Как развить органическую химию, если ядерная бомба откатит нас в каменный век?

Для создания пластика вовсе не обязательно расшибиться об стену, загородиться оборудованием или переработать нефть. Природа уже снабдила нас всем, чем нужно.

Особенности и проблемы

— Наука в целом — очень последовательный и трудоёмкий процесс. Даже при наличии более 20 миллионов органических веществ не обойтись без неорганики. Существуют обходные пути, и их много, но за каждым предшествует своя цепочка действий.

— То, что растёт в Южной Америке, не растёт у нас. При одинаковых принципах процесс везде будет проходить по-разному.

— Токсично почти всё. Без системы противогаза не поработать с едкими газами, а простейший формальдегид провоцирует онкологические заболевания и генетические мутации.

Самый природно-чистый материал: каучук!

Прежде чем синтезировать что-то с нуля, нужно научиться модифицировать то, что растет под ногами. Резина применяется как конструкционный и расходный материал. Из неё можно сделать герметичные пробки, шланги, защитные элементы одежды.

Каучук добывается из особого дерева под названием Гевея бразильская. В сыром виде этот сок — просто липкая, жидкая белая масса, которая при высыхании на солнце становится хрупкой зимой и превращается в мерзкую жижу летом. Чтобы плотно сплести молекулы, традиционно используют серу. В дикой природе её не всегда легко найти, зато растения-аналоги - вполне!

Древние индейцы Мезоамерики (ольмеки, ацтеки и майя) создавали прыгучие резиновые мячи и водонепроницаемую обувь еще за 3500 лет до того, как Чарльз Гудьир в 1839 году запатентовал процесс горячей вулканизации с помощью серы.

Ипомея белая

Цветочный сок химически модифицирует латекс в прочную упругую массу без всякой серы. Резина изобретена.

Порог входа

У органической химии есть первичный бульон: щелочи, кислоты, растворители и катализаторы.

— Если настоять золу на воде, образуется щелок. А если смешать его с животным жиром, получится мыло.

— Серная кислота — важнейший продукт. Её можно добыть путём сжигания серы с селитрой, а селитру процедить из птичьего помёта, богатого азотными соединениями.

— Сухая перегонка дерева: главный клондайк. При нагревании дерева без воздуха выделяются метанол, уксусная кислота и деготь. Твердый остаток, древесный уголь, используется как высококачественное бездымное топливо.

Первый синтетический пластик: бакелит

Нас интересуют фенолоформальдегидные смолы. Как понятно из названия, они состоят из фенола и формальдегида. И для всего этого нам снова хватит обычного дерева!

• Фенол: Если нагреть древесину в глиняном кувшине без доступа воздуха, пойдёт деготь. В нём полно креозота, из которого путём выпаривания можно выделить фракцию с запахом гуаши и аптеки — это и есть фенол.
• Формальдегид: С ним чуть сложнее. Нам придётся взять метанол (который мы уже получили при перегонке дерева) и пропустить его пары над раскалённой медной проволокой в роли катализатора.

Чтобы реакция между ними пошла, нужен катализатор — обычная зола (щёлочь). Застывшая масса пойдёт на что душа пожелает. А если захочется сделать истинный, сверхпрочный бакелит, в смесь перед застыванием добавляют уротропин, который получают из того же формальдегида и аммиака (мочи).

Первая синтетическая ткань — нейлон...

...Самое первое — не значит самое простое в изобретении. Для нейлона нужно высокое давление, строгие температурные режимы и чистейшие исходные компоненты. Поэтому незачем синтезировать волокно с нуля, если природа уже сделала длинные молекулы полимеров — целлюлозу (древесину, хлопок, коноплю, крапиву).

— Опилки или хлопковое вторсырье обрабатывают сероуглеродом и щелочью. Полученную вязкую массу продавливают через сито в ванну с кислотой, где целлюлоза мгновенно застывает в виде тонких прочных нитей. Вискоза. Если учесть, что эта ткань ИСКУССТВЕННАЯ, а не синтетическая, то только представьте, насколько ядрёный тот же полиэстер, который вообще делают из продуктов переработки нефти.

Итоги

Отсутствие сложного высококлассного оборудования задержит развитие человечества на века, но это не значит, что мы будем жить плохо. Даже если разрушатся дома и иссохнут книги, знания по прежнему останутся в голове.