Качество прежде всего, взаимовыгодное сотрудничество

5 февраля 1916 года (23 января по старому стилю) в Петербурге были проведены сравнительные испытания средств защиты от удушающих газов. По результатам испытаний единственным устройством, способным эффективно защитить человека от отравления, оказался угольный противогаз Зелинского. После этого противогазы были официально введены в вооружение армии, а используемый в них фильтрующий материал — активированный уголь — стал появляться в аптеках. Лаборант Степанов У химика Николая Зелинского был верный помощник — лаборант Сергей Степанов. Они работали вместе много лет. Несмотря на то что Степанов имел лишь начальное образование, Зелинский мог с уверенностью поручать ему сложные работы по органическому синтезу. Зелинский мог запустить чрезвычайно сложный процесс, а затем покинуть лабораторию, оставив работу Степанову. Он был полностью уверен, что в нужный момент миксер включится, клапаны водяного охладителя откроются, а температура будет тщательно измерена и занесена в журнал. Степанов мог проводить эксперименты круглосуточно, по вечерам и в выходные — лишь бы это было нужно его любимому начальнику. В 1911 году Зелинский уволился из Московского университета в знак протеста против жестокого обращения полиции со студентами (что равносильно потере работы), и этот преданный лаборант последовал за ним. Судьба привела их в лабораторию Министерства финансов. Там Зелинский был вынужден заниматься вопросами производства водки, поскольку Министерство финансов обладало в России монополией на это. По сравнению с работой в университете эта «алкогольная лаборатория» была совсем не то, но Степанов не жаловался. Он сохранял спокойствие до того дня в июне 1915 года, когда получил письмо от сына с Северо-Западного фронта: Письмо от сына «Папа! Если ты долго не получишь от меня писем, пожалуйста, разыщи меня. Бои идут чрезвычайно ожесточенно, это просто ужасает… Мне выдали повязку из марли и ваты, пропитанную каким-то раствором… Однажды подул легкий ветерок. Ну, мы подумали, что немцы вот-вот начнут травить газом. Так и вышло. Мы увидели, как на нас надвигается стена мутного тумана. Наш офицер приказал надеть «маски». Тут же началась паника. «Маски» все высохли. Воды под рукой не было… Мне пришлось помочиться на нее, чтобы смочить. Надев «маску», я припал к земле и лежал, пока газ не рассеялся. Многие отравились, они кашляли без остановки, кашляли кровью. Что это за ситуация у нас! Но некоторые спаслись: один зарылся в землю и дышал через рыхлую почву; другой укрыл голову военным пальто, лежал неподвижно и так спасся. Береги себя. Напиши мне. 5-я армия, 2-й полк, 3-я рота. Анатолий». Степанов передал это письмо своему начальнику и спросил, можно ли что-нибудь придумать для защиты от немецкого ядовитого газа. Зелинский начал размышлять над рассказами тех, кто выжил после газовых атак. По словам военных врачей, первыми погибали те, кто паниковал — те, кто быстро бежал и громко кричал. Выживали те, кто лежал неподвижно и дышал через рыхлую землю или свернутую военную куртку. В поисках универсального фильтра Пропитанная раствором марля эффективна потому, что вода растворяет хлор, но же существует так много видов ядовитых газов! Сам Зелински, примерно 30 лет назад, когда учился в Германии, во время одного эксперимента случайно получил иприт (позже названный «иприт» или «иперит»). Он вдохнул этот газ и пролежал в больнице полгода. Он на собственном опыте узнал, что такое отравление. Только один универсальный фильтр мог спасти людей от воздействия иприта, фосфорового газа и хлора. В «спиртовой лаборатории» находился абсорбент, гораздо более эффективный, чем рыхлая почва и ворс военных пальто, — древесный уголь, используемый для очистки сырого спирта. Древесный уголь отлично удалял фурфуроловые масла, но слишком быстро насыщался газами. Тогда Зелинский предложил «активировать» его путем очистки пор. Для активации древесный уголь пропитывали водой, а затем обжигали и прокаливали в условиях, исключающих доступ воздуха. Всего за несколько дней технология была доведена до совершенства, после чего начались испытания. Ввиду нехватки времени испытания проводились непосредственно на себе. Опасный эксперимент В лаборатории Министерства финансов была оборудована герметичная камера, в которой сжигали серу. Когда воздух внутри стал совершенно невыносимым, Зелинский и Степанов, зажав нос платками, пропитанными активированным углем, вошли внутрь и пробыли там 32 минуты без каких-либо негативных последствий. Об этом результате сразу же доложили на заседании Русского технического общества. Среди участников был инженер-технолог резинового завода «Треугольник» Эдуард Куммант. Через две недели он пришел к Зелинскому со своей изобретенной резиновой маской. Эта маска плотно облегала голову любого размера, и к ней можно было прикрутить ящик с активированным углем. Так родился настоящий противогаз. Зелинский и Степанов сначала испытали его на собаке, а затем многократно на себе. Однажды сын Зелинского, Саша, вместо отца вошел в камеру с ядовитым газом: таким образом изобретатель продемонстрировал свою полную уверенность в успехе. Тем временем на фронте немцы наносили одну за другой атаки с применением ядовитых газов. Степанов был в отчаянии. Необходимо было как можно скорее начать производство противогазов. Но дело оказалось не таким простым. В начале июня 1915 года Зелинский доложил о превосходных свойствах активированного угля на заседании Департамента санитарной техники. На заседании присутствовал Эдуард Кумант, технический инженер резиновой фабрики «Трианголь» и член ассоциации. Вдохновленный докладом Зелинского, он разработал и 15 июня (28 июня по григорианскому календарю) изготовил первую резиновую маску, к которой можно было подключить фильтр с активированным углем Зелинского. Именно в этом здании зародилась идея такой маски, ставшей прототипом всех современных фильтрующих противогазов. С 13 августа (26 августа по григорианскому календарю) по 3 сентября (16 сентября по григорианскому календарю) 1915 года в газовой камере, оборудованной экспериментальным комитетом Всероссийского союза городов, проводились испытания сначала на собаках, а затем с участием людей, в ходе которых была доказана эффективность противогазов с угольным фильтром. Испытуемые выдерживали пребывание в среде с высокой концентрацией хлора и фосфорового газа в течение 40 минут. Здесь же 23 августа (5 сентября по григорианскому календарю) произошел первый несчастный случай, причиной которого стало неправильное ношение маски: один из испытуемых получил отравление (не приведшее к летальному исходу) из-за небрежного обращения с противогазом. Осторожный принц За обеспечение защитным снаряжением русской армии отвечал принц Александр Ольденбургский, верховный начальник военно-санитарной службы и эвакуации. Царь считал его большим знатоком в области здравоохранения: именно принц Ольденбургский организовал Институт экспериментальной медицины, где Павлов проводил свои эксперименты по условным рефлексам. Князь был родственником царя Николая — он был правнуком Павла I, как и покойный Александр III. Князь Олденбургский в жизни руководствовался принципом «кабычегоневышло» и избегал двух категорий людей — гомосексуалистов и либералов. Во время службы в армии он тайно выяснял сексуальную ориентацию офицеров и увольнял подозрительных. Во время руководства Институтом экспериментальной медицины, когда разразилась эпидемия холеры, он отказался от вакцины, полученной Хавкиным в Париже, — лишь потому, что Хавкин, будучи подданным России, считался ненадежным и когда-то находился под полицейским надзором. Поскольку Зелинский когда-то покинул университет в знак протеста, главный санитарный врач отнес его к числу либералов и решил ни за что не использовать противогазы с угольным фильтром. Как только эта новость стала известна, Министерство финансов прекратило выделение средств на доработку этого изобретения. А это был как раз тот решающий момент, когда требовалось повысить активность активированного угля, чтобы продлить время защиты с 40 минут до 1 часа. Тогда Зелинский, не сказав ни слова, начал вкладывать всю свою зарплату в работу лаборатории. Его коллеги поступили так же. Помощь любителя-фотографа В январе 1916 года русские химики тайно отправили в Англию противогаз Зелинского вместе с инструкцией по изготовлению активированного угля. Раз уж нельзя было помочь своим, то пусть хотя бы союзники воспользуются этим. Однако и в рядах русской армии были влиятельные лица, проявившие интерес к противогазу. Важную роль сыграл бывший ученик Зелинского Николай Шилов. Он тоже участвовал в протестах 1911 года и покинул университет. Шилов был фотолюбителем. Когда началась война, он находился в Англии и застрял там из-за того, что путь обратно в Россию стал чрезвычайно сложным. Еще одним фотолюбителем, застрявшим в Англии, был великий князь Михаил Александрович. Общее увлечение сблизило их. Вернувшись в Россию, великий князь сформировал «Дикую дивизию», а Шилов начал заниматься изучением удушающих газов. Узнав от химиков о надежном способе защиты от хлора, великий князь заставил князя Оденборгского организовать официальные сравнительные испытания. Испытания прошли 23 января (5 февраля по григорианскому календарю) 1916 года в герметичной газовой камере Ветеринарного института. Степанов участвовал в испытаниях от имени Зелинского. Все испытатели других противогазов покинули газовую камеру в течение 30 минут, а Степанов пробыл в ней даже не час, а 66 минут и вышел только после строгого приказа. После подписания официального заключения о превосходстве угольного противогаза были размещены первые заказы. Степанов отправил серийный образец с номером 1 своему сыну Анатолию, служившему в боевых частях. Противогаз с монограммой Однако князь Оденборгский не сдался. Он заявил, что разработал более совершенный противогаз, и конфисковал весь запас активированного угля Зелинского для производства этих противогазов. Верховный главнокомандующий очень хотел, чтобы основной противогаз русской армии получил название «противогаз князя Оденборгского». Были заказаны коробки с личной монограммой князя, в которых находилась смесь из извести и активированного угля. 400 000 противогазов Зелинского были вынуждены соперничать с 3,5 миллионами противогазов «типа Оденборгского». Только летом 1916 года, после двух газовых атак в окрестностях Сморгона, унесших жизни 5000 русских солдат, эта насмешка над здравым смыслом прекратилась. Выжили в основном офицеры, поскольку командование прозорливо выдало им противогазы Зелинского. Противогазы других систем начали выводить из боевых частей и передавать в тыловые подразделения. Царь выразил признательность Зелинскому за его научный подвиг. После этого завистники добились лишения изобретателя права на производство активированного угля для армии. У него осталась лишь одна печь в «ликероводочной лаборатории», и он начал там производить активированный уголь для мирных целей. Зелинский повсеместно пропагандировал способность этого материала поглощать примеси, бактерии и токсины из воды. Находчивые солдаты в тыловых частях, хотя и были оснащены бесполезными противогазами «типа Оденборгского», догадались извлечь из них активированный уголь и начали использовать его для преобразования денатурированного спирта в обычный питьевой. В результате армия издала приказ: « «Установлено, что солдаты многих подразделений используют активированный уголь, содержащийся в противогазах, для очистки денатурированного спирта, лаков и других спиртозаменителей. Настоящим требуется, чтобы командный состав усилил надзор и не допускал использования противогазов для очистки спиртозаменителей». Этот приказ полностью подорвал дисциплину в гарнизоне столицы. Раньше многие даже не подозревали о таком удивительном применении противогазов, а теперь узнали об этом от своего командования. Поскольку в Петербурге, где сосредоточено огромное количество военного снаряжения, не было недостатка в спирте, началось бурное веселье, которое в конечном итоге переросло в Февральскую революцию.

Исследовательская группа Университета Кларксона разработала совершенно новую технологию, позволяющую полностью разлагать ПФАС (пер- и полифторалкильные вещества), известные как «вечные химикаты», с помощью только шаровой мельницы из нержавеющей стали. Весь процесс очистки не требует добавления дополнительных химических реагентов, нагрева или использования органических растворителей. PFAS — это синтетические соединения, которые часто используются в покрытиях антипригарных сковородок, пожарной пене, водонепроницаемой одежде и других продуктах. Поскольку они крайне трудно разлагаются в природной среде и накапливаются в организмах людей и животных, а также в водных средах, их называют «вечными химикатами». Результаты этого исследования были опубликованы в журнале «Environmental Science & Technology Letters». Исследование подтвердило, что измельчение гранулированного активированного угля, адсорбировавшего PFAS, с помощью шаровой мельницы из нержавеющей стали позволяет полностью разложить эти загрязнители. Доцент Ян Ян из факультета гражданского и экологического инжиниринга Университета Кларксона поясняет, что гранулированный активированный уголь в настоящее время является широко используемым материалом для удаления PFAS из водных сред, однако вопрос об утилизации отработанного активированного угля, адсорбировавшего эти загрязнители, долгое время оставался одной из главных проблем в отрасли. Разработанная технология позволяет эффективно удалять PFAS при комнатной температуре, что является одновременно экологичным и простым решением. В проекте приняли участие аспиранты Чжу Цзиньюань, Сюй Сяотянь, Ян Наньян и другие. Исследовательская группа обнаружила, что в процессе шарового измельчения при столкновении и трении шариков из нержавеющей стали образуются свободные электроны, которые вступают во взаимодействие с активированным углем, ускоряя тем самым распад ПФАС. Данная технология применима не только к лабораторным образцам активированного угля, содержащим ПФАС, но и к образцам отработанного угля, полученным в реальных условиях. Обработанные образцы были протестированы в условиях, имитирующих свалку, и не было обнаружено выщелачивания PFAS, что означает, что обработанный активированный уголь можно безопасно утилизировать, что позволило успешно решить эту проблему, долгое время беспокоившую экологическую отрасль. Исследование было профинансировано программой CAREER Национального научного фонда США. Профессор Алан Роснер, доктор Сузан Фернандо и профессор Томас Холсон также оказали содействие в проведении исследования, а Научный центр по инженерии воздушных и водных ресурсов обеспечил поддержку в проведении экспериментальных испытаний. Полная версия соответствующей научной статьи «Разрушение PFAS в гранулированном активированном угле под воздействием измельчения в мельнице из нержавеющей стали без добавления адсорбентов» была опубликована Американским химическим обществом. Данное исследование было профинансировано программой CAREER Национального научного фонда США. Профессор Алан Роснер, доктор Суджан Фернандо и профессор Томас Холсон также оказали содействие в проведении исследования, а Научный центр по инженерии воздушных и водных ресурсов обеспечил поддержку в проведении экспериментальных испытаний. Полная версия соответствующей научной статьи «Ускорение разрушения ПФАС в гранулированном активированном угле с помощью шарового измельчения без добавления адсорбентов в мельнице из нержавеющей стали» была опубликована Американским химическим обществом.

4 декабря 1863 года Рафаэль фон Остреко родился недалеко от города Йонаво (ныне Йонава) в Каунасском уезде Литвы, находившейся под властью Российской империи. Его родители, Антон и Елена Остреко, были поляками; отец Антон происходил из дворянского рода, и это семейное происхождение оказало глубокое влияние на его жизненный путь. Его настоящее имя на польском языке звучит как «Рафал Остреко», а на литовском языке — «Лаполас Острека», но, став взрослым, он решил прославиться под немецким именем «Рафаэль фон Остреко» — во время переезда в Австрию или Германию он намеренно добавил в свою фамилию слово «фон», символизирующее дворянское происхождение, хотя в Литве этот титул не имел практического значения. В молодости Остреко изучал химию в Риге (ныне столица Латвии), проявив при этом острый ум в области прикладных наук. Он так и остался холостяком, не имея детей, а его судьба в поздние годы остается загадкой, однако его наследие изменило историю промышленности. Как ученый, посвятивший себя исследованию промышленных процессов, он предоставлял технические консультации многим странам и зарегистрировал десятки патентов, но самым ярким его достижением стало промышленное производство активированного угля. В начале XX века, когда Остреко занялся разработкой активированного угля, сахарная промышленность все еще полагалась на традиционный древесный или костный уголь для обесцвечивания и рафинирования. 13 октября 1900 года он получил британский патент № 14 224, касающийся производства порошкообразного активированного угля путем химической активации древесины с использованием CaCl₂. 15 сентября 1903 года он получил американский патент № 739 104, касающийся процесса термической активации древесины с использованием водяного пара. В 1911 году он открыл в Вене первый в мире завод по промышленному производству порошкообразного активированного угля под торговым названием «Epomit», который успешно применялся в сахарной промышленности. Хотя вклад Остреко изначально был связан с Европой, его технические идеи распространились по всему миру. Этот потомок польской аристократии, родившийся в Литве, своими научными исследованиями, выходящими за пределы национальных границ, незаметно изменил ход развития современной промышленности.