Загадки современной химии. Правда и домыслы - Джордж Шварц

Отец и сын Брэгги получили Нобелевскую премию по физике за 1915 год за «их заслуги в анализе кристаллических структур с помощью рентгеновских лучей». Эту премию отец и сын не разделили ни с кем, а Макс фон Лауэ опередил их, получив Нобеля 1914 года за «открытие дифракции рентгеновских лучей». Столетие этого события побудило Организацию Объединенных Наций объявить 2014 год «Международным годом кристаллографии». В этом же году исполнилось пятьдесят лет с тех пор, как Нобелевскую премию вручили Дороти Ходжкин за рентгеноструктурный анализ строения таких важных биомолекул, как пенициллин и витамин B12.

Мой хрустальный «кристальный» шар говорит мне, что за достижения в области кристаллографии ученым вручат еще много Нобелевских премий, учитывая, что пока не определены структуры белков клеточных мембран, играющих важную роль в биологических функциях клеток, белков, которые станут мишенью действия лекарств будущего.

Если вы сомневаетесь, то могу поклясться, что у меня действительно есть кристальный шар, хотя он, конечно, сделан из стекла. Настоящие кристальные шары делают из кварца – минерала, который так же, как стекло, состоит из кремния и кислорода, но эти атомы в кварце упакованы в упорядоченные трехмерные структуры. Изготовляют их так: берут большой кусок кварца, придают ему приблизительную шарообразную форму, а затем полируют в цилиндрическом контейнере с помощью абразивной пленки до нужной гладкости. Я попросил прислать мне такой шар. Он, конечно, не позволит мне заглянуть в будущее, но зато будет «живым» свидетельством торжества кристаллографии.

«Где мне найти «природную» зубную щетку?» С таким вопросом однажды обратилась ко мне встревоженная женщина, опасавшаяся подставлять свой рот действию «токсичных химикатов», которые могут выделяться из пластиковых зубных щеток. После того, как я объяснил ей, что ничего вредного не может возникнуть на нейлоновых щетинках или на полиэтиленовых, или на полиэфирных рукоятках, я шутливо заметил, что зубные щетки не растут на деревьях, и поэтому даме придется сильно постараться, чтобы найти «природную» версию зубной щетки. Оказалось, однако, что я был не совсем прав. На самом деле, существует «щеточное дерево», известное ботаникам как Salvadora persica, корни которого издревле использовались в качестве зубных щеток в Азии и Африке, и использовать их так начали не позднее 5 тысяч лет до н. э.

Корни сальвадоры разрезают на короткие отрезки, называемые «мисваками». Затем кусочки пропитывают водой, и с одного конца сдирают кору. Древесные волокна разделяются, и на конце корешка образуется некое подобие щетки. После того, как эти волокна изнашиваются, сдирают следующий участок коры и снова получают щетку. Палочки мисвака чистят зубы не только благодаря абразивному эффекту. Корень выделяет антимикробные вещества, уничтожающие микроорганизмы, вызывающие зубной кариес, а некоторые исследования показывают, что применение мисвака уменьшает образование бляшек на зубах. Чистка зубов мисваком особенно широко распространена в мусульманских странах, так как пророк Мухаммед советовал мисваком очищать рот перед молитвой. Палочки мисвака можно заказать даже на «Амазоне», так что я был неправ, сказав, что зубные щетки не растут на деревьях.

Но, конечно, подавляющее большинство современных зубных щеток – это изделия сложного пластмассового производства. Своей формой они напоминают первые промышленно изготовленные зубные щетки в мире. Делать их начали около 700 г. н. э., в Китае, во времена династии Тан. Щетинки, выдранные из холки кабана, вставляли в щель расколотого бамбукового побега и закрепляли шнурком. Европейцы, если они вообще заботились о чистоте зубов, протирали их тряпочками, смоченными растворами солей или золы. Затем, в 1780 году, торговец тряпьем Вильям Эддис «заново изобрел» зубную щетку и начал с успехом продавать новое изделие.

Согласно легенде, которая может оказаться и правдой, идея зубной щетки посетила Эддиса в тюрьме, куда он попал, якобы, за организацию уличных беспорядков. Мучаясь в камере от отвратительного вкуса во рту, он заметил в углу швабру и подумал, что миниатюрная копия этого приспособления могла бы с успехом помочь удалять застрявшие между зубами остатки пищи. Вернувшись домой, Эддис начал экспериментировать с конским волосом и свиной щетиной, вставленными в отверстия, просверленные в костных пластинках. Так родилась европейская зубная щетка! Родилась она вовремя, потому что дешевый сахар из Вест-Индии буквально захлестнул Англию, что привело к повышению заболеваемости кариесом. К 1860 году компания «Эддис» начала автоматизированное производство зубных щеток, что сделало его массовым. Однако именно в это время в игру вступила американская изобретательность. Н. Х. Уодсворт получил патент на зубную щетку, щетинки в которой имели разную длину и располагались под разными углами, что позволяло чистить все поверхности зуба. Но конкуренты и здесь не заставили себя ждать.

Электрическая зубная щетка доктора Скотта обещала не только чистить зубы, но и «пропускать ток в нервные клетки и корни зубов, и, подобно воде, орошающей дерево, оживлять ткани рта и зубов, останавливать разрушение эмали, восстанавливать ее естественную белизну, делать зубы жемчужными, а десны – здоровыми и розовыми». Это звучит, как шарлатанская реклама, и, на самом деле, ею является. «Доктор» Скотт не был никаким доктором, а щетка не была электрической. Да, в рукоятку действительно был вмонтирован магнит, который сам изобретатель называл «постоянно заряженным электромагнитным током». Это, конечно, был полный вздор, но звучал он убедительно для людей, чьи познания в электрических генераторах ограничивались смутным воспоминанием о том, что в них каким-то образом работают магниты. Помимо того, что он был продавцом шарлатанской электрической щетки, Джордж Огастас Скотт продавал также «Электрическую телесную щетку», которая с гарантией излечивала «нервическую слабость, подагру, люмбаго, невралгию, зубную боль, хромоту, нечистую кровь и нарушенное кровообращение». Сверх того, щетка «улучшала цвет лица и вселяла энергию в тело». Ничего этого щетка, естественно, делать не умела, но зато регулярно пополняла банковский счет «доктора» Скотта.

«Броксодент» – первая, по-настоящему электрическая зубная щетка с вибрирующей головкой появилась на рынке в 1959 году, а за ней появилась более удобная модификация компании «Дженерал Электрик», снабженная подзаряжаемым аккумулятором. К этому времени, к большому облегчению непарнокопытного свинячьего племени, щетинки щетки были заменены волосками из нейлона, синтезированного химиком компании «Дюпон» Уоллесом Карозерсом в 1938 году. Нейлоновые щетинки были прочнее, дольше сохраняли свою форму и оттирали зубы лучше, чем щетки из свиной щетины. Кроме этого, снижался риск бактериальной инфекции зубов.

Большинство людей от души приветствовало эти новшества. Как показывали опросы, их участники называли эти зубные щетки как изобретение номер один, без которых американцы не могут жить, опережая автомобили, компьютер, микроволновую печь и сотовый телефон. Некоторых, однако, новшество не вдохновляло. Эти люди жаждали возвращения в беззаботную «природную» эру, существовавшую, естественно, исключительно в их воображении. Однако производители, готовые угодить любому капризу потребителя, стали производить зубные щетки с бамбуковыми ручками, но с нейлоновыми волосками, так же как щетки с кабаньими щетинками, но с пластиковыми рукоятками. Однако дама, которая очень переживала насчет пластика, может теперь приобрести природную зубную щетку без всякой пластмассы от компании «Жизнь без пластика». У этих щеток рукоятки сделаны из настоящего бука, а сама щетка изготовлена из свиной щетины. Щетка эта не вегетарианская, и не кошерная. Свиную щетину импортируют из Китая, что вызывает кое-какие вопросы. Лично я предпочитаю ненатуральную, пластиковую, научно изогнутую, с мягкими нейлоновыми волосками зубную щетку.