Изменение технологии с точки зрения экологии
Поскольку очистка выбросов и переработка отходов — дело хлопотное и не всегда эффективное, возникает вопрос: нельзя ли как-нибудь избежать их возникновения или хотя бы уменьшить вредность? И здесь на помощь приходит химия. В частности, вместо ядовитых веществ можно использовать безвредные. Например, белые лампы уличного освещения, заполненные парами ядовитой ртути (которые при разрушении лампы оказываются в атмосфере), заменяют на более безопасные и экономичные жёлтые лампы, наполненные парами натрия. Поливинилхлорид, который трудно перерабатывать в безопасные продукты, вытесняется менее вредным полиэтилентерефталатом.
«Грязные» технологии реально заменить более «чистыми». Питьевую воду всё чаще обеззараживают не хлором, а озоном. Чтобы избежать выброса в атмосферу золы и соединений серы, учёные предлагают предварительно обрабатывать уголь водяным паром, используя в качестве топлива образующийся синтез-газ:
С + Н,0 = СО + Н,.
Разрабатываются технологии сухого синтеза органических красителей, после которого не остаётся огромных объёмов загрязнённой воды. Химики заняты поиском всё новых и новых способов проведения органического синтеза, позволяющих уменьшить массу отходов, часто высокотоксичных.
Однако замена отдельных веществ и даже целых технологических цепочек — это уже вчерашний день развития техники. Действительно, можно разработать «чистую» технологию выплавки стали, но не эффективнее ли снизить потребность в этом металле? Можно, производя бумагу, перерабатывать древесину почти полностью, но не лучше ли издавать энциклопедии, справочники и газеты на носителях, умещающихся в напёрстке? Сегодня это стало реальностью благодаря информационным технологиям — новейшему слову в развитии техники, технологиям сегодняшнего дня. Что же это за информационные технологии и почему они столь эффективны?
Начиная с XVIII в. экономисты классической школы используют понятие «материальное производство». Конечно, каждая вещь материальна. И всё же главное, что производит человечество, — информация. Когда делают автомобиль, на кусок стали наносят некую информацию. Когда из нефти синтезируют лекарство, атомы соединяются друг с другом в строго определённой последовательности, которая оказывается носителем информации. Когда шьют бальное платье, ткань преобразуют в некую структуру, и она опять-таки становится носителем информации.
Таким образом, чтобы придать изделию те или иные свойства, можно вложить в него материю (вещество и энергию), а можно — информацию, т. е. материя и информация до некоторых пределов взаимозаменяемы. Например, до 60-х гг. XX столетия, чтобы при аварии уберечь водителя и пассажиров, автомобиль превращали в «танк»: увеличивали толщину стального листа обшивки и несущих деталей рамы, размер автомобиля (т. е. вкладывали материю). Естественно, автомобильная промышленность потребляла огромное количество железа, а сами автомобили — бензина. Однако безопасность на дорогах нисколько не увеличивалась: столкновения таких «танков» с более лёгкими автомобилями заканчивались для последних плачевно.
С начала 70-х гг., вместо того чтобы и дальше «вгонять» в конструкцию автомобиля железо, в неё начали вкладывать информацию: несущему каркасу придавали такую форму, чтобы энергия столкновения полностью уходила на сминание кузова, но не доставалась водителю и пассажирам. В результате безопасность автомобиля возросла, а потребление железа и горючего (производство которых требует сырьевых ресурсов и загрязняет окружающую среду) резко снизилось.
Информацию можно вкладывать не только в конструкцию предмета, но и в материал, из которого он сделан. В этой области первое слово — за химией. Так, на сложно устроенных катализаторах получают особые полимеры с упорядоченной структурой (так называемые стерео-регулярные). Их составляющие соединены в цепь в определённом порядке, а сама молекула определённым образом закручена. Эти полимеры очень прочны и обладают гораздо меньшей массой, чем традиционные материалы. Значит, на их производство расходуется меньше сырья, а следовательно, снижается ущерб окружающей среде.
При строгом соблюдении химического состава и режима тепловой обработки можно получать сплавы с регулярной кристаллической структурой. Они обладают уникальными механическими и химическими свойствами. Изделия из них более лёгкие и служат дольше. Особым образом модифицированные и сплетённые волокна приобретают вла-гоотталкивающие и теплоизолирующие свойства. Одежда из таких волокон универсальна для любой погоды — и для дождя, и для холода, и для жары. Стереорегулярные полимеры, сплавы, модифицированные волокна — примеры информационно насыщенных материалов, обладающих ценнейшими свойствами при минимальной массе.
Как у хорошего банкира деньги делают деньги, так в развитой промышленной системе одни информационно насыщенные материалы позволяют создавать новые, что обеспечивает перевод технологии на информационный путь развития. Первую скрипку в этом процессе играют особо чистые полупроводниковые кристаллы и магнитные материалы. Компьютеры, сделанные из таких материалов, позволяют хранить и перерабатывать огромный объём информации. Благодаря этому экономится колоссальное количество бумаги — ведь содержимое целых энциклопедий умещается на одном небольшом диске.
Информационные технологии — наиболее вероятный кандидат на роль избавителя человечества от глобального загрязнения окружающей среды и истощения природных ресурсов. Они позволили с начала 90-х гг. XX в. замедлить или даже остановить рост производства чугуна, стали, серной кислоты.