На это много времени не потребовалось. Новый синтетический каучук получен. Изопреновый. Точно такой же по химическому составу, как и природный. Победа? Сдерживая радость, стали испытывать и… увы! Изопреновый СК оказался еще хуже, чем дивиниловый.
Но теперь-то в чем причина? Ответа на этот вопрос долго никто дать не мог. И лишь только когда с помощью новейших приборов и методов удалось подробно исследовать каучуковые молекулы, все разъяснилось. Оказалось, различие искусственных и природного каучуков не столько в их химическом составе, сколько в том, как устроена большая молекула-пружинка. Молекула изопренового каучука, вырабатываемого гевеей, — это ровная, гладкая, идеальная цепочка. Все ее звенья строго направлены в одну и ту же сторону: к концу первого звена присоединено начало (и обязательно — начало!) второго звена; к концу второго — начало третьего. И так устроена вся цепь, вся молекула.
А вот молекула того же изопренового каучука, но синтезированного человеком в пробирке, — корявая, неаккуратная. К концу первого звена второе звено присоединяется не началом, а почему-то концом. Третье звено цепляется к первым двум не началом и даже не концом, а боком. Четвертое примкнуло к третьему тоже боком, но уже противоположным. Но это еще не все. Некоторые звенья выпятились из общего хоровода в стороны и торчат из цепи нелепыми отростками… Такую путаницу, такой беспорядок и нарочно не придумаешь! Этот хаос царит на протяжении всей цепочки-молекулы.
Когда такой каучук растягивают, его молекулы, распрямляясь, упираются друг в друга отростками, цепляются и не могут улечься рядышком стройными аккуратными пучками, как это происходит с молекулами природного каучука. Каждая корявая цепочка вынуждена выдерживать натяжение в одиночку. Но без помощи других, конечно, выдержать его долго не может, легко рвется. Рвется одна, затем другая, третья, десятая, сотая — пока не порвутся все. А значит, рвется и весь кусок каучука или резины…
Точно такая же картина предстала перед учеными, когда они исследовали дивиниловый каучук. Да и вообще у всех синтетических каучуков молекулы, как выяснилось, были устроены беспорядочно и не шли в этом отношении ни в какое сравнение со стройной и изящной цепочкой, созданной природой.
В этом и был секрет недостижимой для химии прочности природного каучука.
Итак, секрет ясен. Значит, надо воспользоваться им и научиться, наконец, вырабатывать такой СК, который будет достойным соперником сына гевеи.
Но как построить правильную, без недостатков каучуковую молекулу искусственно? Не будешь же брать каждое звено в руки и, рассмотрев, где у него начало, где конец, приделывать его нужным образом к общей цепочке? Не будешь потому, что любое из этих звеньев ничтожно мало. Но даже если бы его можно было и увидеть и взять в руки, все равно ничего из такой затеи не выйдет. Ведь каждая каучуковая молекула-цепочка состоит из тысяч звеньев, и самый ловкий, самый сноровистый работник вряд ли смог бы «собрать» за день больше десятка готовых молекул. Сколько же это будет каучука? Чтобы заметить такое количество, придется смотреть в мощный микроскоп… Конечно, нужен другой путь. Надо сделать так, чтобы звенья, как при обычном синтезе, сами собирались в цепочки, но собирались не кое-как, а в строгом порядке.
Впрочем, и этот путь не намного легче предыдущего: все равно ведь необходимо управлять крошечными звеньями, заставлять их, перед тем как они присоединятся к цепи, определенным образом поворачиваться в пространстве. И при этом не касаться их руками. И не видеть… Задача настолько сложная, что многие ученые считали ее невыполнимой.
Правда, науке было известно, что, в принципе, существуют катализаторы, способные не только изменять скорость химических реакций, но и влиять на архитектуру создаваемых гигантских молекул полимеров. Особенно широко такие катализаторы (их называют ферментами) природа применяет при сооружении сложнейших «живых полимеров» — белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов. И добивается, что эти высокомолекулярные изделия изготовляются внутри организма с невообразимой точностью: миллиарды молекул имеют совершенно одинаковые и одинаково расположенные в пространстве изгибы, витки, отростки, спиральные и решетчатые блоки.
Катализаторы, способные строить стереорегулярные полимеры (то есть с молекулами, все звенья которых располагаются в пространстве, строго подчиняясь определенной закономерности, — как это сделано, например, в белках), уже использовались в науке и технике. Но использовались вслепую. Когда, каким образом и какие именно вещества проявляют свои архитектурно-строительные способности, точно никто не знает. Вот и попробуй на ощупь найти среди сотен катализаторов как раз тот, который может осуществлять сборку первосортных каучуковых молекул! Да еще определить условия, наиболее благоприятные для его строительной деятельности.