Уже в глубокой древности был известен способ, с помощью которого финикийские мореплаватели пытались усмирять разбушевавшиеся волны: они выливали на воду жир, тонкая жировая пленка изменяла режим движения волн, и они на какое-то время утихали. Разбираясь в этом явлении, следует сказать, что, рассеивая энергию вздымающихся гребней, пленка сама по себе способна погасить лишь мелкие волны и рябь на поверхности больших волн. Основной же эффект достигался за счет того, что, уничтожая эти "шероховатости" на поверхности больших волн, жировая пленка делала их более гладкими, обтекаемыми. В результате силы сцепления между ветром и волнами, а следовательно, и передача энергии от ветра к волнам уменьшались и волны гасли. Этот древний способ и послужил отправной точкой проекта, в котором предлагается гасить волнения на море в момент их возникновения путем распыления над очагом зарождающегося урагана высших жирных спиртов. И если реализация подобного проекта - дело завтрашнего дня, то в иных целях свойства ВЖС могут быть использованы и широко используются уже сегодня. Но сначала о самих свойствах. Если в стакан с водой внести немного высшего жирного спирта из группы C13-C20, то его молекулы, испытывая значительное давление на длинную углеводородную цепочку, будут выталкиваться наружу, где и займут совершенно определенное положение: их "головки" будут погружены в воду, а "хвосты" - плавать на поверхности. Причина такого поведения в том, что ВЖС - это, по существу, "гибриды" парафиновых углеводородов и воды. Вместе с гидроксильной группой они наследуют родственные "чувства" к воде, которые и проявляют у поверхности раздела (схема А). Но если тот же спирт внести, например, в стакан с керосином, то здесь уже в родственную среду погрузятся углеводородные радикалы, а гидроксильные группы окажутся на поверхности (схема Б). Причем как в первом, так и во втором случае при достаточном количестве спирта в стакане его молекулы выстраиваются у поверхности в виде своеобразного частокола, образуя слой толщиною в одну молекулу. Подобные мономолекулярные пленки ВЖС на поверхности воды способны не только усмирять морские волны - они обладают многими уникальными качествами. Имея ничтожную толщину - что-то около одной полуторамиллионной доли сантиметра, - эти пленки уменьшают потери воды за счет испарения на 30-50 процентов. Если учесть, что в засушливых районах с одного гектара поверхности водоемов за год испаряется от 10 до 20 тысяч тонн воды, то народнохозяйственное значение ВЖС в роли "антииспарителей" становится очевидным. Так, например, для оценки эффекта от применения высших спиртов в этих целях технико-экономические расчеты были произведены для озера Севан, с поверхности которого, равной примерно 1400 квадратным километрам, за год испаряется около 400 миллионов кубических метров воды. Они показали, что если эти потери сократить хотя бы наполовину, то выигрыш от сэкономленной воды для выработки электроэнергии и в системах ирригации полностью окупит затраты на химикаты даже в незасушливые годы. Здесь сразу же следует ответить на вопрос: не отразится ли наличие защитной пленки из ВЖС на качествах самой воды? Нет. Пленка не меняет ни вкуса, ни цвета, ни запаха воды. Химический анализ воды, несущей на поверхности такую пленку, не обнаруживает в ней даже признаков спирта. Пленки из таких спиртов как цетиловый (C16H33OH) или стеариловый (C18H37OH), безвредны для рыб и других организмов, обитающих в воде. Достаточно пористые, они свободно пропускают кислород и углекислоту и, следовательно, не мешают газообмену воды с воздухом. Капли дождя легко пробивают такую пленку, после чего она вновь смыкается. Более того, в отличие от толстых и достаточно жестких пленок, образованных, например, нефтяными маслами, гибкий мономолекулярный слой из ВЖС сравнительно быстро затягивает "разрывы", возникающие за плывущими судами, и не разрушается при волнениях на воде. Словом, в амплуа "антииспарителей" высшие жирные спирты ведут себя лучше других веществ. Вместе с тем, замедляя испарение воды, пленки из ВЖС, естественно, сохраняют и тепло, затрачиваемое на парообразование. Японские земледельцы используют это свойство высших спиртов для того, чтобы повысить температуру орошаемых рисовых полей на несколько градусов и тем самым получить ощутимую прибавку к урожаю. А советские ученые предложили смелый проект - разморозить покрытые водой почвы в районах вечной мерзлоты с помощью пленки из ВЖС и солнца! Наконец, способность высших спиртов адсорбироваться на границе "вода - воздух" может быть использована и для защиты растений от заморозков. Если воду, содержащую всего 0,2 процента высшего спирта, распылить в виде мелких капель, то они окутают деревья густым туманом и одетые в своеобразную "шубу" из молекул ВЖС в отличие от капель чистой воды будут удерживаться в воздухе не 15-20 минут, а несколько часов.
|