Николай Дмитриевич стал перебирать в уме известные в химии адсорбенты, как называются поглотители, — окись алюминия, кизельгур, уголь… Вспомнилась работа по очистке спирта-сырца углем. Несмотря на крайнее разнообразие природы денатурирующих веществ, они почти все без исключения поглощались древесным углем. Уголь! Конечно, уголь, именно этот поглотитель может быть универсальным. Для угля безразличен химический характер адсорбируемого вещества, он должен поглотить любой газ.
Сами собой всплыли в памяти известные данные об угле: уголь имеет микромолекулярное строение, он подобен губке, которая тем больше поглощает воды, чем она пористее.
Какова же пористость угля? Если объем ячейки угля измеряется миллимикронами, то в ста граммах угля, в среднем занимающих 250 кубических сантиметров, будет 2500 миллиардов пор, а общая поверхность их составит 1,5 квадратного километра. Вот почему уголь должен поглотить и удержать огромные количества газа. По опытам Сосюра, один объем букового угля поглощает 90 объемов аммиака, а уголь кокосовых орехов, по Фавру, поглощает 178 объемов этого газа.
Значит, надо выбрать сорт угля с максимальной поглощающей способностью. Сначала испытать на хлоре, потом попробовать фосген, синильную кислоту… Скорей, скорей поставить опыты, проверить поглотительную способность угля на газах!.. Как это до сих пор не пришло ему в голову, а они с Садиковым бьются уже целый месяц!
Мысли опережали одна другую, складывался план испытаний. Ведь за ним уже стоял большой опыт применения угля для очистки спирта.
Итак, основное сейчас — выяснить, является ли сорбционная способность угля специфическим или универсальным его свойством. Потом надо будет проверить не только полезную активность угля к ядовитым газам, но и «остаточную» емкость. Это важно, чтобы выяснить возможные сроки действия фильтрующей массы. В известных работах по углю изучались главным образом адсорбционные свойства предварительно обезвоздушенных углей, но, учитывая практическое применение в противогазах, необходимо испытать уголь, находящийся в равновесии с газами и влагой воздуха, то есть такой, каким он будет при хранении в обычных полевых условиях. Не будут ли поглощенные из воздуха водяные пары уменьшать его адсорбционную способность? А что будет при смеси газов? Окажется ли уголь способным удерживать разные газы из смеси их, как будет изменяться его поглотительная способность в этом случае?
Много еще вопросов задавал себе в эту ночь Николай Дмитриевич, шагая взад и вперед по своему кабинету. Он так и не ушел домой, с нетерпением ожидая утра.
Утро принесло разочарование. Когда они с Садиковым, сразу оценившим гениальную простоту и огромное значение пришедшей Николаю Дмитриевичу идеи, проверили пропусканием хлора через уголь его хлороемкость, она оказалась всего 5 процентов. Слишком мало для практического использования. Потребовались бы громадного размера противогазы.
Но ученый упорствовал: мысль верная, надо пробовать еще. Стали проверять другие угли.
Зелинский оказался прав: костяной уголь показал 35 процентов хлороемкости, кровяной уголь — 50 процентов. Однако использовать эти угли в противогазах неудобно: это порошкообразные, легкораспадающиеся материалы, да и количество их ограниченно.
Что же сделать, чтобы увеличить поглотительную способность простого угля? По определению Юона, в техническом березовом угле твердой углистой массы заключается лишь 29,7 процента объема угля, а 73,3 процента занято мельчайшими порами, наполненными воздухом. Но только ли воздух наполняет поры? Нет, обыкновенный технический уголь, находящийся в состоянии воздушного равновесия, заключает в своем объеме не только элементы воздуха, но и изрядную часть продуктов сухой перегонки дерева: углеводороды, смолы, окись углерода, углекислоту. Если удалить эти вещества, адсорбирующая поверхность угля увеличится, а значит, увеличится и его адсорбционная способность.
И вот ученый уже продумывает план повышения активности угля, метод активирования, «оживления» простого березового угля. Надо испытать прокаливание без доступа воздуха и, наоборот, с продувкой воздухом, предварительную промывку растворителями (спиртом, водой), введение добавок. Опять большой, глубоко продуманный план работ. Но ведь нельзя оставить и работы по проверке различных типов углей на различных отравляющих веществах. Все это потребует громадного количества опытов. Ну что ж! Ведь путь, основной путь ясен, а работа… когда ее боялся Николай Дмитриевич!
Через два дня в кабинете заведующего собрались служащие лаборатории. Это было первое заседание, посвященное использованию угля в деле защиты от вредоносных газов.
Слова Зелинского «ни дня, ни часа промедления» стали законом для сотрудников. Считая, что работы по углю должны быть как можно скорее развернуты широким фронтом, учитывая малочисленность своей лаборатории, Зелинский решил, не откладывая, сообщить о найденном средстве защиты от газов.
Через неделю после совещания с сотрудниками Зелинский писал докладную записку:
«В официальных сообщениях с фронта и частных письмах не раз подробно описывалась обстановка газовых атак, случаи поражения от них и немногочисленные случаи спасения солдат, находившихся на передовых позициях. Сообщалось, что только те оставались в живых, кто прибегал к таким простым средствам, как дыхание через тряпку, смоченную водой или уриной, или дыхание через рыхлую землю, плотно касаясь ее ртом и носом, или, наконец, спасались те, кто покрывал голову шинелью и спокойно лежал во время газовой атаки.
Эти простые приемы показали, что концентрация газов в воздухе была хоть и смертельно ядовитой, но все же сравнительно незначительной.
…Обсуждая в лаборатории вопрос о возможных мерах борьбы с газовыми атаками, мы решили обратить ваше внимание на простое средство, действие которого было бы вполне аналогично действию материи шинели или гумусу почвы. Как в том, так и в другом случае ядовитые вещества связывались не химически, а поглощались (адсорбировались). Таким средством является древесный уголь, но коэффициент адсорбции его по отношению к постоянным газам, как известно, много больше, чем у гумуса почвы».
Появились воззвания:
«Русские женщины! Делайте маски! Спасайте жизнь героя-солдата!»
«Мать! Твоя маска спасет твоего сына!»
«Не забывайте о воинах-героях!»
И маски шили. Шили их разного размера, иногда слишком большие, иногда слишком малые. Длинные завязки путались, короткие рвались. Были маски-повязки и маски-рыльца. И то и другое одинаково было непригодно. С фронта прорывались отчаянные вопли: «Маски не спасают!»
Эти «белые птицы», вылетающие из стен институтов для благородных девиц, женских монастырей, из гостиных великосветских особняков, не помогали на фронте. А между тем «белая легкая тень» мешала делу Зелинского, «черному делу», как окрестили тыловые остряки работу с углем.
Да, «черному». В Центральной лаборатории министерства финансов все, от профессора до простого служащего, ходили черными от угольной пыли. Весь персонал лаборатории занимался углем. Его обжигали, прокаливали, сортировали, просеивали, взвешивали, отравляли и снова взвешивали. Уголь березовый, липовый, еловый, буковый, разные сорта, разные методы обработки…
Центральная химическая лаборатория министерства финансов быстро превратилась в боевую противогазовую лабораторию.
При входе в нее на правой стороне спешно выложили кирпичную печь для обжига древесины.
В дальних комнатах все вытяжные шкафы заняты приборами для получения хлора, фосгена и других газов. Около 30 различных жидких и газообразных веществ было испытано в те дни на адсорбцию их углем.
Во дворе служители братья Цветковы весь день пилили дрова на 6-сантиметровые кубики для обжига. Иногда выскакивал во двор попилить — «проветриться» — кто-нибудь из химиков, изнемогших от многочасового сидения за аналитическими весами или бесконечной зарядки углем, трубок. Основные испытания на адсорбирующую активность угля проводились в стеклянных трубках, заполненных углем. Через них пропускался газ, трубки взвешивались до и после пропуска газа. Работа длительная, кропотливая, а людей было мало, очень мало. Весь персонал лаборатории — это В. С. Садиков и четыре лаборанта: