Марк Медовник - Из чего это сделано? Удивительные материалы, из которых построена современная цивилизация

• Название: Из чего это сделано? Удивительные материалы, из которых построена современная цивилизация
• Автор: Марк Медовник
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-17-089787-2

Профессор Лондонского университета Марк Медовник сделал почти невозможную вещь – написал не только доступную, но и остроумную книгу о самых разных материалах – своего рода «Занимательное материаловедение». Рассказ о новых химических соединениях, вдумчивый сравнительный анализ винных бокалов, сталь самурайских мечей, композитные материалы для трансплантации, бетонные конструкции суперсовременных аэропортов – обо всем этом автор пишет с блеском и глубоким знанием предмета. Книга «Из чего это сделано» – превосходный образец популярной науки высочайшего уровня, настоящая находка для любознательного читателя.

---

Всякая бумага, за редким исключением, была когда-то деревом. Сила дерева заключена в микроскопических волокнах, скрепленных органическим клеем лигнином, – в целлюлозе. Эта чрезвычайно твердая и эластичная структура живет сотни лет. Извлечь из лигнина целлюлозные волокна – задача не из легких, все равно что удалить из волос прилипшую к ним жевательную резинку. В процессе делигнификации древесину измельчают, а затем варят в коктейле из химикатов при высокой температуре и давлении. Это приводит к разрыву химических связей внутри лигнина и высвобождению волокон целлюлозы. На выходе получается спутанный клубок волокон – пульпа, древесная масса. В сущности, это жидкая древесина, которая под микроскопом напоминает спагетти в очень водянистом соусе. Выложенная на ровную поверхность и высушенная, пульпа превращается в бумагу.

Пока что это грубая бурая заготовка. Чтобы сделать ее белой, гладкой и блестящей, требуется химическое отбеливание с добавлением белого порошка мелкого помола. Скажем, карбоната кальция в виде меловой пыли. Затем накладываются слои других веществ – они задержат чернила, которые иначе потекли бы. В идеале чернила просачиваются небольшими порциями сквозь бумагу и почти мгновенно высыхают, но какое-то количество окрашенных молекул застревает в целлюлозной сетке и оставляет на белом листе стойкие следы.

Важность писчей бумаги трудно переоценить. Этой сложнейшей технологии две тысячи лет, и от нас, конечно, скрыты все ее тонкости, иначе бы мы трепетали перед гениальной микроскопической структурой, вместо того чтобы просто писать на чистом листе все, что нам захочется.

Бумажный документ

Письмо моего дедушки Измара Медовника, отправленное в Министерство внутренних дел Великобритании в начале Второй мировой войны

В детстве меня увлекали рассказы дедушки о том, как он жил в Германии, когда началась Вторая мировая война. Теперь его уже нет на свете, а вместо него рассказывают оставленные им документы. Когда вы держите в руках настоящий кусочек истории, такой, как это письмо, вы испытываете ни с чем не сравнимые ощущения. Дедушка писал в британское Министерство внутренних дел. Опасаясь вторжения немецких войск в Бельгию, он пытался вызволить оттуда моего отца.

Бумага желтеет от времени по двум причинам. Если она изготовлена из дешевой низкосортной древесной массы, полученной механическим способом, в ней останется некоторое количество лигнина. Вступая на свету в реакцию с кислородом, лигнин образует хромофоры (то есть «носители цвета»), от которых бумага желтеет. Этот сорт идет на производство дешевой одноразовой продукции. Именно поэтому газеты быстро желтеют.

Раньше для улучшения текстуры бумаги ее покрывали сульфатом алюминия, который сейчас используется главным образом для очистки воды. В то время не учитывали, что такое покрытие создает кислую среду. Целлюлозные волокна вступали в реакцию с ионами водорода – бумага желтела и теряла прочность. В XIX и XX веках книги часто печатали на так называемой кислотной бумаге, и теперь их легко отличить на полках магазинов и библиотек по ярко-желтому цвету страниц. Так же, но медленнее, стареет и некислотная бумага.

В результате старения образуется большое число летучих (то есть легко испаряющихся) органических молекул. Отсюда особый запах старой бумаги и старых книг. Библиотеки всерьез изучают химию книжного аромата. Можно было бы определять по запаху состояние книг и сберечь таким образом немалую часть фонда. Хоть это и запах распада, многим тем не менее он кажется приятным.

Печально, что книги желтеют и разрушаются, и все же патина времени придает им, как и всем старинным вещам, подлинность и силу. Запах старой бумаги как портал в другой мир – сразу же переносит нас в прошлое.

В министерстве услышали просьбы моего деда. Вот результат: немецкое удостоверение личности с печатями иммиграционной службы, проставленными 4 декабря 1939 года, когда отец выезжал из Брюсселя. Ему было в то время девять лет; судя по фотографии, он совсем не осознавал опасности своего положения. Немцы вторглись в Бельгию в мае 1940 года.

Влияние фотобумаги на культуру трудно переоценить. Удостоверение личности благодаря ей превратилось в стандартную и надежную процедуру. В конечном счете фотобумага решает, как мы выглядим, больше того – кто мы есть на самом деле. Почти непререкаемый авторитет фотографии обусловлен, по всей видимости, ее объективной природой. Объективность заключена в самой фотобумаге, химические компоненты которой фиксируют светлые и темные участки лица автоматически, просто реагируя на отраженный свет. Полученный таким образом портрет считается совершенно беспристрастным.

Эта черно-белая фотокарточка моего отца была когда-то белым листом бумаги, покрытой прозрачным гелем с молекулами бромида и хлорида серебра. В 1939 году свет, отразившись от папиного лица, попал в объектив фотоаппарата, а затем на фотобумагу и превратил молекулы бромида и хлорида серебра в маленькие кристаллы металлического серебра, которые выглядят на бумаге серыми крапинками. Если бы бумагу извлекли из камеры в эту минуту, изображение не сохранилось бы, поскольку все белые, пустые участки подверглись бы воздействию света и мгновенная реакция оставила от фото сплошной черный фон. Чтобы этого не случилось, фотографию закрепили в темной комнате, то есть смыли специальным химическим веществом не подвергшееся реакции галоидное серебро, и в гелевом слое на поверхности бумаги остались только кристаллы серебра. После сушки и обработки получилось изображение моего папы, которое помогло именно ему, а не другому мальчику избежать концентрационных лагерей.

Мой отец жив и может сам рассказать об этом эпизоде, но придет время, и лишь фотография будет напоминать о нем. Это материальный факт истории, часть нашей коллективной памяти. Разумеется, фотографии не так объективны, как об этом принято думать, но ведь и память необъективна.

Книги

Переход от устной культуры, в которой знания передавались в форме рассказов, песен и мудрых речей, к культуре письменной, письменному слову веками сдерживался отсутствием подходящего писчего материала. Пользовались каменными и глиняными табличками, но их легко разбить, к тому же они слишком тяжелы и громоздки, чтобы носить их с собой. Дерево трескается и легко подвержено разного рода порче. Стен пещер на всех не хватает, и опять же с собой их не унесешь. Бумага, которая считается одним из четырех великих китайских изобретений, решила все эти проблемы; но лишь когда римляне заменили свитки кодексом, то есть книгой в нашем теперешнем понимании, этот материал полностью раскрыл свои возможности. Было это две тысячи лет назад, и до сих пор бумага остается главным носителем письменной речи. Примечательно, что именно бумага, материал куда более мягкий по сравнению с камнем или деревом, стала хранительницей слова. Тонкость оказалась огромным достоинством – тонкий лист не сломается, сколько бы вы его ни гнули. Однако, сложенная в стопку в виде книги, бумага становится твердой и несгибаемой – настоящий кусок дерева. Книга в твердом переплете – это крепость для слов на многие тысячелетия.

Совершенство так называемого кодекса – книги в виде стопки переплетенных листов, сброшюрованных под одним корешком и защищенной с обеих сторон обложкой, – а также причина, по которой кодекс вытеснил свиток, заключается в том, что он позволяет помещать письменный текст на обеих сторонах листа и делает возможным непрерывное чтение. В некоторых культурах для тех же целей использовался бесконечно длинный лист бумаги, сложенный «гармошкой». Преимущество кодекса с его отдельными страницами в том, что в одно и то же время над одной и той же книгой могут работать несколько переписчиков, а после изобретения печатного станка стало возможным создавать одновременно много экземпляров одной и той же книги. Как доказали биологи, быстрое копирование информации – наиболее эффективный способ ее сохранения.

Библия считается одной из первых книг, созданных в новом формате. Он облегчил жизнь проповедникам: зачем долго и утомительно раскатывать свиток, если можно, зная номер страницы, сразу найти нужный фрагмент. Это был своего рода прототип памяти прямого доступа, и он вполне еще может пережить цифровую эру.

Оберточная бумага

В основе своей обычная бумага – это мат из целлюлозного волокна

Бумага служит не только для хранения информации. В роли оберточного материала она отлично умеет ее утаивать. Чем были бы дни рождения без такой бумаги? Она как никакой другой материал умеет создавать приятное волнение и радостное предвкушение. Я получал подарки, завернутые в ткань или спрятанные в шкафу, но ничто не сравнится с магией бумажной обертки. По правде говоря, подарок не подарок, если он не завернут в бумагу. Именно бумага, сначала скрывая, а потом раскрывая предмет, превращает акт дарения и принятия подарка в ритуал, просто вещь – действительно в подарок. Дело не только в культурных ассоциациях. Сама природа назначила бумагу на эту роль.