Кто изобрел нитроглицерин

Что такое нитроглицерин? Взрывчатка, спасающая жизнь

А как обрадовались генералы, узнав, что вместо слабого дымного пороха теперь в бомбы можно положить намного более мощную взрывчатку!

Изобретение

Асканио Собреро
Фото: ru.wikipedia.org

Итальянский химик Асканио Собреро, работавший в Туринском университете, проводил опыты по реакции между глицерином и смесью азотной и серной кислот. Смесь этих кислот сегодня называют «нитрующей смесью», ее воздействие на многие вещества создает новые вещества, часто очень неустойчивые и склонные к самопроизвольной детонации.

Альфред Нобель
Фото: ru.wikipedia.org

Взаимодействие глицерина с нитрующей смесью породило в 1846 году нитроглицерин. В 1847 году автор выступил с докладом об изобретении. В ходе проверки свойств нового вещества произошел взрыв, изуродовавший автору изобретения лицо. А в 1850 году в Турин в лабораторию приехал молодой Альфред Нобель и начал изучать производство нитроглицерина.

В то же время Нобели изучали и работу российских химиков, исследовавших возможность уменьшения чувствительности нитроглицерина. Нобели придумали способ подрыва нитроглицерина, создав капсюли-детонаторы на основе гремучей ртути. A — опилки или иной абсорбционный материал, пропитанный нитроглицерином; B — защитная оболочка; C — капсюль-детонатор; D — кабель, связанный с подрывным капсюлем; E — крепёжная лента
Фото: ru.wikipedia.org

Применение в медицине

При изучении свойств созданного вещества Асканио Собреро установил, что вещество обладает сладким вкусом и вызывает сильную головную боль. Сегодня врачи понимают, что эта боль вызвана снижением артериального давления. Но эти симптомы не были правильно интерпретированы тогдашними врачами.

Лишь в 1858 году в Англии врач Альфред Филд прописал пациентке 68 лет нитроглицерин от стенокардии, чтобы уменьшить боль в груди. Он прописал ей новый препарат «глоноин», как тогда называли в фармакологии нитроглицерин. Однако в жидком виде употреблять препарат было очень неудобно. В том числе и из-за его склонности к детонации при встряхивании: попытался вытряхнуть в стакан каплю — и взрыв разнес в клочья всё в комнате.

Но история лекарства скоро продолжилась: новым препаратом заинтересовался врач из Лондона Вильям Мюррел. Он обратился к химику В. Мартиндейлу, который сумел придать нитроглицерину форму мелких стабильных гранулок. Пациент взял на язык одну гранулку — и боль в груди прекратилась. Если нет, то принять еще одну гранулку, рассосав ее на языке. Первое сердечное лекарство состоялось! Фото: nebolet.com

А понять, что этот нитроглицерин делает и почему сердце перестает болеть, сумели только в самом конце XX века три исследователя из США: Луис Игнарро, Роберт Фёрчготт и Ферид Мьюрэд, за что они и получили в 1998 году Нобелевскую премию по медицине и физиологии.

Оказывается, в организме человека нитроглицерин освобождает оксид азота, который расслабляет гладкомышечные клетки, что приводит к расширению кровеносных сосудов.

Создание динамита

Нобели придумали пропитывать нитроглицерином различные пористые материалы.
Одновременно с ними в других странах, в том числе и в России, проводились аналогичные исследования.

В России полковник Петрушевский создал в 1868 году магнезиальный динамит: нитроглицерин впитывался в пористый порошок магнезии — и получалось мощное взрывчатое вещество, которое можно было провозить к месту применения, не опасаясь встряхнуть ящик с динамитом. А на месте динамитные шашки можно было взорвать с помощью капсюля-детонатора. Динамит производства фабрики Нобеля
Фото: ru.wikipedia.org

В том же 1868 году динамит на базе кизельгура (кремнистой земли) начали производить и Нобели. И взяли на динамит патент, став официальными изобретателями новой взрывчатки.

Взрывчатые работы при помощи динамита, особенно при подземных работах, были намного безопаснее, чем взрывные работы при помощи пороха. Порох горит намного медленнее и его вспышка часто воспламеняла в шахтах рудничный газ, что влекло подземные взрывы. А мгновенная детонация динамита рудничный газ не успевала поджечь.

Динамит был нарасхват, за первые 8 лет его производство выросло в 800 раз — от примерно 10 тонн в год до 8000 тонн. И на этом производстве уже работала не одна небольшая фабрика, а несколько десятков фабрик. Генералы начали потирать руки…

Боевое применение

Попытка заложить динамит в пушечный снаряд провалилась — слишком часто снаряды взрывались при выстреле. Зато для производства мин, для начала — морских, а также для подрыва крепостных стен, мостов, тоннелей — динамит отлично подходил.

Во франко-прусской войне 1870−1871 годов динамит уже использовался в больших масштабах. Взрывные работы с помощью динамита, рисунок из французского журнала La Nature, 1873 г.
Фото: ru.wikipedia.org

Расширение производства динамита сопровождалось взрывами на производстве. Взрывались заводы, гибли люди, нитроглицерин — все же очень взрывоопасное вещество. А динамит при ненадлежащем хранении или долгом хранении «отпотевает», на его поверхности выступают капельки нитроглицерина — и тут до взрыва всего склада взрывчатки остается совсем чуть-чуть.

Пытаясь уменьшить взрывоопасность динамита, исследователи создали желатин-динамит — при взаимодействии нитроглицерина и желеобразной массы, получаемой при разведении коллодия различными органическими растворителями. Желатин-динамиты, или «гремучие студни», широко использовались при строительстве тоннелей в Альпах. И туннель под перевалом Сен-Готард, и все остальные туннели, пробитые людьми в то время, своей прокладкой во многом обязаны «гремучим студням». Гремучие студни в отражённом свете (сверху) и на просвет (снизу)
Фото: ru.wikipedia.org

Триумф и закат эпохи динамита

В конце XIX — начале XX века динамит был главной взрывчаткой мира.

Ручные гранаты — динамит. Террористические акты ирландцев в Великобритании и революционеров в России — динамит. Морские мины — динамит.

Но в самом конце XIX века ученые начали исследовать свойства тринитротолуола и гексогена. Более мощные, чем динамит, хранящиеся намного дольше, намного более стабильные. Эту взрывчатку можно было поместить в артиллерийский снаряд, в торпеду, в мину, в ручную гранату.

Век динамита почти закончился — осталось еще применение при прокладывании тоннелей, при постройке шахт.

Динамит производят и сегодня. Но в общей массе производимой в мире взрывчатки на динамит приходится только 2%.

Зато все до сих пор помнят Нобелей. В основном благодаря Нобелевской премии.
Даже шутливая премия Ignobel получила свое название именно от Нобеля.

Теги: нитроглицерин, изобретения, история лекарства, Альфред Нобель, взрывчатка, взрывчатые вещества, морские мины

Курьезы науки: убийца и врач в одном флаконе

Автор Антон Евсеев 17.10.2012 15:00

Бывает так, что ученый сам не может оценить все аспекты своего открытия. Химик Асканио Собреро, получивший нитроглицерин, и промышленник Альфред Нобель, разработавший способ его производства, так и не поняли, что это вещество может не только взрывать скалы, но и лечить стенокардию. Парадокс заключается в том, что оба они страдали от этой болезни.

В 1847 году талантливый итальянский химик Асканио Собреро смог синтезировать вещество, которое он назвал «пироглицерин». Оно представляло собой тринитрат многоатомного спирта глицерина и поэтому позже его стали называть нитроглицерином. Сам Собреро считал, что оно может пригодиться в военном деле — ученый сам когда-то служил в армии, воевал в артиллерии и даже после окончания боевых действий продолжал работать в Артиллерийской академии. Поэтому основные его исследования были направлены на удовлетворение нужд и запросов быстро растущей военной промышленности.

Собреро сразу же оценил «взрывной» характер вещества, которое он открыл — во время одного из опытов он даже получил ожоги рук и лица. Однако в своей статье он упомянул и еще один интересный эффект нитроглицерина. Ученый писал, что «что если капнуть «пироглицерин» на язык, то сразу голова начинает сильно болеть». Так, сам того не желая, Собреро описал одно из фармакологических свойств нитроглицерина, а именно — его способность сокращать гладкую мускулатуру кровеносных сосудов.

Читайте также: Курьезы науки: взрывной фартук фрау Шенбейн

Удивительно, но если бы гениальный химик обратил больше внимания на данное свойство, то обнаруженный им препарат мог бы помочь ему самому — ведь Собреро страдал стенокардией, и у него часто бывали спазмы коронарных сосудов. Сейчас врачи прописали бы ему препараты на основе того самого нитроглицерина, который весьма эффективно их снимает. Однако ученому и в голову не пришло, что его «взрывное детище» можно использовать в мирных целях. Он так и умер в 1888 году от сердечной недостаточности, не имея представление о том, что мог бы помочь себе с помощью нитроглицерина.

Тем не менее, среди европейских медиков нашелся один, которого в статье Собреро, посвященной нитроглицерину, заинтересовало именно то, что он вызывает головную боль. Константин Геринг, прочитав о нитроглицерине, начал испытывать этот препарат на добровольцах и после предложил использовать его для лечения… головной боли. Вас может удивить такой подход, однако Геринг был приверженцем гомеопатии и считал, что клин нужно вышибать клином — раз это вещество вызывает головную боль, то оно может и исцелить ее.

Тем не менее, врачи долго не верили этому странному саксонцу, который к тому же носил «говорящую фамилию» (одно из значений слова «hering» — чудак), чьи идеи всегда находились на грани абсурда и гениальности (так, он, например, предлагал лечить отравления с помощью змеиного яда). Однако, как это ни странно, на помощь врачу-оригиналу пришел другой человек, который также не верил в то, что нитроглицерин является лекарством, зато был убежден, что его ожидает большое будущее в горной промышленности. Звали его Альфред Нобель.

Будущий учредитель самой престижной в мире премии познакомился с Собреро еще в 1850 году, когда тот был на семинаре в Париже. Открытие гениального итальянца заинтересовало Нобеля и он, запатентовав в 1863 году способ производства нитроглицерина, приступил к строительству своей «динамитной империи». Кстати, вопреки бытующему заблуждению, продукция заводов Нобеля шла главным образом не на военные нужды, а на задачи созидания: без его динамита в XIX веке не были бы проложены знаменитые тоннели и каналы, железнодорожные линии через Альпы и Кордильеры, не стало бы судоходным русло Дуная у Железных ворот и т. д.

Альфред Нобель

Однако интересно другое — Нобель, сам того не подозревая, поставил на своих заводах крупномасштабный фармакологический эксперимент. Дело в том, что в цехах с нитроглицерином работали сотни людей, и они постоянно подвергаясь действию его паров — ведь респираторов тогда еще не было. Не удивительно, что сразу же к окрестным врачам стали поступать жалобы на головную боль и плохое самочувствие, похожее на сильное отравление. Именно тут медики и вспомнили про исследования Геринга, после чего стали проводить свои собственные изыскания в том же ключе.

В результате выяснилась одна интересная вещь — рабочие рассказывали, что голова болит не только у новичков, впервые пришедших в цех — у них головная боль через неделю-другую исчезала (то есть наступало привыкание). Эту же боль испытывали и ветераны производства, причем даже в выходные дни — кроме того, были даже случаи внезапной смерти от спазма коронарных сосудов. Впрочем, причину «воскресных» болей выяснили быстро — оказывается, в день отдыха многие для того, чтобы сделать себе модную прическу, втирали нитроглицерин в кожу головы или надевали на голову пропитанную им повязку.

Этими данными заинтересовался врач Томас Лодер Брентон — особенно тем, что говорили о спазмах коронарных сосудов. Он понял, что нитроглицерин может как-то на них влиять. И вот, сделав несколько экспериментов в своей клинике, Брентон понял, что нитроглицерин в небольших дозах может снимать боли, возникающие при стенокардии. Правда, побочный эффект в виде «больной головы» при этом оставался. Поэтому врачи не рисковали использовать новое лекарство до тех пор, пока в 1887 году доктор Уильям Меррелл не рассчитал точную дозу нитроглицерина, при которой побочные эффекты были минимальны.

Увы, внедрение нового лекарства шло чрезвычайно медленно, поэтому умерший через год после рассчета Меррелла Собреро не успел им воспользоваться (кстати, до конца своих дней он не верил в то, что открытые им вещество может лечить). И этот скепсис великий химик передал своему другу и партнеру Альфреду Нобелю. Тот, пребывая в уверенности, что, кроме как для взрывов, нитроглицерин ни на что не годится, не воспользовался им даже тогда, когда у него самого началась стенокардия. Врачи несколько раз назначали этот препарат упрямому «динамитному королю», однако он со словами: «Разве не ирония судьбы, что врачи прописали мне нитроглицерин для приема внутрь!», отказывался от такого лечения.

Читайте также: Драмы науки: страсти вокруг наркоза

В итоге Нобель скончался от сердечного приступа в 1896 году так и не узнав, что он мог, кроме «динамитной империи», создать еще и фармакологическую, которая приносила бы не меньше дохода. Нитроглицерин же прочно вошел во врачебную практику с начала XX века, однако долгое время никто не знал, каким именно образом данное вещество действует на сосуды. Это удалось выяснить лишь в конце столетия американским ученым Роберту Ферчготту, Луису Игнарро и Фериду Мураду, которые в 1998 году за свою работу о роли оксида азота в регуляции сосудистого тонуса были удостоены… Нобелевской премии по медицине! Таким образом великому изобретателю удалось посмертно исправить свою ошибку, совершенную более века назад.

Читайте самое интересное в рубрике «Наука и техника»

История открытия нитроглицерина

Казале-Монферрато – маленький Итальянский городок к востоку от Турина. Именно здесь в 1812 году родился Асканью Собреро – химик, открывший вещество, ставшее одним из самых известных и востребованных в мире.

Асканью Собреро (1812-1888)

Образование Собреро получил в Туринском университете, затем работал в Париже под руководством знаменитого химика Пелуза. Проводя серию опытов, в 1846 году в реакции глицерина с азотной и серной кислотами Асканью впервые синтезирован тринитрат глицерина, известный сегодня как нитроглицерин. В 1847 он выступил со знаменитой лекцией в Туринской академии наук, продемонстрировав, что небольшие количества вновь синтезированного вещества могут взрываться. В 1850 году в лабораторию Пелуза прибыл молодой Альфред Нобель, который осознал огромный потенциал изобретения Собреро. Вернувшись в Стокгольм, вместе с отцом он начал поиски способа уменьшить способность нитроглицерина спонтанно детонировать, результатом чего явилось изобретение динамита – смеси нитроглицерина с сорбентами, которая может относительно безопасно храниться и взрываться, когда это нужно (с помощью запатентованного Нобелем детонатора). Позже, поняв разрушительную силу нитроглицерина, Собреро писал: «думая о том, сколько людей погибло и еще погибнет от взрывов нитроглицерина, я почти стыжусь, что мне принадлежит его открытие». Сам Собреро пострадал от взрыва, который изуродовал его лицо.

Он же впервые сообщил, что обладающий сладковатым острым вкусом нитроглицерин при помещении на язык в минимальных количествах в течение минуты вызывает ужасную головную боль, которая продолжается несколько часов. На это описание физиологического эффекта нитроглицерина обратил внимание Константин Геринг, известнейший гомеопат своего времени, живший на тот момент в Америке. Один из тезисов гомеопатии гласит, что вещество, вызывающее какой-либо симптом у здоровых людей, может бороться с этим же симптомом у больных («лечи подобное подобным»). Геринг испытал нитроглицерин (названный им глоноином), давая его здоровым добровольцам, и убедился, что он действительно вызывает головную боль (результаты своего исследования он опубликовал в 1849 году в американском гомеопатическом журнале). Геринг обратился к химику Моррису Девису с просьбой синтезировать нитроглицерин для его работы. Моррис также испытал нитроглицерин на себе и описывал свои ощущения следующим образом: «после нанесения 0,36 мл вещества на губы кровь прилила к голове, появилась пульсирующая боль в висках, движения головы усиливают боль; во время прогулки изменилось восприятие: все вокруг странное, путь до дома занимает, кажется, втрое больше времени, чем обычно». Указанные симптомы, как мы понимаем сегодня, связаны со снижением артериального давления и уменьшением кровоснабжения головного мозга после приема нитроглицерина. Геринг также заметил, что у некоторых добровольцев отмечался дискомфорт за грудиной и в левой руке после приема нитроглицерина, однако такие симптомы наблюдались значительно реже, чем головная боль, и знаменитый гомеопат не придал этому особого значения. В связи со скептическим отношением официальной медицины к гомеопатии, долгое время врачи не обращались к нитроглицерину.

Медицинское применение нитроглицерина связано с наблюдениями за другим нитросодержащим веществом – амилнитритом, синтезированным в 1844 году Антонием Белардом. Английский химик Фредерик Гутри в 1859 году писал: «нанесение на ноздри минимальных количеств амилнитрита в течение 50 секунд приводит к сердцебиению, приливу крови к шее и голове, пульсации височных артерий». Затем лондонский врач Беньямин Ричардсон показал, что амилнитрит вызывает расширение сосудов у экспериментальных животных. Шотландский врач Томас Лодер Брунтон провел ряд экспериментов на себе, отслеживая изменения пульса и артериального давления после применения амилнитрита, а в 1867 году появилась его публикация в журнале Lancet, в которой он описывал эффективность амилнитрита у больных грудной жабой (стенокардией, см. статью «Ишемическая болезнь сердца»), ранее не поддававшейся лечению другими лекарствами. Брунтон продолжал поиск веществ, которые бы действовали пусть не так быстро, как амилнитрит, но сохраняли эффект в течение более длительного времени. Так он обратил внимание на публикации Геринга, сопоставив головную боль после приема амилнитрита и глоноина (нитроглицерина).

Впервые нитроглицерин при стенокардии применил английский врач Альфред Филд в 1858 у больной 68 лет с интенсивной болью в груди. Затем и другие врачи стали назначать нитроглицерин больным стенокардией. В 1876 действие нитроглицерина на себе испытал Брунтон и почувствовал столь сильную головную боль, что поначалу он не решался назначать вещество пациентам. Однако лондонский врач Вильям Мюррелл, знакомый с работами Брунтона по использованию амилнитрита, в 1878 опубликовал результаты своих наблюдений о высокой эффективности нитроглицерина при стенокардии. В связи с неудобством применения жидкой формы нитроглицерина, Мюррелл обратился к химику Вильяму Мартиндейлу, который сумел приготовить нитроглицерин в форме стабильных мелких гранул, покрытых шоколадом. Пациенты принимали гранулы до тех пор, пока боль не проходила. Узнав о работах Мюррелла, Брунтон стал также применять нитроглицерин при стенокардии и обобщил опыт использования нитроглицерина в фунтдаментальном научном труде «Фармакология и терапия», опубликованном в 1885 году. По иронии судьбы, в 1890 году врачи рекомендовали принимать нитроглицерин Альфреду Нобелю, страдавшему стенокардией.

Множество исследований было направлено на выяснение механизма лечебного действия нитроглицерина и других нитросодержащих веществ. В результате ученые показали, что нитроглицерин высвобождает оксид азота (NO), который, расслабляя гладкомышечные клетки, приводит к расширению сосудов. Нобелевская премия по физиологии и медицине за 1998 г. присуждена трем американским исследователям: Фериду Мьюрэду (Техасский университет в Хьюстоне), Роберту Фёрчготту (Университет штата Нью-Йорк) и Луису Игнарро (Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе) за установление функциональной роли оксида азота в работе сердечно-сосудистой системы.

С действием оксида азота связан частый побочный эффект нитроглицерина в виде головной боли (расширение артериол головного мозга), и его основной, антиангинальный (снимающий стенокардию) эффект. Напомним, что стенокардия вызывается сужением просвета коронарных сосудов и уменьшением кровоснабжения сердечной мышцы, в результате чего она испытывает кислородное голодание (ишемию). Расширение коронарных сосудов под действием нитроглицерина приводит к улучшению кровоснабжения ишемизированных участков миокарда. Кроме того, нитроглицерин расширяет вены, в результате больше крови задерживается в них и меньше возвращается к сердцу, нагрузка на сердце падает, миокарду требуется меньше кислорода, и приступ стенокардии проходит в течение нескольких секунд или минут после приема лекарства.

При частом приеме нитроглицерина и нитратов длительного действия головная боль проходит, но нарастает потребность в нитроглицерине: приходится принимать все большую и большую дозу для получения терапевтического эффекта (феномен толерантности к нитратам). Во избежание формирования толерантности больным стенокардией, которым назначили нитроглицерин, следует применять короткодейстующие нитраты (в виде таблеток нитроглицерина и спреев) только при возникновении приступа стенокардии и следовать рекомендациям врача по приему препаратов длительного действия. В связи с тем, что нитроглицерин расширяет все сосуды, после его приема резко снижается артериальное давление и уменьшается приток крови к головному мозгу, это может вызвать ортостатический (возникающий в положении стоя) коллапс, т.е. потерю сознания. Поэтому больные, принимающие нитроглицерин, должны знать, что препарат следует принимать в положении сидя, после приема нельзя резко вставать, т.к. может закружиться голова и возможна потеря сознания.

Сегодня нитроглицерин в качестве взрывчатки практически вытеснен другими, более дешевыми и менее опасными веществами, в то время как в медицине он остается одним из самых востребованных и часто назначаемых препаратов. Благодаря цепочке случайных наблюдений и целенаправленных исследований замечательных ученых из разных стран, нитроглицерин ежедневно помогает миллионам людей во всем мире, избавляя их от мучительного симптома ишемической болезни сердца — стенокардии.

История в тротиловом эквиваленте: эволюция взрывчатки

На протяжении почти всей истории цивилизации люди искали наиболее эффектные взрывчатые вещества — чтобы использовать их не только в военных, но и в мирных целях (в производстве, строительстве и для развлечения). Знаменитый автор спецэффектов ко многим фильмам и «разрушитель легенд» Адам Сэвидж, разумеется, тоже не смог обойти эту тему. Редакция ПМ 12 сентября 2019 17:41

В своем новом телевизионном проекте «Дикие эксперименты Адама Сэвиджа», который идет на Discovery Channel по вторникам в 22:00 Адам собирает всевозможные устройства от машин из «Безумного Макса» до пушки, стреляющей хот-догами, и добивается их работоспособности, а один из выпусков программы будет посвящен нитроглицерину. Вместе с Александром Ивановым, младшим научным сотрудником Физтеха УрФУ, автором проекта «», мы решили разобраться в истории взрывчатки и эволюции этих гремучих смесей.

Греческий огонь

Одной из первых горючих смесей, которую открыло для себя человечество, стал греческий огонь. В историографии его изобретение относят к середине VII века нашей эры, а родиной называют Византию. Предполагается, что это была смесь смолы, серы, вероятно, сырой нефти и прочих горючих и липких веществ. Эта смесь помещалась в глиняный горшок, поджигалась и забрасывалась на вражеский корабль. Там она растекалась и уничтожала судно: потушить такое не представлялось возможным, поэтому для корабля зачастую подобные атаки становились фатальными. Греческий огонь очень похож на дикий огонь из сериала «Игра престолов», с помощью которого потопили флот Станиса, а потом Серсея взорвала септу с фанатиками. Строго говоря, греческий огонь нельзя причислить к взрывчатке, поскольку, выражаясь современным языком, это был просто своеобразный коктейль Молотова, а взрывчатка — это то, что умеет детонировать. Однако в реалиях раннего средневековья зажигательная смесь, способная взрываться при соприкосновении с другими объектами, могла быть отнесена к первым попыткам человечества изобрести взрывчатку.

Греческий огонь

Дымный порох

Исторически первым метательным взрывчатым веществом считается дымный порох. По утвердившейся в историографии версии, он был открыт в Китае в конце VII века нашей эры. Есть легенда, что черный порох был изобретен случайно: в одной пещере были залежи селитры, и кто-то забыл там бумагу — как следует пропитавшись этим веществом, она затем очень быстро загорелась. Вскоре появились и самодельные взрывные устройства, представляющие собой глиняные горшки, начиненные порохом и кусками металла. Приводились они в действие путем поджога соединенной с ними пропитанной серой веревки, уложенной в бамбуковые палочки.

В Европе черный порох был переизобретен немецким монахом Бертольдом Шварцем — опять же, по легенде, поскольку реальное существование Шварца ставится исследователями под сомнение. Монах смешал в ступке серу, селитру и уголь, пестиком начал измельчать эту смесь, но раздался взрыв, сопровождавшийся яркой вспышкой, опалившей монаху бороду. Это всё натолкнуло Шварца на идею использовать получившуюся смесь в качестве метательного оружия. Сразу же встал вопрос, как сохранить секрет этой смеси: по преданию, Шварца посадили на бочку с его изобретением и взорвали, чтобы он не открыл тайну посторонним людям.

Дымный порох

На протяжении долгих веков порох оставался практически единственным взрывчатым веществом в арсенале человечества. Он прост в изготовлении: всё, что нужно, — это мельница, хороший помол компонентов и гранулирование под определённый калибр. Порох засыпали в дуло, затем клали кусок свинца, а сзади дула был фитиль либо кремень, который создавал огонь или искры. Все гениальное действительно просто.

Пикриновая кислота

Следующим шагом в развитии взрывчатых веществ стало открытие пикриновой кислоты: в 1771 году ирландский химик Питер Вульф получил тринитрофенол, воздействуя азотной кислотой на природный краситель индиго. Долгое время тринитрофенол использовался как краситель для шерсти и шёлка — он давал желтый цвет — и вообще не ассоциировался с взрывчаткой, пока в 1873 году не была продемонстрирована способность тринитрофенола к детонации. Наибольший вклад в «милитаризацию» пикриновой кислоты сделал французский инженер Тюрпен, который в 1886 году обнаружил, что тринитрофенол может детонировать, если его сплавить или сильно спрессовать — значит, его можно использовать в качестве боеприпасов. После этого тринитрофенол начали широко применять как мощное бризантное взрывчатое вещество.

Пикриновая кислота

Хлоратный порох

Несмотря на то, что черный порох показал себя как эффективное взрывчатое вещество, ученые во всем мире не оставляли попыток улучшить его. Так, в 1786 году во Франции появился хлоратный порох, состоящий из хлората калия, серы и угля. Его открытие принадлежит Клоду Бертолле, поэтому и хлорат калия впоследствии был назван бертоллетовой солью. Хлоратный порох был, конечно, мощнее тем, что скорость его горения гораздо выше, чем у черного пороха, но он очень чувствителен к давлению: чем оно выше, тем выше скорость горения. Тонкость заключается в том, что снаряд можно разогнать резко, а можно и спокойнее. Классический черный порох делает это плавно за счёт стабильного горения. То есть гранулы должны гореть пока, грубо говоря, нос снаряда не покажется из ствола пушки. С хлоратным порохом снаряд не успевает пройти и полпути, а реакция уже идет полным ходом. Поэтому получается ударный эффект — от него часто взрывались стволы пушек и гибли артиллеристы.

Гремучее серебро

Конец XVIII века добавил в оружейную палату человечества еще одно взрывчатое вещество — «гремучее серебро». Серебряную соль фульминовой кислоты AgCNO открыл британский химик Эдвард Ховард в ходе исследовательского проекта по получению самых разных фульминатов. «Гремучее серебро» обладает высокой мощностью, однако его использование ограничено из-за его чрезвычайной чувствительности к ударам, нагреву, давлению и электричеству. Взрыв может вызвать даже легкое прикосновение пера, падение одной капли воды или небольшой статический разряд. Агрегирование больших количеств фульмината серебра невозможно из-за тенденции к самодетонации соединения под действием собственного веса, поэтому в истории гремучее серебро не получило широкого применения, а сегодня используется в развлекательных целях.

Пироксилин

Изобретение пироксилина (тринитроцеллюлозы) в чем-то похоже на историю с пикриновой кислотой: впервые это вещество получил в 1832 году французский ученый А. Браконно, однако тщательно изучить его свойства он почему-то не посчитал нужным, и взрывчатый потенциал пироксилина тогда оказался не раскрыт. Зато в 1846—1848 гг. российский академик Г. И. Гесс и полковник А. А. Фадеев, вплотную занявшиеся исследованием пироксилина, обнаружили, что его мощность в разы превосходит дымный порох — неслучайно название этого соединения переводится как «огонь» и «срубленный лес», то есть, метафорически выражаясь, пламя, способное уничтожить целый лес. Безопасный способ производства одной из разновидностей пироксилина был предложен Д.И. Менделеевым в 1890 году: свое изобретение химик назвал пироколлодийным порохом, а в состав его входили хорошо растворимая нитроклетчатка, непосредственно растворитель и различные присадки для стабилизации газообразования.

Нитроглицерин

Сложный эфир глицерина и азотной кислоты впервые был синтезирован итальянским химиком Асканио Собреро в 1846 году, а представил свое открытие он год спустя под названием пироглицерин. Русское же название не совсем корректно, поскольку вещество относится к нитроэфирам, а не к нитросоединениям. Нитроглицерин обладает высокой чувствительностью к ударам, трению, резкому нагреву, поэтому очень опасен в обращении. Кроме того, проникая в организм через кожу, он вызывает головную боль — так были открыты его фармакологические свойства. На них впервые обратил внимание сам Собреро: он заметил, что при пробе на язык малых количеств нитроглицерина, у него начинается мигрень.

Поскольку в чистом виде нитроглицерин крайне неустойчив и опасен, ученые начали искать способ его стабилизации, и наибольших успехов в этой области достиг Альфред Нобель: в 1863 году он создал инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор. Испытать на себе взрывоопасность и потенциал нитроглицерина берется Адам Сэвидж: в проекте «Дикие эксперименты Адама Сэвиджа», который выходит на Discovery Channel по вторникам в 22:00, знаменитый «разрушитель легенд» проведет серию смелых и красочных опытов, чтобы продемонстрировать зрителям всю сокрушительную мощь этого вещества.

Тротил

Тротил

Одно из самых известных сегодня взрывчатых веществ — тротил — было открыто в 1863 году в Германии Юлиусом Вильбрандом. Тринитротолуол отличается достаточной мощностью и при этом он не слишком чувствителен к внешним воздействиям, в отличие от того же самого «гремучего серебра». Поэтому он и стал одним и самых популярных взрывчатых веществ: уже в 1891 году Германия наладила промышленное производство тротила, а с 1902 года в германской и американской армиях он вытеснил пикриновую кислоту и стал основным снарядом для боеприпасов. Сегодня тротил остается одним из самых распространенных взрывчатых веществ и даже используется в качестве универсальной единицы вычисления мощности взрыва.

Динамит

Продолжая искать способы стабилизации нитроглицерина, один из самых известных химиков в мире, Альфред Нобель, пришел к выводу, что обезопасить его можно с помощью абсорбентов. В 1867 году Нобель запатентовал динамит — взрывчатую смесь из твёрдых абсорбентов, пропитанных нитроглицерином и спрессованных в цилиндрическую форму. Смесь Нобель поместил в бумажную упаковку-патрон, а подрыв заряда предложил осуществлять с помощью капсюля-детонатора. Нитроглицерин в такой форме было гораздо удобнее использовать и хранить, поэтому динамит быстро стал практически самой востребованной взрывчаткой на долгие десятилетия. Примечательно, что журналисты, поверив ложным слухам о смерти Нобеля, выпустили некролог с заголовком «Торговец смертью мертв» — это настолько задело химика, что он решил начать работать не только над новыми изобретениями, но и над своей репутацией и впоследствии основал знаменитую премию, которую мы знаем как Нобелевскую.

Динамит

Аммиачная селитра

В 1867 году в Швеции случилось еще одного «взрывное» открытие: химики И. Норбин и И. Ольсен получили аммиачную селитру из безводного аммиака и концентрированной азотной кислоты. В чистом виде она уступает большинству известных взрывчатых веществ, но чем выше влажность и чем резче перепады температуры, тем взрывоопаснее она становится. Наибольшую распространенность аммиачная селитра получила в горном деле, а в военной отрасли используются смеси аммиачной селитры с другими горючими материалами и веществами (дизель, аквонал, астролит и т. д.). Кроме того, аммиачная селитра активно используется в качестве удобрения, однако при хранении и транспортировке следует помнить о взрывоопасном потенциале вещества.

Бездымный порох

В 1884 году французский химик Поль Вьель изобрел бездымный порох из нитроцеллюлозы с добавлением нитроглицерина. У черного пороха при горении образуются сульфиды и дисульфиды калия — они гигроскопичны и взаимодействуют с влагой воздуха, переходя в гидроксиды и сероводород. Вот почему и запах от черного пороха, как от несвежих яиц. Также образуется немного недогоревшего нитрита калия, что и приводит к появлению дыма. У бездымного пороха при сгорании выделяется только углекислый газ, поэтому дыма почти нет. Бездымный порох дал зеленый свет развитию многих видов современного полуавтоматического и автоматического оружия: при его сгорании образуется крайне мало побочных твердых продуктов, поэтому можно легко перезаряжать оружие, состоящее из множества подвижных секторов.