IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ВКЛАД УЧЁНЫХ-ХИМИКОВ В ВЕЛИКУЮ ПОБЕДУ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В истории нашего Отечества есть немало событий, которые несут в себе такой заряд драматизма, такой накал патриотических чувств, что прикосновение к ним обжигает и поныне. Особое место среди них занимает Великая Отечественная Война, 75-летие Победы в которой мы отмечаем в этом году.
В Великой Отечественной войне на защиту Родины встал весь народ. Это была тяжелая кровопролитная война. Отгремели канонады Великой Отечественной войны. С той поры прошло много лет. Нужно ли нам, молодому поколению 21 века знать о событиях тех лет, о судьбе конкретных людей?
Мы уверены, что нельзя забывать об ужасах войны, о страданиях людей, о смерти миллионов. Это было бы преступлением перед павшими, преступлением перед будущем поколением. Помнить о Великой Отечественной войне, о героизме и мужестве солдат, бороться за мир – обязанность всех живущих на Земле.
Актуальность темы
Победа в Великой Отечественной войне свершилась благодаря мужеству, героизму и большому труду нашего народа, в том числе и учёных-химиков. Помнить об этом – это не просто вопрос истории, а и дело нашей совести - ведь Великая Отечественная война была смертельным противоборством не только оружия и терпения, не только идей и стратегий. В развивающемся научно-техническом прогрессе XX века это было сражение производств, экономик и наук. Вместе с нашими воинами в сорок пятом победили рабочие и мастера, инженеры, доктора наук, военные медики и гражданские химики. В Великой Отечественной войне на защиту Родины встала вся страна, а свою работу в лабораториях учёные рассматривали как боевое задание фронта.
Актуальность работы состоит в том, что реальных участников событий Великой Отечественной войны почти не осталось в жизни, а нынешнее поколение знает о войне лишь из книг и кинофильмов. Мы должны знать реальных людей, которые приближали Победу и подарили нам будущее.
Цель проектной работы:
проанализировать и выяснить: какой вклад внесли ученые-химики в Победу над фашистской Германией.
Задачи.
1. Изучить литературу, освещающую данную тему.
2. Познакомиться с работами ученых-химиков, их открытиями, сыгравших важную роль военные годы.
3. Выявить: как был оценен вклад ученых-химиков в Великой победе.
Гипотеза: способствовали ли учёные – химики победе Советского Союза над фашистской Германией.
Объект исследования: изучение научно - изобретательской деятельности учёных – химиков и медиков в годы ВОВ.
Предмет исследования: научные разработки в области химии и медицины учёных в годы ВОВ.
Наша работа носит частично - поисковый теоретический характер.
Глава 1. «Всё для фронта, всё для Победы»
1.1. Основные направления научно-исследовательских разработок
учёных химиков для нужд фронта
Никогда не померкнет в памяти народной великий подвиг тех, кто спас цивилизацию от фашистского варварства, отстоял честь, независимость, свободу своей Родины и избавил от коричневой чумы страны Европы. Героизм в то время стал нормой жизни каждого советского человека. Героями были не только те, кто горел в танке, таранил вражеский самолет, кто, спасая товарищей, грудью закрывал пулеметную амбразуру. Не меньше героизма было и у тех, кто непосредственно не участвовал в боевых действиях. Ведь армию надо было кормить, одевать, вооружать, раненых лечить.
Учёные и химики-технологи должны были создавать новые способы производства самых разных материалов, чаще всего на основе ещё не освоенных, нетрадиционных сырьевых источников. С самого начала войны требовались взрывчатые вещества большой взрывной силы, топливо для реактивных снарядов "Катюш", высокооктановые бензины, каучук, легирующие материалы для изготовления броневой стали и лёгкие сплавы для авиационной техники, лекарственные препараты для госпиталей. Не менее важными, чем в довоенный период, оказались задачи производства строительных материалов, волокон, удобрений, красителей, кислот и щелочей.
Имена таких учёных, как А.Е. Ферсман, А.Е. Арбузов, Н.Н. Семёнов, Н.Д. Зелинский, С.И. Вольфкович, И.Л. Кнунянц, М.М. Дубинин, Н.Н. Мельников и многие другие золотыми буквами вписаны не только в историю развития отечественной химии, но и в историю науки периода Великой Отечественной войны.
Значение химии определялось её применением в развитие следующих основных направлений, по которым проводились научно-исследовательские разработки для нужд фронта:
содействие развитию металлургической, машиностроительной и оборонной промышленности в создании металлов и сплавов специального назначения, продуктов органического синтеза спецназначения (прочная броня, пластмассы и др.);
создание боеприпасов и других составов специального назначения (зажигательные смеси, топливо для ракетных установок и т.п.);
создание специальных пищевых, медицинских и технических препаратов, обеспечивающих решение специфических задач, постоянно выдвигаемых в условиях войны;
поиск новых видов сырья и энергии; значительное увеличение производства отдельных видов продуктов чёрной и цветной металлургии, нефтяной, химической и электротехнической промышленности, строительных материалов [1].
1.2. Создание боеприпасов, зажигательных смесей, топлива
"Война потребовала грандиозных количеств стратегического сырья... Бесконечное разнообразие различных химических веществ, начиная со сплавов и кончая сложными продуктами переработки нефти, угля и пластмассами, - все это сейчас требуется в громадных количествах... Только шесть химических элементов не нашли себе применения в военной технике..." - писал в те годы Александр Евгеньевич Ферсман.
В связи с эвакуацией промышленных предприятий в восточные районы страны потребовалась перестройка всей экономики этих районов. Необходимы были новые сырьевые ресурсы. Основной военно-промышленной базой страны стал Урал. Быстрыми темпами развернулось строительство химических заводов. При активном участии ученых-химиков научных центров Урала, Сибири, Казахстана и Средней Азии в 1943 году было выпущено химических продуктов для военных нужд больше, чем в довоенное время (рис.1).
Рис.1. Производство снарядов
Большой вклад в обеспечение победы над немецко-фашисткими захватчиками внесли части химической защиты. Военные химики осуществляли маскировку дымом боевых действий наших войск и важных тыловых объектов. Ученые разрабатывали средства для дезактивации, дегазации, дезинфекции вооружения.
В годы войны в огромном количестве требовались взрывчатые вещества. Для их получения необходимы были такие вещества, как азотная кислота, толуол и другие ароматические углеводороды. Производство этих соединений было в экстренном порядке налажено на заводах Урала и Сибири. Так, уже в 1941 году для получения тротила академик Ю.Г. (рис.2). Мамедалиев выполнил работу по синтезу толуола. Тротил со щелочами образует соли, которые легко взрываются при механических воздействиях, поэтому он оказался незаменим в производстве взрывчатых веществ, зарядов к разрывным снарядам, подводных мин, торпед. Во время Второй мировой войны его было произведено около 1 миллиона тонн.
Рис.2. Юсиф Гейдар оглы Мамедалиев
В зрывчатка в большом количестве нужна была также и для горнодобывающей промышленности. Академик Петр Леонидович Капица специально для этих нужд придумал устройство для получения в неограниченном количестве жидкого кислорода из воздуха (рис.3). Для получения взрывчатки достаточно было пропитать им опилки или торф и поджечь. Такой взрывчаткой в 1941 году начиняли авиационные бомбы даже на аэродромах.
Рис.3. Академик Петр Леонидович Капица
7 июля 1941 года Государственный комитет обороны принял специальное постановление «о противотанковых зажигательных гранатах (бутылках)». Наиболее эффективными оказались бутылки с самовоспламеняющейся жикостью «КС» и «ГС», получившие название «коктейль Молотова». Он состоял из сероуглерода, фосфора и серы. Создателем такого коктейля является Семен Исаакович Вольфкович (рис.4).
Р ис.4. Семен Исаакович Вольфкович
Это всем вам хорошо известный противогаз. Создателем первого в мире противогаза является Николай Дмитриевич Зелинский, в годы Великой Отечественной войны он его усовершенствовал (рис.5)
Рис.5. Противогаз Зелинского
Зелинский Николай Дмитриевич (рис.6) улучшил качество бензина, который дал возможность резко увеличить мощность моторов и скорость самолетов. Они могли теперь взлетать с меньшего разбега, подниматься на большую высоту со значительным грузом.
Рис. 6. Николай Дмитриевич Зелинский
За работы по органической химии, в частности химии нефти и каталитических превращений углеводородов, академику Зелинскому в 1946 г. была присуждена Государственная премия.
Индивидуальные средства защиты ИСЗ. Личный состав химических войск обеспечивался защитными комбинезонами с резиновыми перчатками, сапогами и противогазом. Разработал ИСЗ (кроме противогаза) профессор, заведующий кафедрой Военной Академии химической защиты Кнунянц Иван Людвигович (рис.7,8).
Рис. 7. Иван Людвигович Кнунянц Рис.8. Индивидуальные средства защиты
Валентин Алексеевич Каргин разработал специальные материалы для изготовления одежды от отравляющих веществ, новую технологию обработки защитных тканей, делающих валяную обувь непромокаемой, а также специальные типы резин для боевых машин нашей армии (рис.9).
Рис.9. Валентин Алексеевич Каргин
Александр Николаевич Несмеянов (рис. 10) синтезировал органические соединения ртути, олова, свинца, сурьмы, мышьяка, висмута, которые применялись в качестве антидетонаторов.
Рис.10 Александр Николаевич Несмеянов
В клад академика Николая Николаевича Семенова (рис.11) в обеспечение победы определялся разработанной им теорией цепных реакций, которая позволяла управлять химическим процессом: ускорять до образования взрывной лавины, замедлять и даже останавливать на любой промежуточной стадии. Эти реакции были использованы при производстве патронов, артиллерийских снарядов, взрывчатых веществ, зажигательных смесей для огнеметов. Так называемые «кумулятивные» снаряды, гранаты, мины, используемые против «неуязвимых» немецких «тигров», вызвали у гитлеровского командования недоумение и замешательство. Эти снаряды пробивали броню толщиной 200 мм, были применены в танковом сражении на Курской дуге.
Р ис.11. Николай Николаевич Семенов
Академик Сергей Семенович Наметкин – основоположник нефтехимии, работал в области синтеза отравляющих и взрывчатых веществ. Во время войны занимался вопросами химической защиты, развитием производства моторных топлив и масел (рис.12) [2,3,5,6].
Рис.12. Сергей Семенович Наметкин
1.3. Развитие металлургической, машиностроительной и оборонной промышленности в годы войны
Великая отечественная война имела тяжелые последствия для промышленности СССР. Была поставлена важнейшая государственная задача: в короткие сроки наладить производство танков, кораблей, подводных лодок, пушек, самолетов. Вот они герои Великой Отечественной войны: танк Т-34; тяжелый танк – КВ -2 (броня 77 мм); самоходная «противоаэропланная пушка»; гвардейский миномет БМ-13 широко известный под названием «Катюша»; Бомбардировщик ТУ-2; Подводная лодка К-21 («Катюша»); штурмовик ИЛ-2; истребитель ЛА-5 и другие.
На их производство в годы войны было израсходовано около 800 млн тонн стали. Потребовалась сталь специального назначения для танков, самолетов, бронеснарядов. Их основу составляли феррохром и ферромарганец. Работу по производству таких сталей возглавили академики Константин Владимир Бардин и Викторович Алексеевич Комаров (рис.13).
Рис.13. Константин Владимир Бардин Викторович Алексеевич Комаров.
Т риумфом химической науки можно считать применение карбонильного клея, созданного академиком Ильей Николаевичем Назаровым. Клей склеивал все: металлы, пластмассы, эбонит, мрамор, фарфор, стекло, фибру – причем в любых условиях. Если к нему добавить 20-30% хлоропрена, то он приклеивал к любому материалу и резину. Его использовали для ремонта бензобаков, корпусов аккумуляторов, реставрации сверл, точильных камней. Картеры моторов, головки и рубашки блоков цилиндров на автомашинах и танках успешно чинили клеем Назарова(рис.14).
Рис. 14. Илья Николаевич Назаров
Для производства резины нужен был каучук. В годы войны академик Алексей Евграфович Фаворский нашел оригинальный способ получения изопренового каучука из угля и воды (рис. 15).
В 1942 – 1943 годах под руководством Исаака Ильича Китайгородского (рис. 16) разработан рецепт получения бронестекла, прочность которого в 25 раз превосходила прочность обычного стекла. На его основе создали прозрачную пуленепробиваемую броню для кабин самолетов
Рис.15. Алексей Евграфович Фаворский Рис. 16. Исаак Ильич Китайгородский
С пециальная защитная броня была разработана и для штурмовиков ИЛ-2 и ИЛ-10 во Всесоюзном институте авиационных материалов. Советские самолёты-штурмовики ИЛ-2 фашисты называли "чёрной смертью", наши - "летающими танками". "Летающий танк - ИЛ-2" и его модификации ИЛ-8, ИЛ-10 оказались самыми массовыми самолётами Великой Отечественной войны - их было выпущено 42 тысячи. Броню для "летающих танков" создали академики С.Т. Кошкин и Н.М. Скляров. Плоские листы марганцево-кремне-никель-молибденового сплава, раскалённые до 880°С, опускали на 7 секунд в горячее масло, а потом уже прессованием придавали им нужную форму и выкладывали на землю. Это была самая прочная броня в мире(рис.17).
Рис.17. «Летающий танк - ИЛ-2»
Ведение войны требовало повышенного расхода алюминия. На Северном Урале в начале войны под руководством академика Д.В. Наливкина было открыто месторождение бокситов. К 1943 году производство алюминия по сравнению с довоенным возросло в три раза. Многочисленные исследования советских ученых в 1940-е годы позволили разработать сплавы на основе алюминия. Некоторые из них подвергались термообработке и использовались при создании конструкций самолётов в конструкторских бюро С.А. Лавочкина, С.В. Ильюшина, А.Н. Туполева. Таким сплавом являлся дюралюмин, который использовался в первых "Катюшах". Aлюминий в годы войны был одним из самых востребованных металлов, его использовали не только для создания авиатехники и взрывчатых веществ, но даже и для "активной защиты" самолетов.
Поистине, битвой в тылу можно назвать ту огромную работу, которую совершили металлурги и химики в годы войны, налаживая производство чугуна и стали, специальных сплавов и других композиционных материалов. В организации советского металлургического производства огромная роль принадлежит П.П. Бардину, А.А. Байкову, М.А. Павлову и другим учёным, усилиями которых была разработана теория металлургических процессов, создана новая металлургическая база на северо-западе нашей страны, а также Кузнецкий металлургический комбинат. Ново-Тагильскому заводу было поручено освоить производство высококачественных специальных сталей для брони и бронебойных снарядов. Их основа - феррохром и ферромарганец.
Советский изобретатель А.Т. Качугин (рис.18) в 1941 году спроектировал специально для партизан диверсионное зажигательное средство, которое заменило дефицитные и дорогие магнитные мины.
Рис.18. Александр Трофимович Качугин Рис.19. «Партизанская мастика»
Изготовленная им на основе соединений фосфора мастика внешне походила на мыло и выглядела очень безобидно. Партизаны прикрепляли мастику к вагонам, а когда поезд набирал скорость, фосфор окислялся из-за трения о воздух и загорался, поджигая мастику, которая при горении развивала температуру более 1000°С. Установить, где, когда и отчего начался пожар, было невозможно (рис.19) [1,2].
1.4. Работы учёных для спасения жизни защитников Родины
. Жестокая и страшная война унесла более двадцати шести миллионов жизней. А ведь их могло быть гораздо больше, если бы не ученые-химики, создавшие более ста новых лечебных препаратов, спасших десятки тысяч солдат от таких опасных заболеваний, как газовая гангрена, столбняк, менингит, гнойные инфекции.
Учёные - химики создавали также новые лекарственные препараты, необходимые для лечения раненых. В годы Великой Отечественной войны многие тысячи раненых обязаны своим спасением сульфаниламидным препаратам, обладающим противомикробными, антибактериальными свойствами [2,3.6].
И саак Яковлевич Постовский (рис.20.) синтезировал сульфаниламидные препарат обладающие противомикробными, антибактериальными свойствами, предложил комбинацию сульфаниламидов с бентонитовой глиной – средство для лечения ран, известное под названием «паста Постовского». Он в рекордно короткие сроки организовал производство сульфаниламидных препаратов на Свердловском химическом заводе. В начале войны это был единственный завод по производству таких лекарств.
Рис.20. Исаак Яковлевич Постовский
Александр Васильевич Вишневский (рис.21) предложил новый метод лечения воспалительных процессов - сочетание новокаина и масляно-бальзамической повязки (мазь Вишневского). В годы Великой Отечественной войны благодаря этому методу были спасены жизни сотням тысяч раненых. На фронте и в тылу широкое распространение получил метод местного обезболивания, разработанный А.В.Вишневским.
Под руководством Даниила Исааковича Гольдберга (рис.22) проводилась экспериментальная и клиническая разработка метода стимуляции заживления ран и язв с помощью специальной мази, которую впоследствии назовут «мазью Гольдберга». Применение ее существенно улучшало течение плохо заживающих ран. Уже с конца 1941 года она широко применялась при лечении огнестрельных ран, при ожогах, отморожениях, язвах.
Рис.21. Александр Васильевич Вишневский Рис.22. Даниила Исаакович Гольдберга
Академик Палладин Алексей Викторович (рис.23) получил викасол и метилнафтахинон – эффективные средства для остановки кровотечения. В период эвакуации в Уфе А.В. Палладин организовал лабораторию, где изучался витамин К и его аналог - Кз, который явился эффективным кровоостанавливающим средством. Было налажено быстрое производство этого витамина для нужд фронта. Бисульфатное соединение витамина К, растворимое в воде, названо викасолом и получило широкое распространение в лечебной практике.
Рис.23. Алексей Викторович Палладин
Шостаковский Михаил Федорович (рис.24) создатель «бальзама Шостаковского», спасавшего воинов от ожогов, обморожения, от осложнений при огнестрельных ранениях.
Николай Николаевич Мельников (рис.25) с самого начала войны перед учеными была поставлена задача разработать и организовать производство препаратов для борьбы с инфекционными заболеваниями, в первую очередь с сыпным тифом, который переносят вши. Под руководством Мельникова было организовано производство дуста.
Рис.24. Михаил Федорович Шостаковский Рис.25. Николай Николаевич Мельников
Н аблюдая за ранеными, Зинаида Виссарионовна Ермольева (рис.26) видела, что многие из них умирают не от ран, а от заражения крови. Она понимала, что во что бы то ни стало нужно найти средство для спасения раненых. К тому времени исследования ее лаборатории показали, что некоторые плесени задерживают рост бактерий. Зинаида Виссарионовна синтезировала в 1942 году отечественный пенициллин.
Величайшей заслугой Ермольевой является то, что она не только первой получила пенициллин, но и активно участвовала в организации промышленного производства и внедрения в медицинскую практику этого антибиотика. И сделала она это в труднейший период для российской науки – в годы Великой Отечественной войны.
Рис.26. Зинаида Виссарионовна Ермольева
С оздание пенициллина послужило импульсом для создания других антибиотиков. Так, советский биолог Георгий Францевич Гаузе (рис.27) вместе с женой - учёным-химиком Марией Георгиевной Бражниковой (рис.28) - в годы войны синтезировал первый оригинальный советский антибиотик - "Грамицидин С". Срочно было налажено массовое производство нового препарата и отправка его на фронт. Благодаря противомикробному действию антибиотиков во время войны были спасены десятки тысяч жизней при таких опасных заболеваниях, как газовая гангрена, столбняк, менингит, септические (гнойные) инфекции.
Рис.27. Георгий Францевич Гаузе Рис.28. Мария Георгиевна Бражникова
Среди эпидемических заболеваний в годы Великой Отечественной войны на первом месте стоял сыпной тиф, поэтому требовалось решить вопросы его профилактики. В 1942 году А.В. Пшеничнов (рис.29) разработал эффективную вакцину для профилактики сыпного тифа. Широкое применение вакцины позволило предотвратить эпидемию тифа в действующей армии и в тылу во время Великой Отечественной войны.
Рис.29. Алексей Васильевич Пшеничнов
Александр Иванович Опарин в Институте биохимии и на кафедре биохимии растений МГУ разработал технологии получения ряда пищевых продуктов и витаминов [1,2.5].
Глава 2. Заслуженные награды
Невозможно перечислить всё, что было сделано учёными, и химиками в том числе, во благо Победы. Люди умственного труда находились в одном строю с солдатами. И, бесспорно, достижения химической науки в те годы послужили одним из существенных факторов, повлиявших на исход войны.
За выдающиеся научные работы и изобретения, выполненные в суровые годы войны, многие химики были удостоены звания лауреатов государственных премий: Алексей Евграфович Фаворский, Александр Николаевич Несмеянов, Николай Дмитриевич Зелинский, Николай Николаевич Семенов, Александр Евгеньевич Ферсман и многие другие ученые [3]
Выводы
1. Изучили литературу, воспользовались интернет-ресурсами для ознакомления с работами советских учёных в годы Великой Отечественной войны.
2.Познакомиться с работами ученых-химиков, их открытиями, сыгравших важную роль военные годы.
3. Выяснили, как был оценен вклад ученых-химиков, микробиологов и др. учёных в Великой победе.
4. На примере защитников Ленинграда показали патриотизм и героизм людей науки.
Заключение
Учёные в тяжёлые военные годы находились в одном строю с солдатами. И, бесспорно, достижения химической науки в те годы послужили одним из существенных факторов, повлиявших на исход войны.
Мы подтвердили свою гипотезу: о том, что ученые - химики способствовали победе Советского Союза над фашистской Германией.
Данный материал можно использовать на уроках химии и биологии, истории, во внеурочной деятельности, на внеклассных мероприятиях и классных часах.
Советские химики внесли достойный вклад в Победу нашего народа в Великой Отечественной войне.
Используемые источники
Баранов Ж.Г. и др. // Химия в школе. 2008- №1. С. 6-10.
Казарян П.Е. // Химия в школе. 2011. №4. С. 5-9.
Левина Л.С. // Химия в школе. 2010. №2. С. 2-5
Соболь Г.Л. Ученые Ленинграда в годы Великой Отечественной войны. М., «Наука» 1966.
Интернет ресурсы:
www./kargoo.gov.kz> loader/load/10636;
http://www.fptl.ru/biblioteka/spravo4niki.html