Реферат: Заветный камень Российской Империи
У внимательного читателя возникает естественный вопрос: а как же с ультрафиолетом или разрядами, которые в опытах Опарина и его коллег накачивали энергией реакционную смесь, разбивая исходные молекулы на химически активные фрагменты?
Но тут надо вспомнить, что в горных породах есть другой, и достаточно мощный, источник ионизирующих излучений - естественная (фоновая) радиоактивность.
Да, естественный радиоактивный фон мал, но за два миллиарда лет (два миллиарда - напишите эту цифру с нулями!) шунгит, впрочем, как и любая другая горная порода такого возраста, получил дозу излучения не меньшую, чем в ядерном реакторе за год. Если бы эта энергия выделилась сразу, то она вполне смогла бы даже расплавить породу. Но ядерная энергия выделялась постепенно, и часть этой энергии пошла на химическую эволюцию органоминерального комплекса шунгита.
На процесс воздействия естественной радиоактивности (урана, тория, радия, радиоактивного изотопа калия и др.) на эволюцию органической компоненты горных пород еще в 1930-х годах обратил внимание наш, российский, геолог В. А. Соколов.
Сегодня это явление известно как органо-радиационно-химический генезис углеводородов. Однако если геологов этот процесс интересовал в основном с точки зрения образования нефти и газа как энергетического сырья, то для нас интересны не столько летучие углеводороды, сколько радиационно-химическая эволюция сложных, биологически активных веществ шунгита, включая элементоорганику и комплексы, содержащие кремний, серу и другие элементы и микроэлементы.
И было бы вполне логично предположить, что за два миллиарда лет пребывания бывшей живой материи в подземном изотопном котле могли возникнуть новые, неизвестные науке вещества с такими же необычными свойствами. В пользу гипотезы о присутствии в шунгите неизвестных науке веществ свидетельствовали необычные биологические свойства шунгита, которые упорно не желали укладываться в обычные рамки. И буквально несколько лет назад такие вещества были открыты. Это были Фуллерены.
Фуллерены
Логика этих рассуждений, очевидная для каждого химика, блестяще подтвердилась. В шунгите были действительно обнаружены уникальные биологически активные вещества, причем совершенно не похожие на обычную органику - впрочем, и на неорганику тоже.
Это были Фуллерены - пустотелые шарообразные молекулы из нескольких десятков или сотен атомов углерода.
Фуллерены необычны во всем, начиная с истории их открытия.
Сначала Фуллерены были открыты на кончике пера - по расчетам ученых, пустотелые углеродные "мячики" из 60 и более атомов были вполне стабильны, но никто не знал, как их получить и где искать.
Поэтому впервые Фуллерены были обнаружены вне Земли, и только потом "спустились с небес на грешную землю". А было это так. После того как химики-теоретики рассчитали спектры тогда еще гипотетических Фуллеренов, астрономы обнаружили заранее предсказанные характерные спектральные линии Фуллеренов в космосе - в атмосферах углеродных звезд.
На Земле Фуллерены были впервые получены в пламени электрической дуги. Когда выяснилось, что Фуллерены содержатся в шунгите, первооткрыватели Фуллеренов, получившие, кстати, за свое открытие Нобелевскую премию, долго в это не верили - пока не исследовали присланные из России образцы шунгита. И оказалось, что в водорастворимой части шунгита содержится чуть ли не процент Фуллеренов - впервые обнаруженных буквально за десятки световых лет от Земли!
Кстати, открытие Фуллеренов во многом напоминает открытие знаменитым физиком Уильямом Рамзаем гелия (в переводе с греческого гелий - "солнечный"). Сначала яркую спектральную линию гелия Рамзай обнаружил в солнечном спектре, и только потом заметные количества гелия были найдены в попутных нефтяных газах некоторых месторождений.
Чем интересны Фуллерены? По своему строению это пустотелые "футбольные мячи" из углерода, поверхность которых "сшита" из смежных углеродных шестигранников, образующих сплошную сетчатую оболочку.
Свое название Фуллерены получили в честь архитектора Фуллера - автора похожего на молекулу Фуллерена сферического павильона, собранного из плоских многоугольников, построенного на всемирной выставке ЭКСПО-67.
Те, кто еще не забыл школьный курс химии, могут представить один атомный слой углерода, отделенный от кристалла графита и сшитый в виде полого шарообразного мешка. И действительно, своими свойствами Фуллерены во многом напоминают графит. Во многом, но не во всем. Как и графит, Фуллерены достаточно инертны, в массе имеют черный цвет. Но, в отличие от графита, Фуллерены способны в неизменном виде растворяться в воде и органических растворителях, а также встраиваться в поверхность клеточных мембран.
Углеродные шары Фуллеренов - иначе их называют углеродными глобулами, или кластерами - могут быть самых различных размеров и содержать от 60 до нескольких сот атомов углерода. В 1999 году российские ученые ухитрились получить многослойные Фуллерены, напоминающие матрешку: большой сферы из 560 атомов, в которую встроены два меньших шара из 240 и 60 атомов. Открыты и трубчатые разновидности углеродных кластеров - тубулены.
Но самое интересное в Фуллеренах - не форма, а содержание. Та самая пустота, которая остается в середине "футбольного мяча". Потому что в эту пустоту можно при желании поместить все, что угодно, - от газов до фрагментов генетического кода. Чем, собственно, и занимаются физики, химики и биологи.
Физики используют Фуллерены для создания органических солнечных батарей, химических лазеров и "молекулярных компьютеров", а также материалов с высокотемпературной сверхпроводимостью.
Химики используют Фуллерены в качестве нового типа катализаторов и адсорбентов, обещающих самые радужные перспективы.
А биологи и фармакологи используют шары Фуллерена для доставки внутрь клетки и размещения на поверхности клеточных мембран самых различных веществ, включая антибиотики, витамины и гормоны, в том числе фрагменты генокода при создании трансгенных животных и растений. Одним словом, "фаршированные" Фуллерены, включив в свою внутреннюю полость другие молекулы, приобретают совершенно новые свойства!
При этом цена синтетических Фуллеренов, получаемых в пламени гелиевой дуги, вполне приемлема.
Что касается проблемы шунгита, то для нас важно не только наличие в нем Фуллеренов, но и "начинка" фуллереновых молекул, определяющая их биологические свойства.
Так что вполне возможно, что основная живительная сила шунгита заключена не только в Фуллеренах как таковых - несмотря на Нобелевку, звучное название и, скажем прямо, научную моду.
Не надо забывать о самом органоминеральном комплексе шунгита - той фантастически разнообразной смеси сложных органических веществ, составляющей 97-99 % водорастворимой органики шунгита, которая выходит в раствор вместе с Фуллеренами и определяет их свойства.
Органоминеральный комплекс шунгита - результат химической эволюции живой материи, погребенной 2 миллиарда лет назад. Если химический анализ летучей органики делать легко - чем меньше атомов, тем меньше возможных комбинаций, то естественные смеси молекул, состоящих из нескольких десятков атомов углерода и полученных в результате химической эволюции, содержат, строго говоря, сотни тысяч и миллионы индивидуальных веществ, отличающихся друг от друга на один атом и более. Соответственно, и концентрация этих веществ исчезающе мала - по сути дела, из смеси можно выделить лишь более или менее узкие фракции похожих молекул. А ведь биологическая активность веществ может резко меняться за счет только одного атома.
В шунгит входят и элементоорганические соединения, в которых углерод связан с фосфором, кремнием и другими макро- и микроэлементами, - причем биоактивность этого класса веществ особенно высока и специфична.
Возьмем ту же кремнийорганику. Экспериментально установлено, что отсутствие в питании кремния - точнее, кремнезема и его производных - приводит к нарушениям развития - отсутствию шерсти, ослаблению и искривлению костей, дистрофии и т. д. хотя в основном обмене веществ кремний вроде бы и не участвует. С другой стороны, ряд кремнийорганических веществ обладает ярко выраженной биологической активностью.