислить.

Казалось бы, все просто, но, если вы попытаетесь сделать это известным всем способом — поджечь газ, — у вас получится тепло, углекислый газ и вода. И это логично: когда мы поджигаем газ, метан сначала распадается на водород и окись углерода, а затем они мгновенно сгорают, превращаясь в углекислый газ и воду.

Смесь водорода и окиси углерода ученые называют синтез-газом. Из него они умеют получать многие вещества, в том числе и моторное топливо.

И до сих пор синтез-газ получали с помощью дорогой аппаратуры и катализаторов. Другой путь — научиться прерывать реакцию окисления метана сразу же после первого этапа.

Эту задачу, собственно, и решали ученые Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук под руководством академика Н.А. Платэ и профессора Ю.А. Колбановского.

Как показали исследования, если провести реакцию за десятитысячные доли секунды при давлении 150 атм и температуре 1500 °C и успеть за это время давление и температуру сбросить до нормальных значений, то синтез-газ образуется без всяких катализаторов.

Но возможно ли это в принципе?

Еще тысячи лет назад аборигены Австралии добывали огонь с помощью бамбукового стаканчика. На дно его клали сухую траву, а затем втыкали в него точно пригнанную по диаметру палку. Давление воздуха в стаканчике быстро росло, поднималась температура, и трава вспыхивала. Процесс длился сотые доли секунды.

Давление достигало 20 атм, а температура — 400 °C (рис. 1).

Согласитесь, неплохо для примитивного устройства!

Тот же принцип инженер Рудольф Дизель использовал в XIX веке в своем знаменитом двигателе. В цилиндре его воздух сжимается до 170 атм и нагревается до 700 °C. В этот момент в него впрыскивается и сразу же вспыхивает мелко распыленное топливо. В цилиндре дизеля, кстати, могут воспламеняться даже угольная пыль и древесные опилки!

Можно вспомнить и американца К.С. Фалька, создавшего в 1906 г. устройство для изучения процессов, происходящих при быстром сжатии газов, в котором тяжелый поршень, падая, быстро сжимал газ до давления 500 атм (см. рис. 2).

Когда после этого газ подвергали анализу, в нем находили разнообразные следы химических реакций. Но как они возникали, при каких давлениях и температурах, определить точно не могли: после каждого падения поршень в цилиндре некоторое время прыгал, словно мячик, создавая при каждом своем прыжке новый скачок давления и температуры и новые химические продукты.