Исследования в области проблем, связанных с созданием СПП и ИПП, в СССР ведутся в ИНЭОС АН СССР совместно с институтом питания АМН СССР, Московским институтом народный хозяйства им. Г. В. Плеханова, Научно-исследовательским институтом общественного питания министерства торговли СССР, Всесоюзным научно-исследовательским и экспериментально-конструкторским институтом продовольственного машиностроения, Всесоюзным научно-исследовательским институтом морского рыбного хозяйства и океанографии и др. Разрабатываются методы заводской технологии ИПП для внедрения лабораторных образцов в промышленное производство.
За рубежом первые патенты на производство искусственного мяса и мясоподобных продуктов из изолированных белков сои, арахиса и казеина были получены в США Ансоном, Педером и Боэром в 1956—63. В последующие годы в США, Японии, Великобритании возникла новая промышленность, производящая самые разнообразные ИПП (жареное, заливное, молотое и другое мясо разных видов, мясные бульоны, котлеты, колбасы, сосиски и другие мясопродукты, хлеб, макаронные и крупяные изделия, молоко, сливки, сыры, конфеты, ягоды, напитки, мороженое и др.). В США, на долю которых приходится почти 75% мирового производства сои, выпуск ИПП на основе соевых белков достигает сотен тыс. т. В Японии и Великобритании для производства ИПП используются в основном растительные белки (в Великобритании в экспериментах начато изготовление искусственного молока и сыров из зелёных листьев растений). Осваивается промышленное производство ИПП другими странами. По зарубежным статистическим данным, к 1980—90 производство ИПП в экономически развитых странах составит 10—25% производства традиционных пищевых продуктов.
Лит.: Менделеев Д. И., Работы по сельскому хозяйству и лесоводству, М., 1954; Несмеянов А. Н. [и др.], Искусственная и синтетическая пища, «Вестник АН СССР», 1969, № 1; Питание увеличивающегося населения земного шара: рекомендации, касающиеся международных мероприятий, имеющих целью предупредить угрозу недостатка белка, Нью-Йорк, 1968 (ООН. Экономический и социальный Совет. Е 4343); Food: readings from scientific American, S. F., 1973; World protein resources. Wash., 1966.
С. В. Рогожин.
Синтетические кристаллы
Синтети'ческие криста'ллы, кристаллы, выращенные искусственно в лабораторных или заводских условиях. Из общего числа С. к. около 104 относятся к неорганическим веществам. Некоторые из них не встречаются в природе. Однако первое место занимают органические С. к., насчитывающие сотни тысяч разнообразных составов и вообще не встречающиеся в природе. С другой стороны, из 3000 кристаллов, составляющих многообразие природных минералов, искусственно удаётся выращивать только несколько сотен, из которых для практического применения существенное значение имеют только 20—30 (см. табл.). Объясняется это сложностью процессов кристаллизации и техническими трудностями, связанными с необходимостью точного соблюдения режима выращивания монокристаллов.
Первые попытки синтеза кристаллов, относящиеся к 16—17 вв., состояли в перекристаллизации воднорастворимых кристаллических веществ, встречающихся в виде кристаллов в природе (сульфаты, галогениды). После расшифровки состава природных минералов появились попытки синтеза минералов из порошков с использованием техники обжига. Этим методом были получены мелкие С. к. В начале 20 в. синтезом кристаллов занимались Е. С. Федоров и Г. В. Вульф, которые исследовали условия кристаллизации воднорастворимых соединений и усовершенствовали аппаратуру. В дальнейшем А. В. Шубников разработал общие принципы образования кристаллов из водных растворов [сегнетова соль, дигидрофосфат калия и др., см. рис. 1, 3, 4] и из расплавов (однокомпонентных и многокомпонентных систем), под его руководством была создана первая фабрика С. к.
С. к. кварца получают в гидротермальных условиях. Маленькие «затравочные» кристаллы различных кристаллографических направлений вырезаются из природных кристаллов кварца. Хотя кварц широко распространён в природе, однако его природные запасы не покрывают нужд техники, кроме того, природный кварц содержит много примесей. С. к. кварца массой до 15 кг выращивают в автоклавах в течение многих месяцев, а особо чистые кристаллы (оптический кварц) растут несколько лет (рис. 5, 6).
Наиболее распространённые синтетические кристаллы
Название Химическая формула Методы выращивания Средняя величина кристаллов Области применения Кварц SiO2' Гидротермаль- ный От 1 до 15
кг, 300´200´150
мм Пьезоэлектрические преобразователи, ювелирные изделия, оптические приборы Корунд Al2O3 Методы Вернейля и Чохральского, зонная плавка Стержни диаметром 20—40
мм, длиной до 2
м, пластинки 200´300´30
мм Приборостроение, часовая промышленность, ювелирные изделия Германий Ge Метод Чохральского От 100 г до 10
кг, цилиндры 200
мм ´ 500
мм Полупроводниковые приборы Кремний Si То же То же То же Галогениды KCl, NaCl То же От 1 до 25
кг, 100´100´600 Сцинтилляторы Сегнетова соль KNaC4H4O6´4H2O Кристаллизация из растворов От 1 до 40
кг, 500´500´300
мм Пьезоэлементы Дигидрофосфат калия KH2PO4 То же От 1 до 40
кг, 500´500´300
мм То же Алюмоиттрие- вый гранат Y3Al5O12 Метод Чохральского, зонная плавка 40´40´150
мм 30´200´150
мм Лазеры, ювелирные изделия Иттриево-же- лезистый гранат Y3Fe5O12 Кристаллизация из растворов-расплавов 30´30´30
мм Радиоакустическая промышленность, электроника Гадолиний-галлиевый гранат Gd3Ga5O12 Метод Чохральского 20´30´100
мм Подложки для магнитных плёнок Алмаз C Кристаллизация при сверхвысоких давлениях От 0,1 до 3
мм Абразивная промышленность Ниобат лития LiNbO3 Метод Чохральского 10´10´100
мм Пьезо- и сегнетоэлементы Нафталин C10H8 Метод Киропулоса Блоки в несколько
кг Сцинтилляционные приборы Бифталат калия C8H5O4K Кристаллизация из водных растворов 40´100´100
мм Рентгеновские анализаторы, нелинейная оптика Кальцит CaCO3 Гидротермальный 10´30´30
мм Оптические приборы Сульфид кадмия CdS Рост из газовой фазы Стержни 20´20´100
мм Полупроводниковые приборы Сульфид цинка ZnS То же Стержни 20´20´100
мм Арсенид галлия GaAs Газотранспорт- ные реакции Стержни 20´20´100
мм Фосфид галлия GaP То же То же То же Молибдаты редкоземельных элементов Y2(MoO4)3 Комбинирован- ный метод Чохральского 10´10´100
мм Лазеры Двуокись циркония ZrO2 Высокочастот- ный нагрев в холодном контейнере Блоки около 2
кг, столбчатые кристаллы 100´10´50
мм Ювелирные изделия Двуокись гафния HfO2 То же То же То же Вольфрамат кальция CaWO4 То же 10´10´100
мм Лазеры Алюминат иттрия IAlO3 Метод Чохральского 10´10´100
мм То же Алюминий (трубы разных сечений) Al Метод Степанова Длина 103
мм, диаметр 3—200
мм Металлургия
Мир геометрически правильных кристаллов связан в сознании людей с миром драгоценных и поделочных камней. Поэтому усилия многих учёных были направлены на синтез алмаза, рубина, аквамарина, сапфира и др. В начале века были получены С. к. рубина из растворов в расплавах поташа и соды в виде кристалликов темно-малинового цвета. Позже (в конце 19 в.) французский учёный Вернейль изобрёл специальный аппарат для получения С. к. рубина, который в дальнейшем был усовершенствован. Порошок Al2O3 с добавкой нескольких % Cr2O3 непрерывно поступает в зону печи, где происходит горение водорода в кислороде. Капли расплавленной массы попадают затем на более холодный участок затравки и тотчас же кристаллизуются. В СССР работают аппараты системы С. К. Попова, которые позволяют получать С. к. рубина в виде стержней диаметром от 20 до 40 мм и Длина до 2 м — для лазеров, нитеводителей, а также для стекол космических приборов. Большую долю С. к. рубина потребляет часовая промышленность, но основным потребителем синтетического рубина является ювелирная промышленность. Добавка к Al2O3 примесей солей Ti, Со, Ni и других позволяет получить С. к. различной окраски, имитирующие окраску сапфиров, топазов, аквамаринов (рис. 7, 8) и других природных драгоценных камней.
