Кто придумал велосипед, или Самые популярные изобретения из прошлых веков, которые актуальны и сегодня

Михаил Стародумов, 2019

Мы привычно пользуемся многими вещами, не задумываясь, кто же их изобрел! Чистим зубы зубной пастой, жарим в тостере душистые гренки, ныряем на отдыхе с аквалангом, ездим на велосипеде, разгадываем кроссворды, рисуем карандашами… А ведь все эти изобретения и пришли к нам из прошлых веков – великого времени, давшего толчок к развитию не только промышленности, транспорта, но и к новому мышлению. У каждого изобретения есть автор! Обладатели нового мышления дали человечеству и такие «мелочи», как зажигалка, бритвенный станок, кукла Барби… Изобретатели умеют мыслить нестандартно и способны находить новаторские решения различных проблем. Они создают разные вещи: оружие, призванное охранять покой родины, механизмы, которые делают нашу жизнь комфортнее, изобретают уникальные приборы, лекарства, вакцины… В этой книге мы хотим рассказать о самых популярных новаторских выдумках, которые пришли к нам из XVIII–XX века, но актуальны и сегодня.

Алмаз искусственный

Множество заявлений о синтезе алмазов было задокументировано между 1879 и 1928 годами; большинство этих заявлений было тщательно проанализировано, но ни одно из них так и не подтвердилось. В 1939 году советский учёный Овсей Лейпунский вычислил необходимые для успешного исхода опытов величины давления: минимум 60 000 атмосфер. В 1972 году ему был выдан диплом на открытие закономерности образования алмазов с приоритетом, датированным августом 1939 года.

В 1940 годах в США, Швеции и СССР начались систематические исследования по выращиванию алмазов с помощью методов CVD и HPHT. Эти два метода и по сей день доминируют в производстве синтетических алмазов.

Впервые воспроизводимый синтез был выполнен в 1953 году: шведский учёный Балтазар Платен сконструировал установку, в которой кубический образец сжимался шестью поршнями с разных сторон. 15 сентября 1953 года на ней были получены первые в мире искусственные алмазы.

Новый метод, известный как синтез с подрывом, стал использоваться в конце 1990 годов. В основе данного метода лежит образование нанометровых песчинок алмаза при подрыве взрывчатки, содержащей углерод. Ещё один метод базируется на обработке графита высокомощным ультразвуком — он был продемонстрирован в лабораторных условиях, но пока не снискал коммерческого успеха.

Трейси Холл (1919–2008) — американский химик, впервые в мире совершивший документально засвидетельствованный синтез алмаза, используя оборудование собственной разработки. Этот успех привел к созданию крупной индустрии по производству суперматериалов.

Успех Холла, по его словам, стал возможен благодаря решимости идти собственным путём, начиная с радикального изменения конструкции используемого пресса. В аппарате использовался карболой (carboloy — сверхтвердый сплав на основе карбида вольфрама, диспергированного в кобальте, так же известный как widia), кольцевой бандаж из высокопрочной стали, поддерживающий центральную часть, где происходил синтез алмазов и два входящих в него конических поршня, приводимых в движение большим гидравлическим прессом.

Состав исходного материала, катализатор, требуемая температура и давление выбирались интуитивно. Холл использовал графит и троилит (FeS). Алмазы прилипали к танталовому диску, который использовался для подведения электрического тока при нагреве образца.

Этот эксперимент был выполнен при давлении в 70000 атмосфер и температуре 1600°C и длился около 38 минут. При вскрытии образца на танталовых дисках были обнаружены скопления кристаллов алмаза. 31 декабря 1954 года синтез алмаза был подтвержден, и 15 февраля 1955 года об этом было сообщено прессе.

Компания General Electric, где работал ученый, буквально обогатилась благодаря изобретению Холла. Сам Трейси Холл, в дополнение к его обычной зарплате, был награждён десятидолларовой облигацией Казначейства США.

«Экие деньжищи!» — иронизировал впоследствии ученый.