Электронный микроскоп - Клементьев Сергей Дмитриевич - Страница 12

Быстро мчится товарный поезд, разрезая стальной грудью воздух. Ночь. Ритмично постукивают колеса вагонов на стыках рельсов. Все спокойно и тихо. Поездная бригада и не подозревает о грозной опасности, нависшей над железнодорожным составом.

Но вот большая станция. Осмотрщики с фонарями в руках проверяют исправность вагонов. Они простукивают колеса и оси вагонов, заглядывают в буксы. Их чуткий слух улавливает малейшую неисправность.

Вот уже проверено несколько вагонов. Еще немного — и поезду будет разрешено следовать дальше. Но что это? У одного вагона осмотрщики задержались. Оказалось, что лопнула шейка оси.

Не прояви осмотрщики достаточной бдительности, крушение поезда было бы неминуемо. Погибли бы, быть может, человеческие жизни и тысячи тонн ценных грузов.

Почему же лопнула ось? Этому виной был микроскопический мир кристаллов металла, из которого она была изготовлена. Правда, такие случаи редки. Но чтобы их не было совсем, необходимо тщательное изучение мельчайшего мира кристаллов, детально рассмотреть который мы можем кроме других методов, пользуясь и электронным микроскопом.

Перед нами гладкая поверхность кусочка металла, неподвижная плоскость. Этот металл будет использован для изготовления ответственного сооружения. Он должен быть прочен и способен противостоять разрушительной силе времени. Его нужно всесторонне исследовать.

Может быть, он не годится для изготовления важного сооружения и его лучше использовать в других, менее ответственных случаях?

Построят из такого металла железнодорожный мост, он постоит некоторое время, а потом рухнет! Нельзя пускать металл в работу, предварительно всесторонне его не исследовав.

Но как же испытать в электронном микроскопе этот кусок металла? Ведь для электронных лучей он непрозрачен. Можно вырезать из него тончайшую пластинку, но и она будет непроницаема для электронных лучей. Вначале казалось, что изучение под электронным микроскопом металлов — задача неразрешимая.

Физики и химики обошли это затруднение. Они накладывают на кусочек металла тонкую пленку прозрачного лака. Лак высыхает, и его пленка плотно прилипает к металлу. Образовавшуюся пленку осторожно снимают.

Для этого образец металла погружают в воду, где от него пленка лака легко отделяется. На стороне пленки, обращенной к металлу, запечатлеваются все тончайшие детали строения его поверхности.

Пленка — это слепок. Это крошечная маска, снятая с «лица» металла. В электронном микроскопе мы видим точное отображение поверхности металла.

Получение слепков. Слева — поверхность металла, в центре — поверхность с репликой, справа — снятая реплика.

Человеческому воображению трудно на первых порах представить, как мельчайшие частицы какого-либо металла, абсолютно невидимые, вдруг появляются в поле нашего зрения. Перед нашими глазами возникает дикий и живописный мир: глыбы, утесы, пропасти, снеговые вершины, извилистые трещины. Вот что видно на помещенной в микроскоп тончайшей пленке лака.

Электронный микроскоп рассказывает исследователю, насколько пригоден металл для постройки и что нужно с ним сделать, чтобы он был прочнее, крепче.

Может быть, прежде чем из этого металла изготовлять ответственные детали, его нужно дополнительно обработать: нагреть до определенной температуры, охладить с той или иной скоростью, вторично пропустить через прокатный стан и так далее.

У электронного микроскопа свой язык, который знают только люди, с ним работающие. Для остальных, непосвященных, этот язык непонятен. Исследователю же совершенно ясно, что означает вон та точка, вот эта трещинка или искрящийся в электронных лучах излом крошечного кусочка металла. Он один умеет разговаривать с электронным микроскопом на его языке.

Изучение металлов под электронным микроскопом дает возможность по-новому определять их строение, вскрывать секреты стойкости против окисления (коррозии) и многое другое.

В мир бесконечно малых величин вводит человека электронный микроскоп. Этот исключительный по своей сложности и тонкости аппарат открывает перед советской наукой широчайшие перспективы в области дальнейшего исследования тайн природы.

ПОЖИРАТЕЛЬ ЖЕЛЕЗА

Когда смотришь на железо, покрытое ржавчиной, становится грустно. Стоит ли в поле железная мачта высоковольтной линии электропередачи, с которой уже давно сошел защитный слой окраски, валяется ли во дворе завода машина, изъеденная ржавчиной, невольно думаешь, во что это обходится государству.

На всем земном шаре ржавчина, это стойкое химическое соединение железа с кислородом, «съедает» ежегодно миллионы тонн чистого металла. Добытое с колоссальным трудом в недрах земли и обработанное железо гибнет буквально на глазах.

Возьмите другой металл — алюминий. Предмет из алюминия может простоять много лет на открытом воздухе и всегда будет выглядеть как новый.

Чем это объяснить? Почему железо подвергается разъедающему действию кислорода, а алюминий нет?

Электронный микроскоп дал ответ и на этот вопрос. Поверхность алюминия всегда покрыта тончайшей пленкой окиси, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. При рассматривании пленки окиси алюминия в электронном микроскопе оказалось, что эта пленка сплошная, а не пористая. Поэтому она не пропускает кислорода в глубь металла и предохраняет алюминий от дальнейшего окисления.

Когда же посмотрели в электронный микроскоп на ржавчину, то увидели совсем другое. Ржавчина не дает сплошных пленок, и между отдельными ее кристалликами имеются очень большие просветы, поры и трещины.

Поверхность травленого алюминия. Увеличение — 17 500.

Через эти просветы и поступает кислород, окисляющий один слой железа за другим все глубже и глубже.

Узнав причины ржавления железа, советские ученые разработали более простые и надежные способы его защиты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В самых разнообразных областях науки и техники электронный микроскоп дал уже весьма ценную помощь. Электронная микроскопия завоевала себе прочное и почетное место среди новых методов исследования.

Электронный микроскоп — это последнее слово техники — необходим почти во всяком важном научном опыте.

Отходят на задний план грубые, несовершенные способы научных исследований, не дававшие точной картины явлений природы. Человек все глубже и глубже проникает в тайны, скрытые от его глаз. Электронный микроскоп является для него отличным и зорким помощником.

Советские ученые усиленно работают над дальнейшим усовершенствованием этого замечательного прибора и стараются его аппаратуру сделать еще проще, надежнее и точнее. Нам нужны как мощные электронные микроскопы, так и маленькие, удобные, портативные, но дающие достаточное для практических целей увеличение.

Советские специалисты разработали и такие электронные микроскопы. По размерам они не больше обычного, оптического микроскопа, но дают увеличение не в две тысячи, как тот, а в двадцать тысяч раз.

Это ли не величайшее достижение советской науки и техники! Такие аппараты очень просты, с ними легко может обращаться почти каждый человек.

Малообъемные электронные микроскопы будут не только в каждой научной лаборатории, но и на производстве, в сельском хозяйстве, в каждой районной поликлинике. Многие наши научно-исследовательские институты уже работают с первыми образцами советских электронных микроскопов.

В законе о пятилетием плане восстановления и развития народного хозяйства СССР на 1946–1950 годы сказано: «Организовать производство электронных микроскопов для внедрения их в научно-исследовательских институтах СССР».

Это уже делается. Сейчас организовано заводское производство советских электронных микроскопов.