Файл: Сядристый, Н. С. Тайны микротехники.pdf

74

С9Э

Сядристый H. С.

С99 Тайны микротехники. М., «Знание», 1975. 128с

В этой книге рассказывается об изготовлении микроминиа­ тюр художественного и технического характера. При этом автор пытается кратко обобщить особенности тонкого манипулятивного труда.

073(02)-75

Б- 7S

© Издательство «Знание», 1975 г.

V

H. С Сядристый.

ОТ АВТОРА

Под словом «микротехника» мы понимаем сверхтонкое умение человека изготавливать или производить что-нибудь очень изящное, сверхмалых размеров.

Искусство микроминиатюр такое же древнее, как и челове­ ческая цивилизация. В музеях мира сохраняется немало фили­ гранных изделий художественного и прикладного характера, изготовленных более двух тысячелетий назад. И теперь они поражают нас необычайной, иногда прямо-таки загадочной тон­ костью исполнения. Скифские, сарматские и греческие украше­ ния эпохи эллинизма, найденные в курганах Куль-Оба, Солоха, Ак-Буру, — прекрасные тому примеры.

В этой книге рассказывается об изготовлении микроми­ ниатюр художественного и технического характера. При этом автор попытался кратко обобщить особенности тонкого манипулятивного труда.

Древнейшие в мире цивилизации оставили много гигант­ ских памятников, высеченных из целых скал. Древняя посло­ вица гласит: «Все боится времени, но время боится пирамид». Но есть в музеях миниатюры, размеры которых не превышают рисового зернышка. И тем и другим творениям человеческого труда тысячи лет.

Микроминиатюры в большой мере отражают достигнутый уровень обработки самых различных материалов, а значит и степень познания их свойств, рассказывают о культуре челове­ ческого труда, а значит и о культуре творческого мышления. Они несут в себе определенную долю информации о своем времени. Вещь, способная удивить человека его же возможно­ стями, уже этим самым оказывает на него определенное нрав­ ственное воздействие.

Так как микротехника предполагает обширные познания свойств различных материалов и умение изготавливать из них детали и инструменты чрезвычайно малых размеров, она имеет большое практическое значение, особенно в наше время.

4

Например, общаясь с врачами самых разных специальностей, автор пришел к твердому убеждению, что одно только коренное улучшение современного медицинского инструментария произ­ вело бы в медицине огромный качественный скачок.

Большое количество научных открытий, которые касаются медицины или могли бы применяться в ней, пока что имеют лишь чисто теоретическое значение. Ведь за последние 60—70 лет мировая наука сделала стремительный рывок вперед. Теперь в медицине применяются новые диагностические аппа­ раты, о которых совсем недавно врачи могли лишь мечтать, появилась масса новых лекарств, но технический уровень про­ ведения хирургических операций далеко не всегда соответ­ ствует уровню технических и научных достижений века.

Настало время, когда хирургии необходимо переходить на более высокий, микроскопический уровень. Без этого многие научные предположения, открытия и идеи не могут быть прове­ рены и применены на практике. При этом потребуется капиталь­ ная ломка существующего психологического барьера — нужно преодолеть «грубость» в хирургии. Если вникнуть в творческую лабораторию любого выдающегося хирурга современности, можно заметить, что это в первую очередь хирург технического изящества. Это уже не только хирург, а в какой-то мере и глубоко мыслящий инженер, и мастер-конструктор, который хорошо изучил все технические недостатки и преимущества существующих хирургических инструментов.

В этой книге нет специальных разделов о медицинских инструментах. Автор лишь стремится пошатнуть веками сло­ жившиеся традиционные понятия о микроманипулятивных воз­ можностях наших рук. Руки — совершенный манипулятивный аппарат, с универсальными возможностями которого сегодня не может соревноваться никакая техника.

Наши понятия о тонкости и точности обработки материалов пока что довольно «грубы». Ибо они складывались на протяже­ нии веков и соответствовали уровню развития науки и техники своего времени. Мы говорим: «точный, как часы», «маленький, как маковое зерно», «тонкий, как волос или паутина»... Но

5

сейчас наука развивается очень быстро, и наши традиционные, устоявшиеся понятия о манипулятивной тонкости рук и точности обработки различных материалов приобретают далеко не безо­ бидное значение. Они психологически сдерживают человече­ скую дерзновенность и творческую фантазию. Микроми­ ниатюры являются наглядным опровержением прежних поня­ тий о возможностях человека и возможностях материалов, совмещая в себе технику и искусство одновременно. Кроме того, их простота, несмотря на кажущуюся сложность, понятна каждому —и школьнику, и академику.

Разрушение «грубых» понятий в технике и науке утверж­ дает веру в практическую неограниченность человеческих воз­ можностей в области создания микроприборов и в области познания живого и неживого микромира. Искусство микроми­ ниатюр возбуждает у людей самых разных и, казалось бы, несо­ вместимых профессий обширную ассоциативную фантазию о возможностях технических и манипулятивных усовершенство­ ваний. В этом отношении микроминиатюры созвучны техниче­ скому и научному прогрессу.

Взять хотя бы такие науки, как цитология, физиология, био­ логия. В области этих наук в наше время вряд ли возможны новые фундаментальные открытия без опытов и исследований на уровне микроскопических и субмикроскопических величин, без большой психологической и практической смелости в обра­ щении с невидимым миром. Ведь чисто поверхностное наблю­ дение тех или иных микроскопических явлений, объектов, про­ цессов в наше время словно бы исчерпалось как главный критерий познания. Оно уже не может удовлетворять ученого, как это могло быть во времена Пастера, Мечникова, Сеченова. Много лет назад академик И. П. Павлов говорил, что в ближай­ шее время мы должны будем разделять клетку на ее микроско­ пические части, узнавать, как они работают отдельно, как взаимодействуют между собой и как из этого складывается работа клетки и всего организма в целом.

Трансплантация ядер и частей клеток тоже невозможна без тончайшей микрохирургии. И работу человеческого мозга

6

невозможно изучить без тончайших микроприборов. Мы до сих пор не знаем даже внутреннего механизма движения мышц. И здесь не обойтись без микротехники, без людей, которые будут обращаться с микронами и ангстремами так же свободно, как мы сейчас обращаемся с метрами и сантиметрами.

На глазах нашего поколения рождаются новые отрасли науки. Возьмем для примера бионику. Эту науку называют «до­ черью двадцатого века». Ее девиз — «Живая природа — ключ к новой технике». Дело в том, что живая природа Земли на протяжении сотен миллионов лет эволюционного развития про­ шла фантастически сложный и жестокий путь отбора и само­ усовершенствования. Живая природа — это необъятная кла­ довая самых разнообразных «изобретений» и «рационализа­ ций», прошедших высшую апробацию. Эти «патенты» не надо заново открывать и выдумывать человеку. Их надо лишь глубо­ ко изучить и научиться применять в технике.

Наш глаз, например, по принципу действия родствен теле­ визору, с той лишь разницей, что изображение «снимается» не бегающим электронным лучом, а статичными светочувствитель­ ными точками сетчатки, которых в глазу около 150 миллионов. «Выводы» от них сведены в изолированный «кабель», выведен­ ный в соответствующие области коры больших полушарий головного мозга. Наш глаз улавливает энергию света, равную двум квантам. Это удивительная чувствительность. То есть в безвоздушном пространстве мы смогли бы увидеть свечу, нахо­ дящуюся в 200 километрах от нас.

Крыло стрекозы соответствует всемзаконам аэродинами­ ки. Даже внешне, оглядывая его конструкцию, можно заметить небольшие точечные утяжеления. Это «приспособление» про­ тив так называемого флаттера — вибраций, которые возни­ кают при полете и которые не одному летчику-испытателю сто­ или жизни. А стрекоза летает, и ей хоть бы что. Также рыбы не страдают от кавитации, которая разрушает гребные винты кораблей. Кузнечик чувствует колебания, длина волн которых равна половине атома водорода. Он не только чувствует все атомные взрывы на Земле, но и улавливает энергетическую

7

раздел I

КАК ВСЕ НАЧАЛОСЬ &

Это случилось пятнадцать лет назад. Единственное окно нашей студенческой комнаты было открыто в темноту теплого весеннего вечера. На высоких кряжистых тополях, растущих перед общежитием, вскрикивали взбудораживаемые весен­ ним ветром сонные грачи.

Время приближалось к полуночи. Но студенческое общежи­ тие Харьковского сельскохозяйственного института имени В. В. Докучаева гудело, словно гигантский корабль, отплыва­ ющий в далекую страну.

По обыкновению, перед сном, не выключая света, мы имели привычку со студенческой насмешливостью и юмором обсу­ ждать последние события и самих себя. Предметом разговоров могло быть все что угодно: наверное, одинаковые во всем мире старые профессора со своими странностями и безобидными чудачествами; «железный Куц», находившийся в те годы в зените своей спортивной славы; стихи Евтушенко, выступав­ шего незадолго перед тем в нашем институте, и многое-многое другое.

И совсем случайно предметом обсуждения в тот вечер стала газетная статья, содержание которой заключалось в сле­ дующем.

Известный армянский мастер микроминиатюр Эдуард Каза­

9

рян однажды получил письмо из Германской Демократической Республики. Немецкие друзья, восторгаясь тонкостью работ мастера, все же высказали свои сомнения. Мастер ответил не сразу — через некоторое время написавшие письмо получили небольшую посылку. Ее вскрыли. Внутри оказалась небольшая мраморная подставка с укрепленными на ней двумя рубино­ выми камнями. Между ними был натянут волосок. Вот тебе и ответ! Стали рассматривать Под микроскопом. Удивлению не было границ — на волосе прочли приветствие на немецком языке: «Братский привет немецкому народу от армянского народа!». Надпись, сделанная в одну строчку, занимала всего лишь 1 сантиметр. Этому самому маленькому в мире письму немецкая газета «Дер Морген» посвятила статью под заглавием «Когда сказка становится былью».

Услышав об этом случае, мы, студенты-однокашники, в свою очередь, стали сомневаться в реальности подобной надписи. Наше представление о тонкости волоса лишь усили­ вало сомнения. Вечер окончился спором, едва ли не перешед­ шим в ссору. Студенту, который сообщил о прочитанной статье, сказали, что она относится к серии «армянских анекдотов». Мне подобное казалось возможным, но я понимал, что сделать над­ пись на волосе невероятно трудно.

На занятиях по биологии стал рассматривать волосок под микроскопом. Прикидывал, не может ли препараторная игла послужить резцом для выполнения надписи. Волосок под микроскопом имел цвет старой латуни и напоминал корпус запала ручной гранаты, не одну из которых мне доводилось разбирать в послевоенные годы. Но конец иглы по сравнению

сволоском выглядел настоящей дубиной. Не могло быть и речи

отом, чтобы она послужила резцом. Мало вероятным казалось и то, что надпись на волоске удастся написать краской. Раствор краски вряд ли сможет вытянуться в такие тонкие линии. Инту­ итивно чувствовал, что буквы сначала надо выгравировать —

вырезать, а потом в углубления втереть какое-то красящее вещество. Значит, сначала нужен резец. Перепробовал все, что могло колоть и резать: булавки, иглы, в том числе корундовые

10

для грампластинок, всякие шпильки и т. п. Но все, даже очень тонкое и острое на глаз, под микроскопом выглядело тупым и грубым. Начал затачивать иглы сам. Но они, хотя и получались очень тонкими, для работы по волосу все равно были слишком грубы.

Однажды на улице я увидел, как женщина старательно чистила каким-то порошком мемориальную доску на здании института: «Строилъ академикъ архитектуры А. Н. Бекетовъ». Женщина насыпала порошок на тряпку и чистила мраморную табличку. При этом порошок поблескивал, осыпался вниз. Подойдя ближе, увидел, что это обыкновенный наждачный порошок. Попросил щепотку и поспешил на кафедру ботаники, которая находилась в том же здании. Высыпав порошок на предметный столик микроскопа, стал разглядывать. Это было невероятно! Сотни самых разнообразных, очень острых по краям кристалликов переливались всеми цветами радуги. Неко­ торые из кристаллов имели продолговатую форму. «Это то, что нужно!» — забилось взволнованно сердце. Но как только отво­ дил глаза от микроскопа, блестящий ворох превращался в обычный мелкий порошок, в котором мне были нужны лишь отдельные кристаллики. Надумал прикрепить их к кончику иглы, чтобы получить микрорезец. Имеющиеся в то время под рукой клеи, хорошо склеивающие дерево, стекло, бумагу, для микро­ склеивания абсолютно не годились. На столь малых микроско­ пических площадках кристалликов сила клея была недостаточ­ на. Попытка припаять кристаллики оловом тоже не дала ре­ зультатов: кристаллики всплывали на поверхность рас­ плавленного металла.

Мне вспомнился один случай. Как-то, накоротко замкнув клеммы аккумулятора проволочкой, я заметил, что к никелю прихватилось несколько случайно попавших песчинок. Соска­ бливая их, поцарапал палец.

Достал несколько батареек для карманного фонарика и соединил их параллельно, чтобы сила тока была большей. Один конец провода подвел к медной пластинке, на которую насыпал редкий слой наждачного порошка, а другой конец соединил с

11