Юный техник, 2009 № 07 - [18]
Что произошло? Отдельные молекулы воды прошли сквозь поры в целлофане и приняли участие в растворении сахара. Обратно уйти они уже не могли, вступив в химическую реакцию. От этого объем и давление жидкости под пленкой начали расти.
Налейте в баночку от детского питания немного канцелярского клея. Бросьте сверху несколько кристалликов марганцовки или медного купороса и примерно на сантиметр залейте водой. Через несколько дней в баночке вырастут прозрачные грибы.
В начале прошлого века их впервые получил французский ученый А. Ледюк. На участках под кристалликами образовалась полупроницаемая пленка, сквозь которую в толщу клея входят молекулы воды, и возникают сферические образования, напоминающие шляпки грибов. Были и другие опыты, в которых осмотические явления приводили к образованию еще более странных объектов. Так, если растереть капельку растительного масла с поташом (СаСО>3), а затем смешать с водой, то получится искусственная амеба. Она шевелится и захватывает «ложноножками» попадающиеся на ее пути песчинки.
В свое время ученые получили немало подобных объектов и нередко размышляли о причинах их сходства с живыми организмами. Но постепенно стало ясно, что оно лишь внешнее. Движение «амебы» вызвано медленным растворением находящегося в ней поташа, что вызывает местное повышение осмотического давления и передвижение границ капли. В этом, как и в других «существах», отсутствует главный признак живого — обмен веществ.
Грибы Ледюка
Искусственная амеба выглядит совсем как живая.
Однако осмос играет огромную роль в формировании облика микроорганизма и отдельных клеток.
Налейте раствор сахара и соли в баночку примерно до половины, как показано на рисунке. Закройте ее листком целлофана, а затем, перевернув, закрепите проволокой на кастрюле с водой. Скоро вы заметите, что уровень жидкости в баночке стал повышаться. Попробуйте воду из кастрюли и убедитесь: она стала солоноватой. Дело в осмотическом процессе, обычно называемом диализом.
Таким образом, в принципе, можно удалить соль из ее раствора с сахаром почти полностью. Но времени на это уйдет много, проще испорченный сироп вылить. Однако есть случаи, когда на разделение растворов нельзя жалеть ни сил, ни времени. Речь о больных людях.
В прежние времена, когда у людей отказывали почки, это приводило к гибели. Но полвека назад была изобретена «искусственная почка». В простейшем случае это два куска целлофановой ленты, отформованных и сваренных таким образом, чтобы между ними возникла целая система каналов. Это — главная часть искусственной почки. Ее помещают в сосуд, наполненный физиологическим раствором — смесью солей, близкой по составу к плазме крови. Каналы искусственной почки соединяют с кровеносной системой больного, и начинается диализ.
Растворенные в плазме крови вредные соли просачиваются через поры в целлофане и попадают в физиологический раствор. Более крупные молекулы органических веществ и клетки крови через целлофан не проходят. Кровь очищается от вредных примесей так, как если бы ее очищали почки человека. Сегодня таким способом спасена жизнь многих и многих тысяч людей.
Пока для поддержания жизни им приходится раз в неделю ходить в клинику на очистку крови. Однако есть надежда, что в скором времени будет создана портативная искусственная почка, которую окажется возможным имплантировать в тело человека.
Схема аппарата «искусственная почка».
Когда закончится нефть, ничего особенно страшного не произойдет. Энергию нам смогут давать осмотические электростанции.
Вот как они устроены. Пресная вода из устья реки по трубам отводится на дно моря. Поскольку ее плотность близка к плотности воды соленой, то сама она по трубе не потечет, нужна какая-то внешняя сила. Это сделает сила осмотического давления. На конце трубы можно установить систему трубок, закрытых полупроницаемой пленкой. Пресная вода начнет просачиваться через пленку и потечет в сторону воды соленой. Если площадь поверхности пленки достаточно велика, то в трубе возникнет мощный поток, способный вращать турбину.
Однако на пути к их созданию придется решить множество чисто технических проблем. Одна из главных — создать прочную и долговечную пленку, которой не страшно засорение и обитатели моря.
Г. ТУРКИНА
НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ
ЧУДЕСНЫЕ ПУЗЫРИ
Приготовь для опыта: бутылку, проволоку, мыльный раствор и сахар.
Сверни на бутылке проволочное кольцо; концы проволоки свей вместе, чтобы получилась ручка. Обмакни это кольцо в мыльный раствор, к которому для крепости добавлено немного сахару. Осторожно вынь кольцо — и увидишь, что оно затянуто тонкой пленкой.
Держи кольцо вертикально перед ртом и легко, но непрерывно дуй на середину пленки. С противоположной стороны кольца начнет вытягиваться пузырь, похожий на мешок. Потом он вдруг отделится от кольца, и большой шар, отливая всеми цветами радуги, полетит по воздуху.
Когда наловчишься выдувать таким способом мыльные шары, попробуй выдуть пузырь без проволочного кольца. Окуни руку, сжатую в кулак, в мыльную воду, потом раскрывай кулак постепенно, складывая большой и указательный пальцы в кольцо. Вынь осторожно руку из мыльного раствора; это кольцо окажется затянутым пленкой. Поверни теперь руку ладонью кверху и дуй прямо в горсть. Может быть, тебе удастся выдуть таким образом, без трубки и без кольца, огромный пузырь до 20 см в диаметре.
