«Чорне золото» Зелінського
Миколу Зелінського справедливо зараховують до основоположників російської школи органічної хімії: 60 років життя він присвятив хімфаку МДУ, працюючи там до останнього дня, а в 1935 році ще й організував Інститут органічної хімії АН СРСР, який зараз названо ім’ям свого створювача. Однак не меншою мірою «своїм» ученого вважають і в Україні, і в Молові: народився він у Тирасполі, який входив тоді до Херсонської губернії, а хіміком став в Одесі.
6 лютого виповнилося 150 років від дня народження батька нафтопереробки й створювача першого протигаза. Розповіддю про нього ми відкриваємо цикл нарисів про наших видатних співвітчизників.
За час навчання й роботи в Одесі Микола Зелінський опублікував близько 40 наукових праць. Це порівняно небагато — на московський період припадає вдвічі більше публікацій. Однак ранні роботи багато в чому визначили подальші напрямки наукових пошуків ученого. Одне з найважливіших «українських» відкриттів учений зробив улітку 1891 року в складі експедиції з вивчення гідрохімії Чорного моря та одеських лиманів — тоді приват-доцент Новоросійського університету довів бактеріальне походження сірководню, який міститься в чорноморській воді. Можливо, саме ця рання робота стала відправною точкою для двох найважливіших напрямків досліджень ученого, завдяки яким він здобув світову популярність.
Перший — це вивчення природи нафти. Прихильник органічної теорії її походження, Зелінський порівнював її склад із різними біогенними корисними копалинами: сапропелями, горючими сланцями, торфом, вугіллям, об’єднуючи їхній генезис у єдину схему. Але до анналів нафтохімії вчений увійшов не тільки як талановитий теоретик. Головний результат пошуків Зелінського-практика — каталітичний крекінг нафти, який визначив розвиток російської та радянської нафтопереробки. Крекінг — розщеплення «довгих» вуглеводнів на більш короткі фрагменти — сьогодні є «серцем» технології одержання бензинів та інших легких фракцій нафтопродуктів. У 1891 році видатний російський інженер Володимир Григорович Шухов здобув патент Російської імперії на промислову установку безперервного термічного крекінгу — у ній розкладання нафти мало відбуватися під дією високих температур. Однак на втілення проекту в життя пішло понад 40 років — завод «Радянський крекінг» у Баку почав роботу тільки в 1934-му (на той час американці вже п’ятнадцять років як налагодили випуск бензину на основі шуховських ідей). Але ера по-справжньому великомасштабної нафтопереробки почалася з відкриттям Миколою Зелінським каталітичного крекінгу за присутності хлориду й броміду алюмінію, — нова технологія дозволила знизити температуру й істотно удешевити виробництво. Крім того, застосування каталізаторів змістило розпад нафти в напрямку більшого виходу ароматичних вуглеводнів — насамперед толуолу, сировини для виробництва тротилу: ці роботи були підґрунтям; для розвитку вітчизняної оборонної промисловості.
Другий напрям — вивчення властивостей вугілля. Його практичним застосуванням стала розробка технології активації шляхом прожарювання, що дозволяє «розкрити» всі мікропори й таким чином багаторазово збільшити площу активної поверхні. Ступінь активації, якої вдалося досягти Миколі Дмитровичу, поступається показникам сучасних марок активованого вугілля (понад 2000 м2 на грам), однак і вона дозволила ефективно боротися із різними отруйними речовинами. Поштовхом для розробки технології стало застосування німцями іприту на бойовищах Першої світової війни: тоді кожна газова атака забирала життя десятків тисяч солдатів, і пошук протиотрути був не тільки предметом наукової цікавості. Що таке іприт, учений знав не з чуток: у 1887 році в Геттінгені у лабораторії Віктора Мейєра, де Зелінський стажувався після закінчення Новоросійського університету, він одержав цю підступну сполуку як побічний продукт однієї з реакцій і став першою його жертвою (потерпів від надзвичайно сильних опіків). У 1915 році, слушно вирішивши, що слідом за іпритом німці можуть застосувати й інші, у тому числі ще невідомі отруйні речовини, учений поставив собі за мету знайти універсальний нейтралізатор. Перебравши всі відомі сполуки й не знайшовши прийнятної «кандидатури», Зелінський згадав про свого «старого знайомого» — вугілля: його здатність до детоксикації обумовлена не хімічними, а фізичними властивостями — насамперед високою адсорбційною здатністю. Так у 1915 році з’явилася коробка вугільного протигаза; у лютому 1916-го новий засіб індивідуального захисту було прийнято на озброєння — у звичному для нас вигляді, у комплекті з гумовим шоломом Кумманта. Загалом за роки Першої світової випустили понад 11 мільйонів протигазів цієї моделі.
Переробка нафти й вугільний протигаз — найвідоміші й зрозумілі простій людині відкриття вченого. У хіміків же ім’я академіка Зелінського асоціюється з фундаментальними роботами в різних галузях органіки. Тут і стереохімія двоосновних карбонових кислот, і фізична хімія неводних розчинів органічних речовин, і синтез усіляких сполук: амінокислот, бензолу, циклічних вуглеводнів, сірковмісних гетероциклів… І, що найцікавіше, усі ці надзвичайно серйозні відкриття Микола Дмитрович робив одночасно з невпинною викладацькою діяльністю. Залишившись круглим сиротою в чотирирічному віці, він як ніхто знав, наскільки потрібна талановитій молоді допомога. Напевно, тому найпріоритетнішим для себе вважав спілкування зі студентами: у різний час читав лекції не тільки в МДУ, а й на Вищих жіночих курсах і в Народному університеті Шанявського. А під час змушених канікул 1911—1917 років (тоді Микола Дмитрович разом із 130 колегами із МДУ демонстративно подав у відставку на знак протесту проти втручання влади в автономію університетів) навіть очолював кафедру… товарознавства економічного факультету Політехнічного інституту в Петербурзі.
