Thread by @aldragon_net

…чтобы столкнуться с полнейшей безнадёгой, ощутить бессилие и отчаяние и, возможно, даже разочароваться в науке, лезть в биохимию на самом деле даже необязательно, вполне достаточно химии «обычной».

Достаточно попытаться разобраться с процессом синтеза технического углерода.

Техуглерод, carbon black — по сути, «просто» сажа, мелкие углеродные частицы. Он в тонере лазерного принтера, он — других разновидностей — подкрашивает пластмассы и меняет их свойства, но больше всего его потребляет шинная промышленность. И эта промышленность весьма придирчива.

Оказывается, что на зимние шины техуглерод нужен один, на летние — другой, на гоночные слики — третий... Свойств у частиц как будто немного — средний размер, разброс размера, плотность. Содержание примесей? В общем, вроде бы ща разберёмся научными методами, как получать что надо.

Некоторая оторопь берёт на стадии ознакомления с типичным реактором синтеза техуглерода, потому что эта хреновина выглядит, скажем так, не очень научно. Выглядит как младший брат домны или еще чего-то такого металлургического.

Сложенная из огнеупорного кирпича конструкция размером с небольшой дом, потребляющая, как правило, самые низкопробные нефтепродукты — потому что а какая разница, из чего делать сажу. Точный химический состав сырья зачастую является изрядной загадкой, как и его сезонные колебания.

Топка пылает и чудовищно коптит (именно ради копоти ведь всё затеяно), форсунки хреначат вдоль стенок воду (иначе никакая огнеупорность не поможет), турбулентный выхлоп вылетает в сопло, охлаждается еще одним потоком воды, и заветный продукт выпадает в осадок.

Вот с этим промышленность приходит к науке и говорит «нам бы подобрать параметры, чтобы на выходе иметь диаметр частиц, нууу, сто плюс-минус десять нанометров, и пористость поменьше».

«Бля».

«Ладно, главное — разработать кинетическую модель пиролиза сырья и роста сажи, дальше пусть всю эту газодинамику реагирующих потоков суперкомпьютер считает, у него петафлопсов много». С этой мыслью наука идет работать на установках, помещающихся на столе. Ну ладно, в комнате.

Нарабатывает чертову прорву весьма качественных результатов. Пиролиз того и пиролиз этого, добавки такие и добавки сякие, температурный диапазон от абсурдно низкого до абсурдно высокого, давления от миллибар до гектобар.

У сажи измеряют коэффициенты поглощения и рассеяния, по ней хреначат импульсными лазерами и снимают сигналы лазерно-индуцированной инкандесценции, образцы возят на рентгеноструктурный анализ и под электронный микроскоп.

Настаёт момент, когда всем этим надо бы верифицировать разрабатываемую модель. Которая, по определению, должна покрыть диапазон от элементарных реакций единичных молекул до процессов слипания и слияния частиц, содержащих миллионы атомов углерода.

«Бля».

Никто, естественно, не претендует на то, что в ходе этих экспериментов получил какое-то знание о том, как именно частица С₃₆₉ слипается с С₆₃₉ при столкновении. Даже про взаимодействие жалких углеводородных обрывков типа С-C-H с их поверхностью известно прискорбно мало.

Но если записать много-много химических реакций, задать много-много температурных зависимостей их скоростей — то полученная чудовищная система дифуров разнообразием откликов приближается к пресловутым нейросетям. Её можно натренировать (т.е. качественно подогнать под результат).

Ну, обычно получается. В задачах моделирования горения, например, где в кинетике порой тоже черт ногу сломит.

(Правда, ракетчики всё равно предпочитают взорвать двадцать прототипов двигателя, а не доверять моделям).

(Но, скажем, конструкторы обычных котлов для сжигания угля даже уже немножко верят, что модель разойдется с реальностью не до такой степени, чтоб пришлось всё переделывать).

С сажей же вот получается как-то… никак. Совершенно непонятно, почему. Чёрт с ней, «истиной», за истину шинная промышленность денег не даст, но таким количеством подгоночных параметров, по идее, кинетическую модель можно было бы научить котиков рисовать на выходных графиках.

Может, не хватает междисциплинарного взаимодействия; математика, скажем, который вник бы в тему, посмотрел бы на этот танец, в котором одновременно сливаются атом с атомом и миллион атомов с миллионом — и придумал бы новый термин, и написал пяток уравнений, и всё завертелось бы.

Вполне возможно. Методы описания химической кинетики с чисто математической точки зрения, прямо скажем, ультраконсервативны.

Ладно, на самом деле, что-то всё-таки получается. Иногда это даже удаётся по символической цене сплавить промышленности. Но есть одно соединение, про которое очень не любят говорить те, кто занимается изучением роста сажи.

И это не выловленный где-то в мазутной бочке хтонический древовидный углеводород с молекулярной массой как у белка. Это ацетилен.

Четыре атома. Линейная молекула. H-C≡C-H.

Соединение-медоед.

Если вы думаете, что создали кинетическую модель, которая с приемлемой точностью описывает рост сажи во всех мыслимых смесях и параметрах — попробуйте пиролиз 10-20% ацетилена в инертном газе при давлениях ощутимо повыше атмосферного.

Ацетилен вашу модель убьёт, выебет и съест.

Если вы будете упорствовать и заберетесь в смеси, содержащие 30% ацетилена и более при давлениях под 50 атмосфер — у вас хорошие шансы увидеть, как сажа — вроде бы — растёт быстрее, чем то — вроде бы — допускает тепловая скорость движения молекул газа.

На этом месте вы скорее всего обольетесь холодным потом, подумаете, что как-то не готовы переписывать ВСЕ учебники по кинетике, и для следующих экспериментов выберете смесь победнее и давление поменьше.

Есть нечто цинично-ироничное в том, что с таким треском зубы науки ломаются именно о вещество, горящее столь ярким пламенем, что оно успело поработать на полставки символом прогресса.

В природе ацетилена почти нет, это продукт технологии. Потому что он нестабилен. (Поэтому стандартный баллон с ацетиленом весит больше 90 кг — там внутри слишком много фигни, не дающей ему взорваться).

Возможно, утраченная человечеством заповедь гласила «не синтезируй ацетилен».

— …это потому, — подмигивая, говорит один из ведущих российских специалистов по моделированию сажеобразования, — что важнейшие промежуточные продукты пиролиза ацетилена — отличная взрывчатка с уникальными свойствами. Вот по ним информации и нет.

Fuck this, gonna be a stripper.