Перелом (СИ) - Суханов Сергей Владимирович - Страница 118

Чтобы все-таки отделить одну линию от другой, обычно ставили несколько призм — первой раскладывали исходный поток света, а другими дополнительно раскладывали уже отдельные участки этого разложенного спектра. Причем количество таких каскадов в общем случае ограничивалось только силой проходящего излучения — и изначальной, и поглощением в материале призм. Так как решетки практически не поглощали излучение, с этим было проще, и мы ставили несколько решеток и сначала на одной раскладывали весь пучок, а потом на остальных — подпучки, доводя количество каскадов до восьми, но там уже сама конструкция становилась очень сложной — ведь эти пучки света не должны пересечься с конструкциями, на которых будут крепиться решетки, да и виброзащита, компенсация температурного расширения существенно усложнялись.

Но, например, для промышленных применений требовалось отслеживать не все вещества, а только ограниченное количество, поэтому можно было делать спектрометры, рассчитанные на какие-то отдельные участки спектра. Это упрощало конструкцию и вместе с тем сохраняло почти лабораторную точность измерений — разве что требовалась более сильная защита от цеховых условий — и по пыли, и по вибрации, и по дрейфу температуры. Например, применение спектрометров при выплавке металла позволило увеличить выход металла на пять процентов и на столько же сократить расход топлива — и это только за счет более точного измерения доменных газов, еще при ручном управлении. А мы уже отлаживали автоматическую систему, которая анализировала выходящие из жерла газы и на основе этого анализа подправляла дутье — стало больше кислорода — уменьшить, так как наблюдается избыток кислорода и железо начнет снова окисляться и медленнее восстанавливаться, а если кислорода стало меньше — дутье можно и увеличить, активизировав горение топлива и тем самым увеличив интенсивность реакций. Собственно, металлурги поступали так же, только автоматика позволяла более тонко реагировать на изменение доменных газов. Нам это рассказывал один из металлургов, что попали к нам из плена — с началом войны он пошел в военкомат добровольцем, его и взяли, вместо того чтобы вернуть к домне — ну ни о чем не думают с этой мобилизацией — план выполнили — и ладно, а что специалист занимается не своим делом — хоть бы хны. Прямо немцы какие-то. И технологи обещали еще лучшие показатели — и на этой системе, а если увеличим количество фурм для более тонкой подстройки под процесс и количество точек измерения — эффективность одной домны будет еще больше.

Так что ИК-спектрометрия уже выходила за пределы лабораторий в промышленность. Ну, в полулабораторных производствах чистых веществ она тоже уже активно использовалась, но мы начали нарабатывать опыт ее применения и в таких грязных производствах, как черная металлургия. Да и не только. К началу сороковых в мире было получено порядка трехсот ИК-спектров молекул — по существовавшей тогда технологии снятие спектра через призмы было долгим делом — от трех часов до двух суток, в зависимости от наличия оборудования, количества доступных призм, которые требовали бережного обращения — ведь та же соль растворяется в воде, поэтому помещение и прибор требовали очень сухого воздуха. Мы же за один только год получили дополнительно почти тысячу спектров.

Конечно, поначалу действовали такими же медленными способами, как и в остальном мире, и только когда начались работы по фотолитографии, дело пошло все быстрее и быстрее. Собственно, дифракционные решетки и начали делать в лаборатории фотолитографии для себя, чтобы получить более точные методы определения веществ, и уже потом они пошли "в народ". А когда к процессу стали подключать автоматизированные исследовательские комплексы на базе аналоговых вычислительных машин — вот тогда и раскочегарились по полной — по оценкам наших специалистов, за следующий год мы получим уже три тысячи спектров. А может и больше — сейчас шла отладка применения для спектрометрии уже цифровой вычислительной системы, и тогда не потребуется вручную двигать все эти рукоятки и верньеры подстройки. Также была надежда, что удастся автоматизировать калибровку — сейчас она становилась одним из самых узких мест во всем процессе. Другим узким местом была собственно расшифровка спектров — выше я приводил диапазоны группы — СН2- для алканов, а например в циклопропане (который тоже алкан) эта группа даст линии уже в диапазонах 3,35-3,29 и 9,8-10 — то есть тот же структурный элемент даст другую картинку — и тут уж без цифровых компьютеров никак не обойтись. А то и без искусственного интеллекта. И с ростом количества спектров проблема будет все возрастать. Да и сейчас тоже было непросто — проблема курицы и яйца родилась не вчера и не только в этой области — ведь заранее неизвестно, что находится в смеси, а находиться там могло в общем случае что угодно — вот и приходилось гадать — вот та вот линия — это мы просто раньше не видели ее на этом соединении из-за несовершенства оборудования или же в смеси присутствует еще какое-то вещество? А то и не одно… Нет, без "цифры" дальше никуда.

Причем, что самое интересное, вещества-то мы могли определять, а вот избавляться от них или нет — это уже был отдельный вопрос. В ряде случаев они просто не мешали, поэтому к ним и не применялось никаких воздействий. В других случаях просто не было технологии, чтобы избавиться от этих веществ — тут уже направление работы было понятно, но требовалось время, чтобы доработать техпроцесс. Или несколько техпроцессов — можно ведь не избавиться от вредного вещества, а нивелировать его вредное воздействие другим веществом — как например порой поступали при легировании полупроводников — просто добавляли больше донорной или акцепторной примесей — и все. Так что даже если в продукте находили какие-то лишние вещества, их до поры до времени могли в нем и оставить — пока мы снимали сливки, то, что можно сделать относительно просто. Так, мощность нашей взрывчатки на основе тринитротолуола повысилась на пять процентов — только за счет лучшей очистки. Вроде бы и немного, но, например, поражающая способность снарядов 152 миллиметра возросла на десять процентов — теперь по фронту они крыли не семьдесят пять, а восемьдесят два метра. Правда, там и новая сталь сыграла свою роль, и ее обработка. Но без этой прибавки мощности взрывчатки могло и не сработать, а новая взрывчатка дробила корпус с достаточным усилием. Так что от новых технологий был уже конкретный практический выхлоп.

И ожидался еще больше — не только в промышленности, но и, например, в медицине. Так, мы определили структуру молекул пенициллина, крустозина и грамидицина С — широко использовавшихся антибиотиков. Собственно, пенициллин был нашей разработкой, крустозин — тоже пенициллин, но полученный из другого грибка семейства пенициллиновых — его получила Зинаида Ермольева в сорок втором, разве что ей меньше повезло со штаммом, чем нам — она его взяла со стены в одном из бомбоубежищ Москвы, а мы — откопали в отходах спиртзавода. Ну и массовизация, а потом и автоматизация исследований показала, что добавка всего одной десятой фенилацетамида в дополнение к фенилуксусной кислоте в питающем растворе повышала выход антибиотика с пятнадцати до семидесяти процентов — конечно, с добавками веществ пробовали не совсем уж наобум, а исходя из близости веществ по структуре. Ну а грамидицин-С — это разработка других советских ученых-микробиологов — супругов Георгия Гаузе и Марии Бражниковой — и тоже от сорок второго года — этот антибиотик уже передали нам — я про такой как-то и не слышал, поэтому и работ не запускали, а сами на грибок Bacillus brevis не натолкнулись. Ну и ладно — обмен все-равно шел, причем очень интенсивный — не то что с союзничками — мы-то им, точнее НарКомЗдрав СССР — данные по грамидицину передали, а вот "они" свою более эффективную технологию пенициллина зажали — сначала вроде бы договорились продать за 10 миллионов долларов, потом передумали — типа "ой, ошиблись в расчетах" — заломили уже двадцать миллионов. Наши снова согласились. Тогда заломили тридцать. После чего все стало понятно — снова то самое "пусть они как можно больше убивают друг друга". Но тут уже советские медики распробовали и наш пенициллин, так что вопрос временно был снят с повестки дня. Вот мы и расшифровывали структуры самых важных лекарств — ведь зная структуру, уже можно двигаться вперед и по пути улучшения технологии их производства, и по пути повышения эффективности лекарств. Например, в пенициллине Ермольевой по сравнению с нашим один из элементов находился в другой позиции — вот его эффективность и была ниже. Наверное. Тут биологи и медики еще разбирались, и разбираться им придется еще долго. Впрочем, как и в других областях — например, в диагностике и исследовании рака — там были какие-то наметки насчет ранней диагностики на основе увеличения поглощения нуклеиновых кислот, но работы еще предстояло немеряно.