Будрейко Е. Н.
Винахід гальванопластики (1838 р.)
Видатнийросійський вчений, винахідник гальванопластики Борис Семенович Якобі(Моріц-Герман Якобі, 9.IX.1801, Потсдам-11.III.1874, Петербург) народився вПруссії. У 1823 р. закінчив Геттінгенського університету, отримавши спеціальністьархітектора. До 1833 р. працював в будівельному департаменті Пруссії. Однак йогоприваблювала не кар'єра чиновника, а наукова діяльність, особливо тігалузі фізики і механіки, які стосувалися практичного застосуванняелектрики. У 1834 р. Якобі переїхав в Кенігсберг. Як вказував сам учений,однією з головних причин його переїзду до Росії було існування в ній мавглибокі традиції передового наукового напрямку, яке "показало світу іжиття, як потрібно використовувати досягнення науки ".
ВКенігсберзі він запропонував більш досконалу, в порівнянні з вже відомими,конструкцію електродвигуна. Принцип роботи цього "магнітного апарату" відрізнявсявід більшості інших конструкцій тим, що в ньому якір мав обертальнийрух, обумовлене поперемінним притяганням і відштовхуваннямелектромагнітів. Робота Якобі привернула увагу таких відомих учених, як К.М. Бер і В. Я. Струве, і з їхньої ініціативи в 1835 р. він був запрошений в якості екстраординарного професора по кафедрі цивільної архітектури водин з найбільших наукових центрів Росії - Дерптський (нині Тартуському)університет. Там він читав курс "фізико-математичної теорії машин" і займавсядослідженнями в області "чистої та прикладної електрологіі".
Однактеоретичні вишукування вимагали перевірки на практиці, і в 1837 р. Якобі переїхав до Петербурга, де в наступні 20 років виконав найважливіші роботи поелектричним машинам, електричний телеграф, мінної електротехніки,електрохімії та електричним вимірам.
Вчервні 1837 р. по клопотанню Міністра народної освіти і Президента Російськоїакадемії наук С. С. Уварова була створена включала найвідоміших учених тогочасу "Комісія для виробництва дослідів щодо пристосуванняелектромагнітної сили до руху машин за способом професора Якобі ". Працюючи вній він створив кілька конструкцій електродвигуна. Один з них буввстановлений на судні - "електрохід", що вчинила у вересня 1838 р. перше плавання по р.. Неві. Газета "Санкт-Петербурзькі відомості писала з цього приводу:"... Важливий крок зроблено, і Росії належить слава першого застосування енергії(Електрики - Авт.) На практиці ".
Дослідинад електроприводом судна тривали аж до 1840 р., поки вони, а також теоретичні дослідження електричних машин не привели вченого довисновку, що вирішення питання про широке застосування електродвигунабезпосередньо залежить від створення більш економічного і зручного джереластруму, ніж гальванічні батареї.
Б.С. Якобі займався й іншими науковими і технічними вишукуваннями, у тому числідослідженням проблеми передачі струму по проводах на різні відстані.Практичним додатком цього стали роботи по електромагнітному телеграфу і попідривання хв за допомогою електрики. Так, він запропонував близько 10 різновидівтелеграфних апаратів і одним з перших побудував кабельні телеграфні лінії, втому числі лінію Петербург - Царське Село протяжністю близько 25 км (1843 р.).
З1839 Якобі працював в "Комітеті про підводні дослідах", де під йогокерівництвом протягом 15 років проводилася розробка мінного зброї дляросійського флоту і армії. Можливість електричного підривання хв на великомувідстані була доведена працями П. Л. Шіллінга. Продовжуючи його роботи, Якобізробив спробу створити, використовуючи явище електромагнітної індукції,незадовго перед тим відкрите Фарадеєм, новий джерело струму, позбавленийнедоліків використовувалися раніше вольтова стовпа і гальванічних батарей.Запропонована ним "електромагнітна батарея" складалася з магнітоелектричноїмашини (генератора) і "індукційного ковзанки" і являла собою першуіскрову генераторну систему запалення високої напруги з індукційноїкотушкою.
Такимчином, найбільш важливими досягненнями багатогранної та плідної наукової тавинахідницької діяльності Якобі, з'явилися створення першого практичнозастосовного електродвигуна, електромагнітного генератора і індукційноїкотушки, розробка різних систем електричного телеграфу, винахідгальванопластики. Говорячи про велике значення робіт з гальванізму, учений писав:"... В даному випадку гальванізм (електрика - О. Б.) в перший раз вийде з рукфізиків і з їхніх кабінетів з тим, щоб проникнути в майстерні ремісників іхудожників ".
ДіяльністьЯкобі високо цінували його сучасники. Ось як відгукнулася Академія наук на йогосмерть: "... можемо ми намагатися стримати скорботу цієї втрати спогадом про користь,принесеної покійним науці, мистецтву, промисловості, і про повагу, якимйого ім'я користується як у нашій батьківщині, так і у всіх освічених країнахземлі. ... Безроздільно була ... його любов до науки. Він жив нею і для неї. Того, що вінзробив у житті, достатньо для його безсмертя в науці ".
Винахідгальванопластики було зроблено вченим випадково, під час роботи, розпочатої зметою створення мідно-цинкової батареї, придатної для практичних потреб. Зіншого боку, наявність більш потужних і надійних в експлуатації, ніж вольтовстовп, джерел струму представляло необхідна умова продовженнядосліджень по електроосадження металів. Б. С. Якобі писав у 1838 р.: В«Якщо це відкриття (гальванопластика - Авт.) Не було зроблено раніше, то це потрібно приписатитій обставині, що його важко було зробити без постійних батарей. Ціостанні були відомі лише в останні роки, і моя теперішня роботазмусила мене займатися цим питанням більш, ніж будь-кого іншого В».
Короткосуть винаходу полягала в наступному. Проводячи роботу над удосконаленнямдля практичних потреб елемента Даніеля, що складався з мідного посудини,наповненого насиченим розчином сульфату міді, цинку, зануреного внасичений розчин хлоридів амонію або натрію, з діафрагмою з бичачого міхура,Якобі зауважив, що при проходженні через систему електричного струму цинкпереходить в розчин, а на поверхні катода виділяється металева мідь,яка, будучи відділена від нього, з великою точністю відтворює його рельєф.
Оцінюючизначення зробленого спостереження, вчений зазначав, що завдяки великій щільностіелектролізної міді процес, доведений до більшої досконалості, міг би матипрактичне значення. Щоб розробити умови електролізу, які дозволилиб отримувати мідні відбитки необхідної якості, Якобі були вивчені впливскладу і концентрації електроліту, сили струму, тривалості електролізу, атакож досліджені способи підготовки поверхні основи, при яких відбитоклегко відділяється від неї.
СпочаткуЯкобі працював з так званим В«простим гальванопластичним апаратомВ» -приладом, який одночасно був і гальванічної ванній і джереломструму. Незабаром, проте, він удосконалив його, помістивши в катодне відділенняящик з кристалами мідного купоросу, який розчинявся у міру витрачанняіонів Cu + ВІ в електроліті, підтримуючи розчин в стані насичення.
Якзазначає П. М. Лук'янов в книзі В«Історія хімічних промислів та хімічнійпромисловості Росії В», перший опис апарату, було опубліковано в 1838 р. Проте вже у своїй праці, що вийшов у 1840 р., Якобі наводить схему, з розділенимелектролізером і джерелом струму. Процес проводився з розчинним мідниманодом в розбавленому розчині мідного купоросу.
Наступнимкроком в удосконаленні схеми електролізу стало використання В«батарейВ»,складалися з декількох послідовно з'єднаних гальванічних елементів.
Перехіддо розділеної схемою електролізу з розчинними анодами мав вирішальне значеннядля впровадження гальванопластики в практику, дозволивши не тільки значнозбільшити швидкість осадження міді, порівняно з простимигальванопластичного апаратами, але і покривати предмети великих розмірів ірізної форми.
Винахідгальванопластики було високо оцінено в Росії. У рецензії, опублікованій у травні1840 р. в газеті В«Санкт-Петербургские ведомостиВ», читаємо: В«Для нас, росіян,це відкритт...
