9. Фотохимия и фотобиология

Эта сила через зеленый лист управляет цветком.

Дилэн Томас (1914-1953)

Наверно, почти каждый ощущал на коже действие солнечных лучей, которое приводит к загару. Давно замечено, что солнечное излучение вызывает различные химические превращения, например отбеливает красители. Это явление веками использовалось людьми на практике. Но лишь в XVIII в. стало известно, что под влиянием освещения происходит почернение некоторых солей серебра. В 1839 г. Беккерель, исследуя подобный эффект, обнаружил, что при изменении освещенности одного из электродов химического элемента разность потенциалов на его электродах изменяется. Это послужило началом развития новой области знаний, названной фотохимией, а в последнее время известной как радиационная химия.

Хотя некоторые из результатов исследований в фотохимии имеют важнейшее значение для человечества - здесь в первую очередь мы должны назвать фотографию - однако другие практические приложения ее пока весьма ограниченны. Отчасти это обусловлено отсутствием надлежащей аппаратуры для постановки экспериментов. Только недавно стало возможным изучение ранних стадий фотохимических реакций, продолжительность которых иногда составляет миллионные доли секунды. И теперь фотохимия начала бурно развиваться. Здесь мы не ставим задачу подробно проследить за ее развитием. Мы рассмотрим лишь ее основные положения и возможный вклад в решение вопросов преобразования энергии в недалеком будущем.

Фотобиологические реакции далеко не ограничиваются одним лишь загаром. Природа постоянно демонстрирует нам удивительный пример фотосинтеза, благодаря которому зеленые растения и некоторые другие организмы, используя солнечную энергию, создают из воды и углекислого газа молекулы сложных органических соединений. Без такого источника пищи невозможно существование животных. Поэтому естественно наше стремление научиться управлять процессом фотосинтеза, так как это позволило бы найти новый подход к ведению сельского хозяйства. В дальнейшем мы коротко остановимся на этой проблеме, но лишь постольку, поскольку она перекликается с рассматриваемыми в книге вопросами производства энергии.

В настоящей главе в большей степени, чем в любом другом разделе книги, мы подошли к самым новейшим и перспективным исследованиям возможностей практического использования солнечной энергии. Поэтому в ней гораздо меньше деталей и математических выкладок, чем в других главах. Основная задача этой главы -дать читателю общее представление об одной из самых современных бурно развивающихся областей знаний.