И не только переняли давно известное. Выяснилось, что они умеют делать много такого, о чем мыло и не «помышляло».
Исследования показали: если изменять длину и строение «хвоста» в молекулах высших жирных спиртов, можно получать столько разнообразных моющих средств, что среди них обязательно найдутся великолепные мастера по удалению с тканей и предметов любого органического вещества, будь то жир или белок, краска или лак, воск или смола. То, перед чем робко отступало древнее мыло, теперь растворяется и исчезает при первом появлении меньшого пенистого брата.
Новые вещества моют в два-три раза быстрее и лучше, чем мыло, не портят ни шерсть, ни шелк, ни искусственные ткани. Для них безразлично, в какую воду они попадают — в речную, колодезную, дождевую или морскую: всюду они чувствуют себя уверенно и немедленно вступают в схватку с грязью.
А теперь — самое неожиданное. Только половина новых поверхностно-активных веществ идет на стирку и мытье. Куда же идет остальное?
Во-первых, их используют для снижения твердости металла при его обработке на токарных и шлифовальных станках. Они увеличивают скольжение, и поэтому их применяют в качестве смазки в машинах. При бурении глубоких скважин в скалах без «мыл» тоже не обойтись: они уменьшают и трение, и твердость камня.
Во-вторых, они помогают делать гибкими, мягкими полимерные материалы, дубить кожи, улучшать структуру почв, уничтожать вредителей сельского хозяйства, повышать прочность лаков и красок. Если в пруд, обычно высыхающий летом, влить совсем немного цетилового или стеарилового спирта, то эти вещества растекутся по его поверхности тончайшей пленкой и не дадут воде испаряться. Как бы ни жгло солнце, пруд не высохнет.
Многие поверхностно-активные вещества могут действовать не только как мыло (помнишь, оно помогает смачивать водой капельки жира), но и, наоборот, делать разные частицы несмачиваемыми. Это свойство оказалось очень полезным в горном деле. Например, когда добывают в шахте руду, то вместе с нею извлекают много пустой породы — ненужного камня. Как же отделить руду от породы? Не будешь же выбирать ее по крупице?
Все, добытое из-под земли, измельчают на особой мельнице в порошок. Порошок размешивают в воде, в которой растворено «мыло наоборот». Миллиарды молекул этого вещества разыскивают крупицы руды и немедленно приклеиваются к ним «головами». Снаружи остается лишь множество гидрофобных «хвостов» — словно комочки руды покрылись щетиной. Вода на этой щетке не держится. Теперь весь раствор взбалтывают, пропускают через него воздух. Стоит воздушному пузырьку коснуться молекулярной щетины, как «хвосты» прилипают к нему. И пузырьку не остается ничего, как тащить за собой на поверхность и кусочек руды, облепленный молекулами. Вскоре в верхнем слое раствора накапливается множество рудных частиц. Все это легко собрать, погрузить в вагоны и отправить на металлургический завод. А то, что не всплыло и осталось на дне, — это пустая порода. Ее выбрасывают.
Наконец, поверхностно-активные вещества необходимы при изготовлении тканей, дезинфекции медицинских инструментов, а также в… пищевой промышленности. Да, да, особые «мыла», не имеющие ни запаха, ни вкуса и совершенно безвредные для человеческого организма, используются для приготовления пищи. Они, например, содержатся в маргарине; это они не дают маргарину брызгаться на горячей сковородке. Если их кладут в тесто, то хлеб получается пышный, упругий и долго не черствеет. Даже хорошее мороженое — без льдинок и комков, долго не тающее — приготовляется лишь благодаря помощи поверхностно-активных веществ.
Совсем недавно в Ленинградском институте жиров научились вырабатывать еще одно такое «моющее» средство. Его назвали жиро-сахаром. Этот мелкий белый порошок и в самом деле превосходно моет рыбу, мясо, овощи, фрукты. Если повар недосмотрит и часть жиро-сахара останется на продуктах, не смоется, то от этого будет только польза: попав в желудок, это «мыло» превратится в питательные вещества — сахар и жир. Ну, а кроме того, жиро-сахар помогает лечить больных, делает еще более вкусными хлеб, пирожные, торты, конфеты, мороженое и улучшает качество… пластмасс.
Геракл, сын Зевса, обладавший необычайной силой, совершил двенадцать подвигов. Все они были «зарегистрированы» и восхищенно описаны в греческой мифологии. Если б описать все подвиги слабой, нежной пены, порожденной мылом и другими поверхностно-активными веществами, получилось бы, думается, не менее впечатляющее повествование. К примеру, ежедневно мыть руки всем мальчишкам на Земле — это, согласитесь, посерьезней, чем вычистить один раз конюшни царя Авгия.
Среди легенд о подвигах пены обязательно была бы и такая.
Однажды — это случилось в начале нашего века — преподаватель физики одной из бакинских гимназий А. Г. Лоран сидел в своем кабинете, то и дело вытирая платком лицо. Было жарко, душно, хотелось пить, и он никак не решался приступить к опытам с нефтью, которые намеревался провести. Учитель все посматривал на бутылки пива, которые принес с собой. Он уже было откупорил одну и потянулся за стаканом, да передумал. Времени впереди много, а бутылок-то всего две. Попозже лучше выпить.
Лоран чиркнул спичкой, прикурил и рассеянно бросил ее… в ведро с нефтью. Там ухнуло, и кверху метнулось коптящее красное пламя. Учитель растерялся: уж он-то знал, что такое горящая нефть. Ему приходилось быть свидетелем страшных пожаров на нефтепромыслах, которые почти никогда не удавалось погасить. Буйная, клокочущая нефть не отступала ни перед водой, ни перед песком.
Лоран вскочил. Торопливо оглянулся. Ничего подходящего под рукой не было. Суетливо, без всякого смысла, схватил со стола откупоренную бутылку и, встряхивая (чтоб быстрее!), стал лить пиво в горящую нефть. И случилось невероятное: огонь встрепенулся раз, другой, стыдливо спрятался в ведро и вовсе погас. Учитель недоверчиво заглянул в ведро. Огня не было. Не было видно и неукротимой нефти. Вся она была покрыта слоем шевелящейся пивной пены. Она-то и задушила пламя.
Через некоторое время учитель явился в пожарную часть. Там по его настоянию готовился опыт тушения пожаров… пивом.
Пока в яму наливали нефть и поджигали ее, дюжие пожарники катали по двору бочку, чтоб посильней взбить находящееся в ней пиво. Когда нефть жарко заполыхала, бочку подкатили к яме, вынули пробку. Струя пены змеей поползла вниз и стала растекаться по горящей нефти. Пламя покорно отступило перед пузырями и билось, прыгало только на небольшом черном островке. Но вот пена добралась и сюда, затянула, будто смыла островок, а с ним и последние языки огня. Пожар был погашен за несколько секунд.
Пенотушение.
Конечно, ничего сверхъестественного не произошло. Трудность борьбы с горящей нефтью, бензином, керосином заключается в том, что вода, которой обычно заливают огонь, тяжелее этих горючих жидкостей. И сколько ни лей на них воду, они, плавая по воде, продолжают гореть. Более того. Вместе с водой нефть или керосин быстрее растекаются в разные стороны, пожар охватывает все большую и большую площадь.
А если песком?
В общем, получается то же, что с водой: песок тонет, а нефть продолжает гореть.
Когда керосина или нефти немного, лучше всего гасить пламя одеялом, ковром: накрыть огонь сверху, прекратить доступ воздуха — без воздуха горение продолжаться не может.
Пивная пена сыграла роль одеяла. Она накрыла нефть, не пустила к ней воздух — и огонь угас.
Позднее Лоран изобрел огнетушитель. В нем он использовал специальные вещества, дающие много пены, которая и душит пламя. Этот огнетушитель завоевал признание на всем земном шаре. И большинство тех красных цилиндров, которые мы видим на стенах домов и лестничных площадках, — потомки лорановских огнетушителей, рождению которых помогло пиво, вылитое в растерянности в пылающее ведро.
Новейшая пожарная техника, с помощью которой может быть быстро потушен самый грандиозный пожар, тоже зачастую использует вещества, дающие много пены. Но пена там создается не в маленьких металлических цилиндрах, а с помощью мощных пенообразователей.
Сейчас созданы специальные противопожарные краски, использующие «принцип пива». На первый взгляд, в них нет ничего особенного. Ими красят как обычно — кистью или пульверизатором. Через 5–7 часов они засыхают тонкой корочкой. Но при нагревании краска вдруг оживает, набухает, превращается в слой негорючей пены. Сквозь этот заслон пламя прорваться не может.
Есть у мыльного пузыря и еще один брат. Ничуть на него не похожий. Ты с ним знаком давным-давно, привык к нему и даже не подозреваешь, что рядом с тобой — настоящее чудо.
Подойди к окну. Видишь? Что это? Нет, не сосна. И не береза. О них речь впереди. Поближе. Ничего не видишь? Оконную раму? Опять не то. Протяни потихоньку руку. Чувствуешь, уперлась. Вот-вот, это оно и есть. Стекло.
Почему чудо? Да хотя бы потому, что его не видно. И не только тебе. И зоркая птица, и глазастая муха не замечают стекла и с лету, с маху бьются об него. Его как будто и вовсе нет, а оно не пропускает ни холода, ни ветра. Зато свет проходит почти без всякой задержки.
Прозрачность — первое удивительное свойство стекла. А второе — это стойкость, прочность. В Берлинском музее хранится зеленоватая стеклянная бусинка величиной несколько побольше крупной горошины. Ей исполнилось 5500 лет. Почтенный возраст! За это время камни превращаются в песок и пыль. Но маленький стеклянный орешек оказался не по зубам и солнцу, и ветру, и морозам, и воде.
В некоторых музеях и поныне можно любоваться прекрасными вазами, кубками, кувшинами, созданными мастерами Древней Греции и Рима. Прошли века, но если бы не легкий налет на стекле (который, кстати, совсем не трудно смыть), можно было бы подумать, что драгоценные сосуды сделаны недавно, в наши дни, — так они прозрачны, так свежи краски и ясны узоры.