В 1850-х Якоби, опять же основываясь на разработках Шиллинга, разработал первую в истории гальваноударную мину. Такие мины имеют в конструкции гальванический элемент. Когда корабль соприкасается с миной, ток элемента замыкает электрическую цепь запала — и происходит взрыв. Это оружие широко использовалось во время Крымской войны и существует и по сей день.
Разработки Якоби можно перечислять долго — это многочисленные лабораторные приборы, методы измерения, гальванические батареи, — но самой заметной из них все-таки стала гальванопластика. Причем удивительно, что это одновременно открытие (то есть эффект существовал в природе и без Якоби, он его обнаружил и описал) и изобретение (Якоби нашел ему прекрасное техническое применение и разработал соответствующую технологию).
Записки о гальванопластике
Итак, что такое гальванопластика? Я понимаю, что если я сейчас начну с самых азов, некоторые читатели возмутятся: мол, что ты все объясняешь, это же элементарно. Но поверьте, значительное количество людей не понимает в электротехнике совсем ничего. Если честно, и не должны понимать. Так что те, кто разбирается в вопросе, могут смело пропустить пару следующих абзацев.
Начнем с иона. Ион — это любая заряженная частица, например атом или молекула. Положительно заряженный ион называется катионом, отрицательно заряженный — анионом. Второе, что следует знать: электрод — это любой электрический проводник, например медная пластинка, находящаяся в электропроводящей среде (жидкости), которая называется электролитом. Соответственно, если в электролите есть положительные катионы, они, находясь в электрическом поле, притягиваются к отрицательному электроду (катоду), то есть плюс тянется к минусу.
Гальванопластическое изделие
Источник: Ирина Баласанова/livemaster.ru
Якоби обнаружил, что если расположить в электролите два электрода, катод и анод, то на аноде в электрическом поле начинает происходить процесс электролиза. Иначе говоря, медный анод (то есть электрод, к которому подведен «плюс») начинает растворяться, а его атомы переходят в состояние катионов. Катионы, как уже говорилось выше, притягиваются к катоду, к которому подведен «минус», и прилипают к нему, восстанавливаясь до состояния атомов. Таким образом, с течением времени анод тает, а на катоде нарастает слой анодного материала, точно повторяющий рельеф катода.
«Значит, — подумал Якоби, — если придать катоду некую форму, нарастить на ней слой анодного материала, а затем форму извлечь, то получится точная копия исходника, только полая внутри!»
Эту технологию изобретатель и продемонстрировал перед Петербургской академией наук. У гальванопластики есть точная дата рождения — 5 октября 1838 года по старому стилю. В тот день секретарь академии Павел Николаевич Фусс зачитал перед собравшимися описание гальванопластического метода и представил приложенную к письму Якоби медную пластинку, сделанную этим способом. Впоследствии Якоби многократно совершенствовал процесс, доведя его до того состояния, в котором он используется сейчас (по крайней мере, состав электролита, включающий медный купорос и серную кислоту, не изменился), а также активно переписывался с ведущими учеными умами, в том числе с Майклом Фарадеем, описавшим законы электролиза. Фарадей был в восторге от того, что коллега нашел практическое применение его теоретическим выкладкам и лабораторным экспериментам.
В 1840 году вышло сочинение Якоби о гальванопластическом методе — на русском, немецком, английском и французском языках одновременно. После публикации некоторые ученые пытались оспорить первенство Якоби, но все их притязания были отметены.
Метод гальванопластики почти сразу нашел широкое применение, в первую очередь в искусстве. Например, с помощью этой технологии до сих пор делают скульптуры и ювелирные украшения (чаще из меди, но также и из других металлов, в том числе из серебра). Для этого восковую форму покрывают тонким слоем графита и помещают в электролит, после чего осаждают на ней слой металла. Затем форму (она называется сердечником) удаляют, например расплавляют, и получается полое украшение или скульптура. Именно таким методом были сделаны статуи на фасадах Исаакиевского собора. Причем интересно, что когда собор начинали строить, Якоби еще и не помышлял о переезде в Россию, а статуи делались на завершающем этапе, в середине 1840-х годов и были, по сути, первым крупным применением гальванопластики в изобразительном искусстве. Впоследствии технология получила название гальванотехники; понятие включает в себя собственно гальванопластику и гальваностегию, при которой сердечник не удаляется, — это метод покрытия деталей различными материалами для защиты от коррозии или придания декоративного вида. На Всемирной выставке 1867 года в Париже был целый павильон гальванопластики, и уже пожилой Якоби получил за свое открытие золотую медаль.
Он скончался в 1874 году, будучи человеком среднего достатка: работа на государство, а не на самого себя, особенно в России, никогда не приносила больших денег. Его идеи и конструкции в области электродвигателей, его телеграфные разработки и, конечно, гальванотехника дали значительный толчок мировому прогрессу. А Россию Якоби всегда считал своей второй родиной.
Глава 35
Русский Тесла
Когда я решил написать главу о русской научно-технической эмиграции, первым делом я подумал о Михаиле Осиповиче Доливо-Добровольском, главном конкуренте Теслы, человеке, который разработал множество технологий, связанных с многофазным током, и стал, по сути, отцом всего европейского электроснабжения. За рубеж он уехал из-за политических преследований еще совсем молодым человеком. Сложно сказать, сколько потеряла Россия из-за этой глупости. Кажется, очень, очень много.
Большую часть жизни, с 1887 по 1919 год, Михаил Доливо-Добровольский работал в известной немецкой компании AEG, начав с простого инженера и дослужившись до директора всей корпорации. Работы в области многофазных токов он вел параллельно с Николой Теслой, причем Доливо-Добровольский был сторонником трехфазной системы, а Тесла — двухфазной. История их рассудила: гениальный сербский эмигрант проиграл гениальному русскому эмигранту, и двухфазные системы уступили трехфазным даже в США, где долгое время играли главную роль.
Тем обиднее, что Добровольский, при том что Родина не приняла его и не дала даже шанса на развитие и реабилитацию, до конца жизни сохранял российское гражданство, хоть и работал в Германии и Швейцарии. Для примера: постоянно мигрировавший из страны в страну Эйнштейн аж дважды отказывался от немецкого гражданства, поменяв его сперва на швейцарское, затем на американское.
