- Вы своими опятами нам везде плесень разводите!
- А вы своими кислотами нам всю экологию губите!
Об аномальных явлениях Кислодрищенском районе - основано на реальных событиях, хотя может быть автору все это приснилось
В одной группе нашего Кислодрищенского государственного университета учились Маша и Миша. Но нет, это не история любви. Скорее - наоборот. Маша и Миша были настоящими антагонистами и всегда во всем пытались противопоставить себя друг другу. Почему - история умалчивает.
Впрочем, что Маша, что Миша были вполне способными студентами-химиками, подающими большие надежды. Поэтому, курса, наверное, с третьего прибились они к лабораториям химфака.
Что, где, когда?
А годы были интересные, СССР распался, технологические цепочки между бывшими союзными республиками рушились и хлопок, щедро поставляемый Советским Узбекистаном теперь остался в Узбекистане независимом. Да, как сказать остался, скорее - не остался. Как известно, экстенсивное хлопководство в советской Средней Азии создало настоящую экологическую катастрофу: из немногочисленных рек велся просто хищнический отбор воды и к концу 1980-х реки Амударья и Сырдарья, как и питаемое ими Аральское море - пересохли. Рады бы, наверное узбеки выращивать хлопок - да вот воды нет. А хлопок - это не только шмотки, но и стратегическое сырье в виде целлюлозы. Ведь именно из хлопковой целлюлозы делают нитроцеллюлозу, а из нее - порох. Удивительно, но нитроцеллюлозный порох появился еще в 19-ом веке, но за весь век 20-ый химики так и не создали синтетической замены. Так вот и осталась постсоветская Россия без целлюлозы. Но если бы дело было только в порохе! Целлюлоза еще и важный компонент строительных смесей и буровых растворов, что в постсоветских реалиях, было, пожалуй, важнее. Короче - без целлюлозы никуда. А традиционного сырья в виде хлопка - нет. Древесная целлюлоза хороша для бумаги, но вот для сухих смесей или буровых растворов - не подходит.
Но мы отвлеклись. Возвращаемся к нашим героям. К моменту, когда они доучились до последних куросов в университет поступило госзадание: исследовать получение целлюлозы из сырья нетрадиционного. И химфак взялся за дело, привлекая аспирантов и перспективных студентов в число которых вошли Маша и Миша.
Знакомые все лица!
А кто к нас в университете главный специалист по нетрадиционному сырью? А вы, уважаемые читатели, с ним уже знакомы - это наш Гаврилыч!
Гаврилыч - заслуженный ветеран университета, доктор химических наук, заведующий кафедрой прикладной органической химии, профессор, член ученого и диссертационного советов, разменявший седьмой десяток лет и, несмотря на свою эпатажность и скверный характер, подготовивший для университета добрых два десятка толковых кандидатов наук. Лет сорок он со своей научной школой занимался производством этилового спирта из нестандартного сырья, на чем и спился.
Правда последняя работа Гаврилыча по этой теме: получения спирта из фекалий, за которую он мечтал получить, ни много-ни мало, а Нобелевскую премию по химии, потерпела полное фиаско. Если другие с горя запивают, что вот Гаврилыч с горя ... пить бросил. И даже волосы свои расчесал, бороду в порядок привел, пиджак погладил. До чего неудачи человека довели! Вот и поручили ныне трезвому Гаврилычу заниматься целлюлозой из нетрадиционного сырья. Впрочем, не только Гаврилычу...
Старые методы на новый лад
Объем работы предполагался большой, подходов предлагалось много и работа досталась всем лабораториям кафедры.
Маша и попала в лабораторию к бывшей ученице Гаврилыча, а нынче кандидату химических наук Елене Степановне. Елена Степановна уже собиралась делать докторскую диссертацию и новая тема с целлюлозой, которая неплохо финансировалась была как нельзя кстати.
Елена Степановна видела ключ к решению проблемы целлюлозы из нестандартного сырья в виде стеблей злаковых растений в подходе традиционном для хлопка.
И вот тут нужно пояснить, в чем суть проблемы-то. А проблема в следующем: целлюлозные волокна растений покрыты другим биополимером - лигнином. Лигнин ответственен за то, что называется одревеснением. Именно лигнин придает твёрдость и прочность стеблям растений. Если сравнивать с железобетоном, то волокна целлюлозы - это арматура, а лигнин - бетон. Лигнин хорош в досках, брусе, шпалах, но вот для пороха, клея КМЦ и бурового раствора он не просто бесполезен, а вреден. Поэтому целлюлозу нужно от лигнина очистить. С хлопком особой проблемы нет - там целлюлозы много, а лигнина - мало. Растворил кислотой тонкий слой лигнина и вот она - заветная целлюлоза. Далее - нейтрализовал все щелочью и готов ценный продукт. А то что целлюлозы сколько то тоже раствориться сначала в кислоте, а потом - в щелочи - не беда, в хлопке ее много.
Но вот в травянистых растениях соотношение обратное: целлюлозы мало, а лигнина - много. И это проблема. Для традиционных способов.
Впрочем, Елена Степановна считала, что проблему можно решить количественно. Нужно лишь найти методику определения толщины лигниновой оболочки и, зная эти параметры точно рассчитать дозировку кислот и различных ингибиторов, чтобы в аккурат хватило и лигнин растворить и целлюлозу не тронуть. Елена Степановна уповала на методы точной химии и аккуратная студентка Маша как раз подходила для их практической реализации.
Целыми днями Маша смотрела в микроскоп, пытаясь измерить толщину лигниновой оболочки соломы пшеницы, овса, кукурузы и даже конопли. Потом шла к перчаточному боксу, наводила растворы кислоты и щелочи, точно определяла их титры. Какой уж тут маникюр, когда ногти буквально растворяются кислотой, какой уж тут макияж, если тени и тушь от паров кислоты выцветают. Но Маша не расстраивалась и продолжала свою упорную и кропотливую работу.
Новые методы на старый лад
Миша работать в лаборатории Елены Степановны не хотел. Что вызывало его отвращение: Маша или пары азотной кислоты - никто не знает. И пошел Миша в лабораторию к самому Гаврилычу, где кислотой не пахло, зато пахло сеном, навозом и спиртом. Тем более, что у Гаврилыча уже давно была новая идея и для ее реализации был нужен инициативный студент с нетривиальным мышлением, не стесняющийся вляпаться в нестандартное сырье. Короче - такой же, каким был в своей далекой молодости сам Гаврилыч. А его идея заключалась в следующем. Проблема лигнина-то в природе давно решается сама собой без всяких кислот. И делают это дереворазрушающие грибы, включая всеми любимых осенних опят. Вот это и предстояло проверить:
- А если опятам это удается сделать с деревом, то почему бы нам и с соломой не попробовать? - говорил Гаврилыч Мише - Короче, сейчас осень, иди в лес, собирай грибы. Да только не шляпки, а мицелий бери. Будем пробовать выращивать.
Ходит Миша по осеннему березняку, но, к удивлению грибников, грибы не берет, а внимательно высматривает их в лупу, а потом ножом отковыривает что-то от дерева и кладет в пакетики и в рюкзак. Потом идет на пилораму, набирает опилок, а потом в колхозе набирает соломы. И вот стоят в лаборатории у Гаврилыча ведра с разными субстратами и ждут Гаврилыч с Мишей когда субстраты подернутся белым налетом мицелия.
Прошел месяц, вроде бы грибы прижились, распустили мицелий. Еще через пару месяцев появились первые плодовые тела. Казалось бы - успех достигнут, вот они грибы, собирай, маринуй, суши. Но не для того Гаврилыч все это задумал. Для них самое ценное в опятах не шляпки, а лигниноразрушающие ферменты. И вот уже Миша прильнул к окулярам микроскопа, рассматривая, как там ферменты опят лигнин разрушают. А они и правда разрушают. Даже Гаврилыч был не уверен в этом, не говоря уж про Мишу.
Дипломная пора
А тем временем, настала пора защищать дипломные работы. Удивительно, но Маша и Миша, хоть и заняты, по факту, одним делом - очисткой целлюлозы делают вид, что друг с другом не знакомы.
Правда и у Маши и у Миши исследования пошли совсем не по плану. Традиционная азотная кислота, которой раньше травили хлопковое сырье, напрочь сжигала травяную целлюлозу. Пришлось Маше составлять сложный "коктейль" из разных неорганических и органических кислот. Вонь такая, что без противогаза если вдохнуть, то не выдохнуть.
С грибами тоже все оказалось непросто. Капризные они в традиционной шляпочной форме. Но есть у опять и так называемая несовершенная форма. Когда они плодовых тел не дают, а растут как плесень. Так вот в этой несовершенной форме они куда более предсказуемые, размножаются в разы быстрее, да и результат получается лучше. Вот только все в лаборатории этой плесенью покрылос.
Исследования серьезные, результаты есть, Маша и Миша свои заслуженные красные дипломы получают.
А дальше - Маша становится аспиранткой Елены Степановны, а Миша - у самого Гаврилыча.
Научная дискуссия
Аспирантура - это не только кропотливая научная работа, но и публичное представление ее результатов на конференциях, где между нашими героями развивалась научная дискуссия.
Выступает Маша - стройная, подтянутая, аккуратная со строгой прической и в строгих очках, демонстрирует таблицы с микрометрами и кислотно-основными титрами. Показывает, что коварный лигнин растворен, вот они волокна целлюлозы, но вот до промышленного применения еще надо вот такие и вот такие приборы придумать. Встает Миша и давай задавать каверзные вопросы, как все таки во время остановить реакцию, когда лигнин уже растворен, а остаток кислоты еще имеется. А в конце обязательно ехидно добавит: "И вообще, вы своей кислотой нам всю экологию губите".
Выступает Миша - все такой же неопрятный, растрепанный, пахнущий грибами, демонстрирует микрофотографии мицелия, состав ферментов, фенологические фазы опят, перечень добавок к субстрату. Показывает, что коварный лигнин съеден опятами, целлюлоза вот она, но вот до промышленного применения еще надо бы генно-модифицировать опят. Встает Маша и давай задавать каверзные вопросы, а в конце ехидно добавит: "И вообще вы своими грибами нам везде плесень разводите".
P.S. И вновь продолжается бой
Прошли годы. Маша, а теперь уже Мария Александровна, доктор химических наук, сменила на посту заведующего кафедрой прикладной органической химии давно покойного Гаврилыча. Кроме того, она главный рецензент журнала "Химия и технология целлюлозы". Эксперименты же с точной дозировкой и составом кислотного коктейля не прошли даром, необходимые приборы были созданы и возрожденный из постсоветских руин бывший завод имени Хренова, а ныне АО "Современные технологии целлюлозы" успешно перерабатывает в это ценное вещество целые фуры соломы, свозимые со всех окрестных полей бывшего колхоза "40 лет без урожая", которые возделываются агрохолдингом. На стене кабинета Марии Александровны красуется диплом лауреата лауреата премии Правительства.
Миша, а теперь уже Михаил Владимирович, доктор биологических наук, перебрался в Институт оборонной магии, где работает начальником отдела промышленных биотехнологий. Шумный университет с со студентами ему не по душе. В НИИ хороший тихий кабинет, прекрасные лаборатории, веселые коллеги:
Целлюлозу опятами тоже очищают, но не в промышленных масштабах. Все таки использование достаточно капризного биологического агента в виде грибов накладывает множество ограничений для применения в промышленности. Тут нужны лабораторная чистота и точность. Зато в отсутствии кислот и щелочей целлюлоза под действием грибов получается просто высшего качества - самое то для фармакологии и медицины.
Но это не главное его достижение. Опята - это не только вкусный и питательный продукт, но и источник ценного хитина, тоже нужного медицине. Михаил Владимирович, уважаемый авторитет в своей области, редактор журнала "Прикладная биотехнология". И на стене его кабинета тоже красуется диплом лауреата премии Правительства.
Конечно же, наши герои уже не молоды и тот юношеский антагонизм давно прошел. Но бывает, решит Михаил Владимирович вспомнить старое и статью в "Химия и технологии целлюлозы" опубликовать, а Мария Александровна, рецензируя ее, обязательно в конце своего заключения ехидно добавит: "... и все также плесень своими опятами везде разводите". Потом решит уже Мария Александровна что-нибудь в "Прикладной биотехнологии" опубликовать. А Михаил Владимирович, рецензируя работу, в конце ехидно добавит: "... и все также всю экологию своими кислотами губите".
P.S. А, собственно говоря, в таком "противостоянии" и заключается суть научного метода. Конструктивная критика со стороны коллег - двигатель прогресса.
Если понравилось - ставьте "лайк" и любите науку